1

METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN Y MITIGACIÓN DEL RIESGO EN EXCAVACIONES PROFUNDAS EN SUELOS ARENOSOS DE LA CIUDAD DE

BOGOTÁ D.C.

ANDREA NATALIA RODRIGUEZ CASTILLA

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS

FACULTAD TECNOLÓGICA INGENIERÍA CIVIL

TRABAJO DE GRADO 2017

2

METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN Y MITIGACIÓN DEL RIESGO EN EXCAVACIONES PROFUNDAS EN SUELOS ARENOSOS DE LA CIUDAD DE

BOGOTÁ D.C.

ANDREA NATALIA RODRIGUEZ CASTILLA

Trabajo de grado para optar el título de Ingeniera Civil.

Director Rodolfo Felizzola

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS

FACULTAD TECNOLÓGICA INGENIERÍA CIVIL

TRABAJO DE GRADO 2017

3

Nota de aceptación

______________________________ ______________________________ ______________________________ ______________________________ ______________________________

______________________________ Firma del presidente del Jurado

______________________________ Firma del Jurado

______________________________ Firma del Jurado

4

AGRADECIMIENTOS

El presente documento representa la etapa final de una serie de situaciones las cuales en su momento fueron la causa de sensaciones de satisfacción o resignación pero sobretodo de la motivación para seguir adelante y sobrepasar los diferentes obstáculos, es así que, se hace necesario agradecerle en primera instancia a Dios que me permitió ser parte de esta prestigiosa universidad y después pero no menos importante a mis padres de manera especial a mi madre siendo que en primera medida debido a su gran esfuerzo obtuvo la viabilidad económica para presentarme a la Universidad y con su constancia me permitió continuar con mis estudios, a mis hermanos al ser la razón de mi existir y mi motor para afrontar las diferentes etapas de la vida y finalmente a mis amigos que con su colaboración, esfuerzo, apoyo y tiempo hicieron parte a lo largo de este proceso, de manera especial a Leidy González y Vanessa Ávila grandes personas que conocí en el claustro universitario y me motivan a seguir.

5

Contenido AGRADECIMIENTOS ............................................................................................. 4 LISTA DE FIGURAS ............................................................................................... 8 LISTA DE GRÁFICAS ........................................................................................... 10 LISTA DE FOTOGRAFIAS .................................................................................... 11 LISTA DE TABLAS ................................................................................................ 12 RESUMEN ............................................................................................................ 13 INTRODUCCIÓN .................................................................................................. 14 ANTECEDENTES Y JUSTIFICACIÓN .................................................................. 15 PLANTEAMIENTO Y FORMULACIÓN DEL PROBLEMA .................................... 16

DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA ..................................................................... 16 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA .................................................................... 16

OBJETIVOS .......................................................................................................... 17 OBJETIVO GENERAL ....................................................................................... 17 OBJETIVOS ESPECÍFICOS .............................................................................. 17

ALCANCES Y LIMITACIONES ............................................................................. 18 TÉCNICA ........................................................................................................... 18 GEOGRÁFICA ................................................................................................... 18

1. MARCO DE REFERENCIA ............................................................................ 19 1.1 MARCO TEÓRICO................................................................................... 19

1.1.1 EXCAVACION ................................................................................... 19 1.1.2 OBRAS CIVILES ............................................................................... 22 1.1.3 ESTABILIDAD DE TALUDES ............................................................ 22 1.1.4 GESTIÓN DE RIESGOS ................................................................... 33

1.2 MARCO LEGAL ....................................................................................... 37

1.2.1 Resolución No 600 de 2015 emitida por el Instituto Distrital de Gestión de Riesgos y Cambio Climático (IDIGER) ...................................................... 37

1.2.2 Norma Sismo Resistente Colombiana 2010 (NSR-10) Titulo H - Estudios Geotécnicos ..................................................................................... 37 1.2.3 Decreto 523 de 2010 ......................................................................... 38

1.3 ESTADO DEL ARTE ................................................................................ 38 1.3.1 Antecedentes de la Investigación ...................................................... 38

2. METODOLOGIA ............................................................................................. 44

6

2.1 OBTENCIÓN DE INFORMACIÓN DETALLADA ...................................... 44

2.2 COMPARACIÓN METODOLOGÍA PROPUESTA POR EL INSTITUTO DISTRITAL DE GESTIÓN DE RIESGOS Y CAMBIO CLIMÁTICO – IDIGER Y LA PROPUESTA POR SERVICIO GEOLÓGICO COLOMBIANO – SGC. ........ 46

2.3 ANÁLISIS Y SIMULACIÓN DE ESCENARIOS DE RIESGO PARA LOS PROYECTOS DE MALAMBO Y BARRANQUILLA. ........................................... 46

2.4 ESTRUCTURACIÓN DE LA SECUENCIA A APLICAR EN LA METODOLOGÍA. ............................................................................................... 47 2.5 DOCUMENTACIÓN DE LA SECUENCIA. ............................................... 48

3. CONDICIONES GENERALES CIUDAD DE BOGOTA D.C. ........................... 50 3.1 UBICACIÓN ............................................................................................. 50 3.2 GEOLOGIA .............................................................................................. 51 3.3 ZONAS GEOTÉCNICAS .......................................................................... 56 3.4 HIDROGEOLOGIA ................................................................................... 58

3.4.1 ASPECTOS HIDRODINÁMICOS, RECARGA Y DESCARGA .......... 60 3.5 RESPUESTA SISMICA ............................................................................ 61 3.6 CLIMA ...................................................................................................... 63

3.6.1 PRECIPITACION ............................................................................... 63 3.6.2 HUMEDAD RELATIVA ...................................................................... 65 3.6.3 TEMPERATURA ................................................................................ 65

4. ANTECEDENTES ........................................................................................... 66

4.1 CONSTRUCCION DE DOS EDIFICACIONES DE UNA PLANTA PARA LA ESCUELA DE ART EN MALAMBO, ATLANTICO. ............................................ 66

4.2 CONSTRUCCIÓN UN ALOJAMIENTO DE TROPA EN BARRANQUILLA, ATLÁNTICO ....................................................................................................... 67

5. METODOLOGÍAS APLICABLES .................................................................... 69

5.1 METODOLOGÍA INSTITUTO DISTRITAL DE GESTIÓN DE RIESGOS Y CAMBIO CLIMATICO –IDIGER- ........................................................................ 69

5.1.1 ENTRADAS ....................................................................................... 69 5.1.2 PROCESOS ...................................................................................... 70 5.1.3 SALIDAS ........................................................................................... 72

6. SIMULACION DE ESCENARIOS DE RIESGO ............................................. 75

6.1 EVALUACION PRELIMINAR DE ESTABILIDAD PARA LOS DOS ESCENARIOS CON EL USO DE SLIDE 5.0 ..................................................... 75

6.1.1 ESCENARIO PROYECTO UBICADO EN BARRANQUILLA. ............ 75

7

6.1.2 ESCENARIO PROYECTO UBICADO EN MALAMBO. ..................... 81 6.2 EVALUACIÓN DE ESTABILIDAD MEDIANTE TABLESTACADOS ........ 85

6.2.1 ESCENARIO PROYECTO UBICADO EN BARRANQUILLA. ............ 85 6.2.2 ESCENARIO PROYECTO UBICADO EN MALAMBO ...................... 92

6.3 ANALISIS DE LOS ESCENARIOS........................................................... 97 7. PUNTOS CLAVE NORMA SISMO RESISTENTE VERSION 2010 (NSR -10)99

7.1 CAPITULO H-5 EXCAVACIONES Y ESTABILIDAD DE TALUDES ...... 100 7.2 CAPITULO H-6 ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN ........................... 101

7.3 CAPITULO H-7 EVALUACION GEOTECNICA DE EFECTOS SISMICOS 101 7.4 CAPITULO H-8 SISTEMA CONSTRUCTIVO DE CIMENTACIONES, EXCAVACIONES Y MUROS DE CONTENCIÓN. ........................................... 103

CONCLUSIONES ................................................................................................ 105 RECOMENDACIONES ....................................................................................... 107 BIBLIOGRAFIA ................................................................................................... 108

8

LISTA DE FIGURAS

Ilustración 1 Sistema de Apuntalamiento, excavaciones poco profundas. ............ 19 Ilustración 2 Ángulo de Reposo tomado de https://es.wikipedia.org ..................... 23 Ilustración 3 Falla Superficial tomado de La Ingeniería de Suelos en las Vías Terrestres .............................................................................................................. 25 Ilustración 4 Nomenclatura de una zona de falla circular tomada de La Ingeniería de Suelos en las Vías Terrestres .......................................................................... 26 Ilustración 5 Falla Local tomada de http://www.fceia.unr.edu.ar/geologiaygeotecnia/Estabilidad%20de%20Taludes.pdf .............................................................................................................................. 26 Ilustración 6 Falla de Pie Tomado de La Ingeniería de Suelos en las Vías Terrestres. ............................................................................................................. 27 Ilustración 7 Falla en la Base Tomado de La ingeniería de Suelos en las Vías Terrestres. ............................................................................................................. 27 Ilustración 8 Falla en Bloque Tomada de La Ingeniería de Suelos en las Vías Terrestres. ............................................................................................................. 28 Ilustración 9 Falla en Bloque por la estratificación del Terreno Natural Tomada de La Ingeniería de Suelos en las Vías Terrestres. .................................................... 28 Ilustración 10 Falla de Desprendimiento Superficial Tomado de La Ingeniería de Suelos en las Vías Terrestres. .............................................................................. 29 Ilustración 11 Croquis de Una Falla Compuesta Tomado de La Ingeniería de Suelos en las Vías Terrestres. .............................................................................. 29 Ilustración 12 Croquis de una Falla Compuesta Tomado de La Ingeniería de Suelos en las Vías Terrestres. .............................................................................. 30 Ilustración 13 Fallas Múltiples Sucesivas Tomado de La Ingeniería de Suelos en las Vías Terrestres. ............................................................................................... 30 Ilustración 14 Falla Regresiva Translacional Tomado de La Ingeniería de Suelos en las Vías Terrestres. .......................................................................................... 31 Ilustración 15 13 Falla Regresiva Rotacional Tomado de La Ingeniería de Suelos en las Vías Terrestres. .......................................................................................... 31 Ilustración 16 Caída de Material tomado de https://es.wikipedia.org ..................... 32 Ilustración 17 Esquema de ubicación del talud Comunidad “la providencia”, municipio de Cuscatacingo Tomado de (Universidad de Salvador, 2006) ............ 43 Ilustración 18 Bogotá D.C. en Colombia, Tomado de Pulso Colombia ................. 50 Ilustración 19 Bogotá D.C. en Cundinamarca Tomada de Pulso Colombia .......... 51 Ilustración 20 Mapa Geológico Bogotá D.C. Tomada de www.sdp.gov.co secretaria de planeación distrital ............................................................................................ 55 Ilustración 21 Mapa Bogotá D.C. Distribución Zonas Geotécnicas Escala 1:40.000 .............................................................................................................................. 57

9

Ilustración 22 Corte Esquemático de la Cuenca Artesiana de la Sabana de Bogotá .............................................................................................................................. 58 Ilustración 23 Mapa Hidrogeológico de Bogotá D.C. Tomado de Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca CAR ......................................................... 59 Ilustración 24 Mapa de Zonas de Respuesta Sísmica de la Ciudad de Bogotá D.C. Escala 1:40.000 ..................................................................................................... 62 Ilustración 25 Precipitación Media Anual Bogotá D.C. 1:60.000 ........................... 64 Ilustración 26 Envolvente de Presión Aparente para Cortes en Arena de Peck (1969) .................................................................................................................... 87

10

LISTA DE GRÁFICAS

Grafica 1 Proceso Análisis de Riesgo ................................................................... 37 Grafica 2 Clasificación de las técnicas de Mitigación tomado de Universidad del Salvador 2006 ....................................................................................................... 41 Grafica 3 Pasos para desarrollar una Metodología ............................................... 44 Grafica 4 Marco de referencia para evaluación de riesgo por movimientos en masa y la toma de decisiones ......................................................................................... 45 Grafica 5 Bosquejo secuencia de la Metodología ................................................. 48 Grafica 6 Datos Históricos precipitación media en Bogotá D.C. ............................ 63 Grafica 7 Humedad Relativa Anual Bogotá D.C. ................................................... 65 Grafica 8 Temperatura Promedio Anual Bogotá D.C. ........................................... 65 Grafica 9 Parámetros para el Plan de Monitoreo .................................................. 74 Grafica 10 Definición Material Slide 5.0 ................................................................ 75 Grafica 11 Determinación de Dirección de Falla y Malla de evaluación en Slide 5.0 .............................................................................................................................. 76 Grafica 12 Calculo de Factor de Seguridad Método Spencer Profundidad 1.2m SLIDE 5.0 .............................................................................................................. 77 Grafica 13 Calculo de Factor de Seguridad por el Método de BISHOP profundidad de excavación 1.2m SLIDE 5.0 ............................................................................. 77 Grafica 14 Calculo de Factor de Seguridad por el Método de BISHOP profundidad de excavación 5.0m SLIDE 5.0 ............................................................................. 78 Grafica 15 Calculo de Factor de Seguridad por el Método de BISHOP profundidad de excavación 10.0m SLIDE 5.0 ........................................................................... 79 Grafica 16 Calculo de Factor de Seguridad por el Método de BISHOP profundidad de excavación 20.0m SLIDE 5.0 ........................................................................... 79 Grafica 17 Calculo de Factor de Seguridad por el Método de BISHOP profundidad de excavación 30.0m SLIDE 5.0 ........................................................................... 80 Grafica 18 Calculo de Factor de Seguridad por el Método de BISHOP profundidad de excavación 1.2 m SLIDE 5.0 ............................................................................ 81 Grafica 19 Calculo de Factor de Seguridad por el Método de BISHOP profundidad de excavación 5.0 m SLIDE 5.0 ............................................................................ 82 Grafica 20 Calculo de Factor de Seguridad por el Método de BISHOP profundidad de excavación 10.0 m SLIDE 5.0 .......................................................................... 82 Grafica 21 Calculo de Factor de Seguridad por el Método de BISHOP profundidad de excavación 30.0 m SLIDE 5.0 .......................................................................... 84

11

Grafica 22 Diagrama para Calculo de Sección y Cargas en Entibados con Tablestacas Metálicas. Excavación Profundidad 10m, Barranquilla ..................... 86 Grafica 23 Sección de Tablestaca, Voladizo Simple ............................................. 88 Grafica 24 Diagrama de Cortante Tablestacado Metálico 10m ............................. 88 Grafica 25 Diagrama para Calculo de Sección y Cargas en Entibados con Tablestacas Metálicas. Excavación Profundidad 20m .......................................... 90 Grafica 26 Diagrama de Cortante Tablestacado Metálico 20m ............................. 91 Grafica 27 Diagrama para Calculo de Sección y Cargas en Entibados con Tablestacas Metálicas. Excavación Profundidad 10m, Malambo .......................... 93 Grafica 28 Diagrama de Cortante Entibado en Tablestaca Excavación 10m ........ 94 Grafica 29 Diagrama para Calculo de Sección y Cargas en Entibados con Tablestacas Metálicas. Excavación Profundidad 20m, Malambo .......................... 95 Grafica 30 Diagrama de Cortante Entibado en Tablestaca Excavación 20m ........ 96

LISTA DE FOTOGRAFIAS Fotografía 1 Erosión de Taludes en Arenas tomado de http://www.biodiversidadvirtual.org ........................................................................................................................................ 32

12

LISTA DE TABLAS Tabla 1 Clasificación Cuantitativa de Riesgos.................................................................. 34 Tabla 2 Clasificación de amenaza según la probabilidad de Ocurrencia .......................... 35 Tabla 3 Componentes Similares Metodologías actuales Fuente Propia ........................... 39 Tabla 4 Evolución Formación Geológica Sabana de Bogotá D.C..................................... 52 Tabla 5 Zonas Geológicas y Nomenclatura ..................................................................... 53 Tabla 6 Características generales de las unidades hidrogeológicas. ............................... 61 Tabla 7 Datos Iniciales Proyecto Barranquilla - Cálculos Tablestacado 10m ................... 85 Tabla 8 Valores de Carga en los Puntales en el Proyecto de Barranquilla Tablestacado 10m ................................................................................................................................. 88 Tabla 9 Datos Iniciales Corte 20m. Proyecto Barranquilla, Atlántico ................................ 89 Tabla 10 Valores de Carga en los Puntales en el Proyecto de Barranquilla Tablestacado 20m ................................................................................................................................. 91 Tabla 11 Datos Iniciales Corte 10m. Proyecto Malambo, Atlántico .................................. 92 Tabla 12 Valores de Carga en los Puntales Proyecto Malambo profundidad 10m ........... 94 Tabla 13 Datos Iniciales Corte 20m. Proyecto Malambo, Atlántico .................................. 95 Tabla 14 Valores de Carga en los Puntales Proyecto Malambo profundidad 20m ........... 96 Tabla 15 Resultados Estabilidad en Terreno Natural. ...................................................... 97

13

RESUMEN El presente documento tiene como objetivo ofrecer a la comunidad en general, una serie de lineamientos para la correcta y eficaz determinación y mitigación de riesgos durante la ejecución de excavaciones profundas, para lo cual anexo a este se hace entrega de una metodología aplicable para seguir durante este tipo de actividades. Durante el proceso de excavaciones profundas en suelos arenosos es posible evidenciar una serie de situaciones tanto de vulnerabilidad (estado suelto del suelo, saturación, ángulo de reposo entre otras) como de amenaza (sismos, mal manejo de la excavación etc) que aunándolas nos muestran escenarios de riesgo, los cuales deben ser analizados y mitigados correctamente para evitar pérdidas humanas como económicas. La metodología anexa ofrece a su lector una serie de lineamientos de fácil comprensión y sencilla aplicación donde se establecen los criterios mínimos para analizar cada una de las situaciones propias del suelo y que afectan su estabilidad y los eventos externos a los que pueden ser sometidos para hacer un corte inestable, además, también sugiere algunas medidas de mitigación dependiendo del entorno y las características propias de la excavación. Palabras clave: Excavaciones profundas, suelos arenosos, metodología, pasos, mitigación de riesgos, vulnerabilidad, amenaza.

14

INTRODUCCIÓN La realización de excavaciones durante la ejecución de una obra civil es una actividad indispensable, ya que tiene como objetivo alcanzar el plano de arranque para continuar con las demás acciones encaminadas a construir una estructura, por lo tanto, esta actividad estará siempre presente, sin embargo, en la realización de excavaciones se pueden presentar una serie de situaciones que en conjunto estructuran un panorama de riesgo y en su momento pueden afectar la estabilidad y durabilidad de la infraestructura construida. Como anexo se proporciona el documento titulado “METODOLOGIA DE EVALUACION Y MITIGACION DE RIESGOS EN EXCAVACIONES PROFUNDAS EN LOS SUELOS ARENOSOS DE BOGOTÁ” instrumento que sugiere las acciones y su secuencia encaminadas a realizar eficazmente el análisis y documentación de las condiciones presentadas en los suelos arenosos de Bogotá D.C. Para lo cual inicialmente se identifica la problemática siendo el nivel de accidentabilidad la razón principal para desarrollar el trabajo, posteriormente fue necesaria la indagación, búsqueda y análisis de información acerca del mecanismo para diseñar una metodología, de esta manera se hizo posible determinar las entradas o insumos y procesos necesarios para obtener una secuencia coherente y conseguir resultados acordes a la necesidad señalada, por otro lado, es imperioso el diagnostico de los escenarios en los cuales los suelos arenosos son vulnerables, por lo tanto, se estudian las situaciones donde es posible que se presente falla, la estabilidad de la excavación (fondo y lateral) y presión de tierra, igualmente, se toman como referencia los criterios establecidos en la norma sismoresistente Colombiana versión 2010 –NSR 10, así como también se indaga sobre las características predominantes de la ciudad de Bogotá D.C. como lo son geología, periodo de lluvias, humedad, microzonificación sísmica entre otros, características de donde se vinculan algunos de los factores detonantes que podrían manifestarse y establecer panoramas de riesgo. Aunado a lo anterior, es indispensable el manejo de la temática correspondiente a mitigación de riesgos, ya que así, fue posible identificar la secuencia aquí documentada con respecto al análisis de cada uno de los factores (vulnerabilidad y amenaza) que en conjunto materializan escenarios de peligro, como también se adopta la estrategia para realizar la medición de los riesgos, teniendo en cuenta el alcance y limitaciones del proyecto. En el presente documento se establecen las pautas adoptadas para la obtención de la metodología, desde el planteamiento del problema, pasando por algunos

15

ejemplos de situaciones presentadas con anterioridad, análisis de las condiciones generales de la ciudad de Bogotá D.C. y repaso de metodologías similares ya implementadas hasta la obtención del resultado final, la metodología con sus respectivos anexos.

ANTECEDENTES Y JUSTIFICACIÓN Durante la realización de trabajos de excavaciones profundas en zonas urbanas consolidadas como lo es la ciudad de Bogotá objeto de estudio, se han presentado ocasionalmente accidentes donde se perdieron vidas humanas y se generan costos por reparación considerablemente altos que inicialmente no están contemplados, igualmente, el daño a la infraestructura colindante y el colapso de la que se esté construyendo al no hacer un análisis riguroso de la vulnerabilidad del suelo sobre el que se está ejecutando la obra genera sobrecostos, aumenta plazo de ejecución estimado y todo los reprocesos que acarreen estas situaciones. El proyecto tiene como finalidad establecer una metodología alternativa que sugiera un conjunto de lineamientos para el análisis y mitigación de riesgos durante la ejecución excavaciones profundas en los suelos arenosos de la ciudad de Bogotá D.C., ofreciéndole tanto a entidades públicas como privadas un plan para determinar el procedimiento que se ajuste en mayor medida a las diferentes necesidades dentro de las posibilidades enmarcadas en el objeto, garantizando así, una oportuna y conveniente toma de decisiones, disminuyendo al máximo costos adicionales y mitigando en su mayoría tanto accidentes y enfermedades laborales como impactos negativos generados al entorno.

16

PLANTEAMIENTO Y FORMULACIÓN DEL PROBLEMA

DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA Las características especiales de los suelos arenosos que los hacen más susceptibles a procesos de remoción de masa, como su condición suelta afectado por un régimen de lluvias y factores de intemperismo que desgasta y erosiona los taludes en estos materiales y la complejidad de los mecanismos o procedimientos a llevar a cabo durante la excavación en estos materiales pueden conducir a un grado alto de accidentabilidad del recurso humano y a altos costos en los que pueden incurrir diferentes compañías, a diferencia de los cortes realizados en suelos arcillosos que debido a du condición propia suele ser más manejable. La política vanguardista del cuidado exigente al medio ambiente, la seguridad de las personas y los bienes que pueden afectarse durante la ejecución de una excavación en suelos sueltos granulares en la ciudad de Bogotá, son los aspectos fundamentales para documentar una serie de instrucciones necesarias para desarrollar un procedimiento que evalúe y defina las medidas de mitigación de los riesgos que se puedan presentar.

FORMULACIÓN DEL PROBLEMA A pesar del trabajo exhaustivo realizado por diferentes entidades como lo son la Secretaría de Ambiente del Distrito, las aseguradoras de riesgos laborales, la Red Sismológica Nacional adscrita al Ingeominas, los entes involucrados en la modificación y actualización de la norma sismoresistente del 2010 (NSR 10), el ministerio de trabajo entre otros, aún se presentan altos índices de accidentabilidad en la ejecución de excavaciones en la ciudad. El riesgo en las excavaciones puede orientar las fases de planeación, ejecución y supervisión en este tipo de trabajos y así mismo ofrecer un esquema de actividades que conlleven a un entorno seguro en las obras subterráneas temporales y sus alrededores. A lo anterior es preciso aunarle el hecho de que, al ser suelos arenosos en el talud de la excavación la cohesión entre partículas es mínima y por gravedad se producen derrumbes e imposibilita tener cotas de excavación constante y delimitadas por secciones en mayor medida que en comparación que otros tipos de suelo, igualmente presenta plasticidades supremamente bajas, y como las partículas de arena son homogéneas en tamaño, se genera en su acomodación mucho espacio vacío, técnicamente, el porcentaje de vacíos es alto.

17

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL Establecer los lineamientos básicos para la metodología de evaluación del riesgo por excavaciones profundas en suelos arenosos saturados y suelos arenosos parcialmente saturados de la ciudad de Bogotá D.C.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

1. Recopilar y analizar la información necesaria con respecto al objeto del proyecto.

2. Comparar metodologías para evaluación de Riesgo en procesos de remoción de masa aplicadas actualmente.

3. Determinar los parámetros mínimos para evaluar la vulnerabilidad de los suelos arenosos.

4. Simular escenarios de Riesgo mediante la aplicación del software SLIDE 5.0 para los estudios de caso de los proyectos alojamientos de tropa en barranquilla y escuela ART en Malambo, Atlántico.

5. Identificar los insumos y actividades requeridas para la clasificación riesgos en la ejecución de excavaciones en un ambiente urbano consolidado

6. Estructurar la secuencia de la metodología de evaluación del riesgo por excavaciones profundas en la ciudad de Bogotá D.C.

18

ALCANCES Y LIMITACIONES

TÉCNICA El estudio aquí documentado tiene limitación con respecto a la parte técnica, toda vez que cada proyecto en su concepción, diseño, ejecución y supervisión es único, sin embargo, se pretende normalizar dentro de las posibilidades algunos procedimientos que presentan características y situaciones similares con el fin de que se incorporen el mayor número de actividades posible. Adicionalmente, también es importante mencionar que el presente análisis se estableció para excavaciones profundas en la realización de edificaciones que cuenten con sótanos, por lo tanto, no se garantiza su aplicación durante la ejecución de otro tipo de infraestructura. Con respecto a la evaluación de riesgos es importante resaltar que debido a las particularidades de cada proyecto, vulnerabilidad, factores detonantes, panoramas de riesgo entre otros, solo se establece una evaluación preliminar, de una manera cualitativa.

GEOGRÁFICA El objeto del proyecto se encuentra enmarcado para la ejecución de excavaciones profundas en los suelos arenosos de la ciudad de Bogotá, por lo tanto, la información recopilada y analizada en cuanto a características del suelo corresponde únicamente a esta ciudad, conjuntamente, con base en la información suministrada por el distrito en el Decreto No 523 del 16 de Diciembre de 2.010 Denominado “Por el cual se adopta la Microzonificación Sísmica de Bogotá D.C.” Precisamente el artículo No 2 en el cual se fijan y determinan las zonas geotécnicas y de respuesta Sísmica de la Ciudad de Bogotá D.C. se puede delimitar los sectores en los cuales es aplicable. Siendo en su mayoría a zonas comprendidos en las localidades de Kennedy, Puente Aranda, y Bosa.

19

1. MARCO DE REFERENCIA

1.1 MARCO TEÓRICO

1.1.1 EXCAVACION

1.1.1.1 Definición Actividad de movimiento de tierras ejecutada a cielo abierto y por medios manuales, usando herramienta menor o en forma mecánica con maquinaria adecuada como retroexcavadoras, y cuyo objeto consiste en alcanzar el plano de arranque.

1.1.1.2 Tipos

Las excavaciones pueden clasificarse de la siguiente manera: Por profundidad Por su nivel de complejidad Por tipo de material Por grado de humedad

1.1.1.2.1 Por profundidad

Poco Profundas

Son aquellas que se encuentran en el rango de uno a cinco metros de profundidad. Se puede realizar con maquinaria apropiada, o mediante el uso de mano de obra de forma intensiva, se ejecuta sin construcción de rampas. Independientemente de su mínima altura, se debe tener en cuenta el uso de sistemas de protección de taludes durante su realización, como lo son los apuntalamientos, los cuales son los más recomendados, debido a su fácil colocación y desmontaje cuando sea necesario.

Ilustración 1 Sistema de Apuntalamiento, excavaciones poco profundas.

20

Profundas

Son aquellas que superan los cinco metros de profundidad, se realizan con maquinaria, debe tenerse en cuenta elementos como: sistemas de protección de taludes y rampa de salida de vehículos de carga. Los sistemas de protección de taludes se pueden construir durante el proceso de excavación o antes de este, pueden presentarse desde el método de anclajes, micropilotes, pilotes o tablestacas, entre otros.

1.1.1.2.2 Por su nivel de complejidad

Excavación masiva

Se presenta cuando es necesario el movimiento de grandes cantidades de material, para lo cual es inevitable la disposición de maquinaria que supere la potencia de 80Hp, en este tipo de excavación presenta el mayor rendimiento ya que, al momento de realizar los cortes, únicamente se debe prestar especial cuidado al tallado de taludes y la profundidad máxima de excavación. Durante el proceso de excavación es importante el correcto tallado de los taludes, respetando los ángulos mínimos y las alturas máximas.

Excavación estructural

Es la realizada para la configuración de las excavaciones para la cimentación.

Excavación en rampa

Consiste en retirar la rampa de salida de los camiones, este proceso se realiza tomando en cuenta la altura del sótano y el tipo de maquinaria disponible. A pesar que es la última excavación a realizar, se deberá de planificar desde el inicio del proceso de excavación, ya que su localización depende de elementos tales como: la profundidad, maquinaria disponible y forma de acceso.

1.1.1.2.3 Por tipo de material excavado

Excavación en roca

Se define como roca a aquel material cuyo tamaño exceda de 50 cm y la dureza y textura las cuales no pueden excavarse por métodos diferentes de demoliciones controladas o por trabajo manual por medio de fracturas y cuñas, según las condiciones del lugar o las características de la roca. La

21

excavación en roca no tendrá sub-clasificación, es decir, no se distinguirá roca húmeda o seca.

Excavación común en tierra, conglomerado y roca descompuesta

Es aquel material que no se asimila a la clasificación de roca y que pueden extraerse por los métodos manuales normales o mecánicos, utilizando las herramientas y equipos de uso frecuente para esta clase de labor: barras, picos, palas, equipos desde excavadoras hidráulicas hasta retroexcavadoras. Entre estos materiales están: arcilla, limo, arena, y piedras con tamaño inferior a 50 cm (20"), sin tener en cuenta el grado de compactación o dureza y considerados en forma conjunta o independiente.

1.1.1.2.4 Por su grado de humedad

Excavación húmeda

Es aquella que se ejecuta por debajo del nivel freático existente en el momento de hacer la excavación y que exige el uso continuo de equipo de bombeo para extracción del agua. No se considera como excavación húmeda, la debida a lluvias, infiltraciones, fugas de aguas, aguas procedentes de alcantarillados existentes, aguas pérdidas o de corrientes superficiales que puedan ser corregidas o desviadas sin necesidad de bombeo.

Excavación seca

Se considera como seca toda excavación que no se asimile a la definición dada para la clasificación excavación húmeda. (Vivienda, 2010)1

1.1.1.2 Concepto usos del suelo De acuerdo con la definición contenida en el numeral 3 del artículo 51 del Decreto Nacional 1469 de 2010, se trata de un “dictamen escrito por medio del cual el curador urbano o la autoridad municipal o distrital competente para expedir licencias o la oficina de planeación o la que haga sus veces, informa al interesado sobre el uso o usos permitidos en un predio o edificación, de conformidad con las normas urbanísticas del Plan de Ordenamiento Territorial y los instrumentos que lo desarrollen”. Lo anterior se traduce en que el concepto de uso de suelo es un documento donde se informa qué uso se le podría dar a un inmueble según su ubicación geográfica, de conformidad con lo establecido en la norma vigente correspondiente.

Tomado del ANEXO de Especificaciones Técnicas emitido por el Ministerio de Vivienda1

22

1.1.2 OBRAS CIVILES

1.1.2.1 Definición Construcción de las infraestructuras y estructuras que hacen posible el aprovechamiento y control del medio físico natural y sus recursos, así como las comunicaciones; esto incluye carreteras, túneles, puentes, vías férreas, presas, canales, muelles etc.

1.1.2.2 Efectos de Excavaciones profundas en suelos arenosos Es indispensable realizar un análisis de estabilidad del fondo de la excavación por flujo de agua, en caso de presentarse agua freática es vital su control y extracción de la excavación, lo anterior, con el objetivo de disminuir el riesgo de Falla de fondo por subpresion, la que es ocasionada por la presión hidrostática que genera el agua y en su momento podría ocasionar el levantamiento del fondo de la excavación.

También es necesario considerar los posibles asentamientos causados por el abatimiento del nivel freático, en el caso de que la arena se encuentre extremadamente suelta en el estrato del suelo, se puede presentar un asentamiento importante, al igual que si se manifiestan variaciones del nivel freático, toda vez que la deformación de la arena se incremente notablemente con la aplicación de la carga.

Durante la ejecución de excavaciones profundas en suelos arenosos se produce alivio en las tensiones presentes en el suelo con cada corte que se realiza ocasionado por el desplazamiento horizontal o vertical, cambio de volúmenes, y propiedades del suelo, de esta manera, se manifiestan deformaciones en el terreno las cuales a su vez pueden generar daños en la infraestructura colindante que se encuentra en un área de incidencia.

1.1.3 ESTABILIDAD DE TALUDES

1.1.3.1 Definición Es el estudio contendiente al análisis y determinación de la solidez de un talud.

1.1.3.2 Talud Es la pendiente que registra una superficie inclinada con respecto a la horizontal y que además apoya las masas de tierra tratando de sostenerse unas a otras.

23

Si ésta pendiente se origina de manera natural, es decir sin ningún tipo de acción humana sobre él se denomina ladera, por el contrario si se genera por la intervención del hombre se denomina corte o talud artificial.

1.1.3.3 Factores que intervienen La estabilidad de taludes en suelos es determinada por dos factores principalmente la cohesión y la fricción interna del suelo. Cohesión: Característica de las partículas del suelo por la cual mediante las fuerzas internas se mantienen unidas unas a otras. En el suelo arenoso al ser un material granular este valor tiende a ser prácticamente nulo. Fricción Interna: Característica del suelo que corresponde a la resistencia que opone el material al deslizamiento, resistencia originada por la fricción existente en las superficies de contacto de las partículas y de su densidad, toda vez, que los suelos granulares tienen mayor cantidad de superficies de contacto y sus partículas, especialmente si son angulares, ostentan una buena trabazón y a su vez poseerán fricciones internas altas. Situación contraria a lo que sucede con los suelos finos. Angulo de Fricción: El ángulo de talud con el cual tiene su máxima estabilidad, está directamente vinculado con el ángulo de fricción propio de la resistencia máxima, teniendo en cuenta, que cuando se vierte la arena, esta queda en estado suelto en el cual el ángulo de fricción es cercano a o igual a cero, siendo así, el ángulo de reposo de la arena es aproximadamente igual a su ángulo de fricción interno.

Ilustración 2 Ángulo de Reposo tomado de https://es.wikipedia.org

24

1.1.3.4 Factor de Seguridad Valor utilizado para determinar el factor con el cual el talud falla tomando como referencia las peores condiciones posibles de comportamiento para las cuales se diseña. Se determina mediante la aplicación de técnicas de equilibrio límite, el cual asume que si se presenta una falla, las fuerzas que actúan y resisten son iguales a lo largo de la superficie de falla equivalentes a un factor de seguridad de 1.0., luego de calcular las fuerzas y/o momentos resistentes estos se comparan con los que se encuentran disponibles dependiendo de las características del suelo y es así que se establece el factor de seguridad. En la actualidad existen varios métodos aplicables, sin embargo, para el análisis de los estudios de caso se hace uso del método de BISHOP SIMPLIFICADO en el que la superficie de falla es circular y el equilibrio de momentos, se tiene un sistema de equilibrio mediante dovelas que asume que el esfuerzo cortante entre ellas es igual a cero así se reducen las incógnitas, igualmente, como el software Slide 5.0 permite la interpretación del análisis por dos métodos simultaneo también se hace uso del método de SPENCER el cual toma cualquier forma de superficie de falla y el equilibrio se realiza para momentos y fuerzas, este método asume que la inclinación de las fuerzas laterales es igual mismas para cada dovela y satisface el equilibrio estático asumiendo que la fuerza resultante entre tajadas tiene una inclinación constante pero desconocida.

1.1.3.5 Tipos de Falla Teniendo en cuenta que el presente documento hace referencia a la realización de taludes directamente por acción humana, los tipos de falla relacionados a continuación son específicos de este tema, toda vez, que existen otro tipo de fallas asociadas a las laderas naturales como deslizamientos superficiales por creep, flujos, falla por perfiles geológicos desfavorables entre otros.

Falla por Deslizamiento Superficial

En los taludes la acción que las fuerzas naturales aire y agua ejercen sobre las partículas de suelo hacen que se deslice hacia abajo, este fenómeno se presenta con mayor incidencia sobre las capas superficiales próximas a la superficie inclinada del talud toda vez que aquí no se encuentra la presión normal confinante.

25

Este tipo de falla es local, sin embargo, puede inducir el colapso total del talud al presentar abatimiento en la capacidad de carga por la disminución de esfuerzo cortante.

Falla por Movimiento de Talud

Ocurre cuando se presenta desplazamiento en el talud completo debido a la disminución de resistencia del esfuerzo cortante cuando se encuentra agua, aunque esta falla sucede principalmente en laderas o colinas. La falla por movimiento puede presentarse de dos tipos dependiendo de su geometría por rotación o por traslación

Falla por rotación

El movimiento se manifiesta a lo largo de una superficie de falla curva, está asociada principalmente a los taludes artificiales y ocurre cuando al interior del talud la resistencia al esfuerzo cortante máximo del material se ve sobrepasada por los esfuerzos cortantes presentes, de modo que, se presenta la ruptura del talud. De hecho, una señal típica en la que se puede identificar este fenómeno se da por la presencia de grietas en el talud ocasionadas al exhibir una relación esfuerzo-resistencia perjudicial. Las fallas rotacionales con superficie circular o cilíndrica se presentan en suelos arcillosos homogéneos o donde el comportamiento mecánico este influenciado mayormente por la parte arcillosas

Ilustración 3 Falla Superficial tomado de La Ingeniería de Suelos en las Vías Terrestres

26

Las fallas por rotación también pueden identificarse de tres tipos, dependiendo del lugar donde se presenten: -Falla Local: Cuando la superficie de falla pasa en el cuerpo del talud.

Ilustración 4 Nomenclatura de una zona de falla circular tomada de La Ingeniería de Suelos en las Vías Terrestres

Ilustración 5 Falla Local tomada de http://www.fceia.unr.edu.ar/geologiaygeotecnia/Estabilidad%20de%20Taludes.pdf

27

-Falla de Pie

-Falla de Base: Delante del pie, que actúa donde está apoyado.

Falla Translacional

Sucede cuando se presenta básicamente la superficie de falla es mayormente plana o ligeramente ondulada y el suelo se desplaza paralelamente a la superficie del terreno, en los extremos con superficies curvas y agrietamientos. Esta falla está relacionada con la existencia de estratos débiles cercanos al talud, comúnmente arcillas blandas o limos no plásticos sueltos o arenas finas, sin embargo, en el caso de las arcillas también es posible aunar al fenómeno la alta presión de poros en el agua y alas arenas fenómenos de elevación depresión de agua.

Ilustración 6 Falla de Pie Tomado de La Ingeniería de Suelos en las Vías Terrestres.

Ilustración 7 Falla en la Base Tomado de La ingeniería de Suelos en las Vías Terrestres.

28

Las fallas translacionales se pueden presentar de dos maneras: -Falla de Material en Bloque: Por lo general, el material que conforma el corte o la ladera natural sufre discontinuidades y fracturas.

-Falla de Desprendimiento Superficial: Principalmente son ocasionadas al reaccionar a la sobrecarga impuesta por un terraplén construido sobre la ladera, por lo que, se manifiestan primordialmente en laderas naturales formadas por materiales arcillosos.

Ilustración 9 Falla en Bloque por la estratificación del Terreno Natural Tomada de La Ingeniería de Suelos en las Vías Terrestres.

Ilustración 8 Falla en Bloque Tomada de La Ingeniería de Suelos en las Vías Terrestres.

29

Fallas Compuestas

En este tipo de fallas se manifiestan los dos tipos de movimientos tanto el rotacional como el translacional situación que va ligada a la presencia de heterogeneidad en el talud, por lo que, se evidencian superficies de falla compuestas, aquí se pueden presentar superficies de falla planas y al mismo tiempo circulares, sin embargo, teniendo en cuenta la superficie predominante pueden ser clasificadas simplemente como rotacionales o translacionales, así como, si la heterogeneidad se presenta a menor profundidad la probabilidad de que se manifieste una falla translacional es mayor. Las fallas compuestas generalmente causan distorsión en los materiales Se pueden presentar de las siguientes maneras:

Ilustración 10 Falla de Desprendimiento Superficial Tomado de La Ingeniería de Suelos en las Vías Terrestres.

Ilustración 11 Croquis de Una Falla Compuesta Tomado de La Ingeniería de Suelos en las Vías Terrestres.

30

Fallas Múltiples

En este tipo de fallas se manifiestan varias superficies de deslizamiento independientemente de presentarse en rápida sucesión o simultaneas, son comunes en laderas naturales que se ven afectadas por la realización de un corte. Las fallas múltiples pueden presentarse de dos maneras: -Fallas Sucesivas: Comúnmente suelen manifestarse en laderas de arcilla fisurada o sobreconsolidada durante las últimas etapas de degradación, básicamente, se resumen en un conjunto de deslizamientos rotacionales superficiales.

Ilustración 12 Croquis de una Falla Compuesta Tomado de La Ingeniería de Suelos en las Vías Terrestres.

Ilustración 13 Fallas Múltiples Sucesivas Tomado de La Ingeniería de Suelos en las Vías Terrestres.

31

-Fallas Regresivas: se presentan de manera sucesiva dependiendo de la inestabilidad que ocasiona una primera falla en la parte más debajo de la ladera, por lo cual, se establecen las zonas de cabeza de cada falla que se va presentando, este tipo de fallas a su vez pueden presentarse de manera translacional y rotacional. Falla Regresiva Translacional: En ocasiones están ligadas a suelos donde hayan lutitas y arcillas fisuradas, se manifiestan en capas superficiales.

Falla Regresiva Rotacional: Se manifiestan en lugares que tengan graves problemas de erosión, así como también topografía de tipo escalonado.

Derrumbes y Caídas

Este tipo de fallas está asociada tanto para laderas naturales como para taludes artificiales, básicamente, consiste en el desprendimiento de generalmente pequeñas porciones de masa cuando se refiere a caídas y cuando se trata de derrumbes se habla de una cantidad considerable de masa en una ladera empinada. Para estas fallas no se presentan superficies de falla, toda vez que material desprendido desciende de manera libre, puede presentarse el movimiento rápido o muy rápido, los desprendimientos de material están antecedidos por discontinuidades y fisuras que estaban ya presentes en el talud, de esta

Ilustración 14 Falla Regresiva Translacional Tomado de La Ingeniería de Suelos en las Vías Terrestres.

Ilustración 15 13 Falla Regresiva Rotacional Tomado de La Ingeniería de Suelos en las Vías Terrestres.

32

manera, al ejecutar el corte dichas situaciones afloran al perder el confinamiento lateral.

Falla por Erosión

No todas la fallas pueden relacionarse en su mayoría directamente a la pérdida de esfuerzo cortante; Este tipo de fallas son ocasionadas mediante el viento, agua (lluvia o escorrentía), es decir, por agentes erosivos. Los agentes afectan el corte o terraplén causando socavaciones, canalizaciones y diferentes tipos de irregularidades, como se puede evidenciar en la fotografía No 1 tomada por (Hernandez, 2012)

Fotografía 1 Erosión de Taludes en Arenas tomado de http://www.biodiversidadvirtual.org

Ilustración 16 Caída de Material tomado de https://es.wikipedia.org

33

Falla por Tubificación

Para que esta falla se manifieste es necesario que el talud haya permanecido por un periodo de tiempo considerable expuesto a acciones del agua, de esta manera, se establece un flujo de agua lo que a su paso va removiendo las partículas del suelo, generando canales dentro del talud; este fenómeno va aumentando con el trascurrir del tiempo, por lo cual, con la erosión del material los canales se amplían y cada vez cuentan con un diámetro mayor lo que finaliza con el colapso del talud. Este tipo de falla se presenta en ocasiones en lugares cercanos a tuberías de alcantarillado, toda vez, que el material cercano a la tubería no puede ser compactado perfectamente, y un material con bajo confinamiento es más susceptible a esta situación.

Falla por Licuación Este fenómeno se presenta básicamente en suelos finos o arenas finas en estado suelto, los cuales deben estar en un estado saturado o parcialmente saturados para que el fenómeno se pueda manifestar. La falla consiste en la pérdida definitiva o temporal de la resistencia de las partículas al esfuerzo cortante, lo cual, puede ser causado generalmente por dos situaciones; la primera es por la acción de fuerzas sísmicas, donde se genera rápidamente un aumento considerable en las presiones intersticiales, así como el aumento en el esfuerzo cortante. La segunda, situación está ligada a la presencia de un colapso estructural produce que los vacíos saturados de agua se disminuyan aumentando la presión del poro. En el evento de que se manifieste esta falla, toda estructura cimentada en el suelo afectado colapsa.

1.1.4 GESTIÓN DE RIESGOS Es el proceso de identificar, determinar, analizar y valorar las probabilidades de ocurrencia de pérdidas y efectos secundarios que se ocasionan de los desastres, así como de las acciones preventivas, correctivas y reductivas correspondientes que deben aplicarse. El riesgo es una función de dos variables: la amenaza y la vulnerabilidad. Ambas son condiciones necesarias para expresar al riesgo, el cual se define como la probabilidad de pérdidas, en un punto geográfico definido y dentro de un tiempo

34

específico. Mientras que los sucesos naturales no son siempre controlables, la vulnerabilidad sí lo es. El enfoque integral de la gestión del riesgo pone énfasis en las medidas ex-ante y ex-post y depende esencialmente de: (a) la identificación y análisis del riesgo; (b) la concepción y aplicación de medidas de prevención y mitigación; (c) la protección financiera mediante la transferencia o retención del riesgo; y (d) los preparativos y acciones para las fases posteriores de atención, rehabilitación y reconstrucción. (Oficina de las Ncaiones Unidas para la Reduccion del Riesgo de Desastress, 2012)2

1.1.4.1 RIESGO Es la probabilidad de que suceda un evento, impacto o consecuencia adversos. Se entiende también como la medida de la posibilidad y magnitud de los impactos adversos, siendo la consecuencia del peligro, y está en relación con la frecuencia con que se presente el evento. Un análisis de riesgo consiste en estimar las pérdidas probables para los diferentes eventos peligrosos posibles. Evaluar el riesgo es relacionar los peligros y las vulnerabilidades con el fin de determinar el nivel de riesgo. En ese sentido, el análisis y clasificación de los riesgos determinan de manera cualitativa el nivel de riesgo, variando desde riesgo bajo hasta riesgo muy alto, tal como se muestra a continuación (Oficina de las Ncaiones Unidas para la Reduccion del Riesgo de Desastress, 2012):

CLASIFICACIÓN CUALITATIVA DE LOS RIESGOS

1.1.4.2 AMENAZA Cualquier factor externo de riesgo con potencial para provocar daños sociales, ambientales y económicos en una comunidad durante determinado periodo de tiempo.

2 Tomado de la página web de la Oficina de Naciones Unidas para la reducción del Riesgo de Desastres

Tabla 1 Clasificación Cuantitativa de Riesgos

35

De acuerdo a su origen las amenazas pueden ser: Naturales: son aquellas en los que no interviene la actividad humana, como sismos, erupciones volcánicas, algunos tipos de inundaciones, deslizamientos, entre otros. Antrópicas o generadas por la actividad humana: sucesos como incendios, explosiones, contaminaciones, accidentes del transporte masivo, entre otros. Mixtas: producto de un proceso natural modificado por la actividad humana, como los deslizamientos por deforestación de las laderas, sequías, derrumbes por mala construcción de caminos, canales, viviendas, etc.

Identificación de Amenazas A través de un análisis retrospectivo, se realiza la identificación de eventos y la probabilidad de que ocurran en un tiempo y área específica; para una mayor concientización e internalización de la Cultura de Prevención, es necesario que este levantamiento de información se realice de forma participativa con las municipalidades, los líderes comunales y la población en general. Para la identificación de peligros se requiere: Establecer la ubicación geográfica Revisión de antecedentes ocurridos en la zona. Conocer la extensión del área de afectación Que consecuencias se generaron del impacto Causas de la ocurrencia

Para clasificar la amenaza, se debe considerar la probabilidad de ocurrencia con la que se presenta, tal como se indica a continuación:

CLASIFICACIÓN DE LA AMENAZA SEGÚN LA PROBABILIDAD DE OCURRENCIA

Tabla 2 Clasificación de amenaza según la probabilidad de Ocurrencia

36

1.1.4.3 VULNERABILIDAD Consiste en la “exposición, fragilidad y susceptibilidad al deterioro o pérdida de los elementos y aspectos que generan y mejoran la existencia social” (Mora y Barrios, 2000). La vulnerabilidad aceptada significa también la sustitución de un diseño adecuado por uno menos desarrollado, lo que puede resultar en pérdidas humanas y de asentamientos, infraestructura y actividades productivas

Análisis de Vulnerabilidad El análisis de vulnerabilidad en las excavaciones se puede realizar analizando el nivel de exposición de sufrir daños ante la ocurrencia de un desastre. Desde el punto de vista de la prevención, el análisis de la vulnerabilidad es una de las herramientas más importante para realizar un manejo adecuado de los efectos que los desastres pueden ocasionar. Su conocimiento permite estimar el grado de afectación en los componentes del sistema para poder reforzarlos y evitar esos daños en futuros impactos, implementando medidas de mitigación que disminuyan la vulnerabilidad y permitan reducir el riesgo, de esta manera garantizar la sostenibilidad de los sistemas. Para determinar la vulnerabilidad se requiere: Conocer el número de población y viviendas ubicadas en la zona del

peligro. Ubicar la infraestructura (escuelas, hospitales, iglesias, puente,

carreteras, etc.) Ubicar las áreas que pueden ser afectadas Tipo de suelo en el cual se ubica el sistema Estado de las redes de captación y distribución Nivel de acceso a los elementos del sistema Disponibilidad de protección de la infraestructura de saneamiento Grado de organización y participación de la población en el

mantenimiento y operación del sistema El análisis de la vulnerabilidad puede ser cualitativa o cuantitativa, permitiendo definir niveles de vulnerabilidad: alta, media o baja, en función de una serie de variables e indicadores del grado de exposición. En la Grafica No 1 se presenta el ciclo para reducir los factores de vulnerabilidad (Oficina de las Ncaiones Unidas para la Reduccion del Riesgo de Desastress, 2012)3

37

Grafica 1 Proceso Análisis de Riesgo

1.2 MARCO LEGAL

1.2.1 Resolución No 600 de 2015 emitida por el Instituto Distrital de Gestión de Riesgos y Cambio Climático (IDIGER)

En el mencionado documento se establecen los lineamientos técnicos para la reducción de riesgos durante excavaciones en la ciudad de Bogotá D.C., se entrega una propuesta para el análisis y mitigación del riesgo durante la ejecución de excavaciones desde la planeación del proyecto hasta la ejecución y la entrega del mismo al cliente, se presentan los parámetros a tener en cuenta como lo son los tipos de suelo, la actividad sísmica en la zona, el tipo de infraestructura a construir, la pluviosidad, el proceso constructivo, entre otros. Además, se indica el procedimiento de ejecución, las entradas y salidas de cada procedimiento y los documentos y requisitos a cumplir antes, durante y a recibo de obra.

1.2.2 Norma Sismo Resistente Colombiana 2010 (NSR-10) Titulo H - Estudios Geotécnicos

En este apartado del reglamento se estipulan los criterios y requisitos mínimos para la realización de los estudios geotécnicos necesarios en la ejecución de

38

edificaciones, con base en la información del subsuelo, las características propias del proyecto a construir, así mismo, se presentan recomendaciones de diseño y construcción de infraestructura (muros de contención, cimentaciones) con el fin de solventar falencias o debilidades encontradas en el suelo de soporte, que a corto o largo plazo pueda generar daños en la infraestructura colindante hasta su colapso o en la proyecto a realizar.

1.2.3 Decreto 523 de 2010 Mediante este documento el alcalde mayor de Bogotá D.C. en ejercicio a la fecha 16 de Diciembre de 2010, el Señor Samuel Moreno acepta adoptar la microzonificación sísmica para la Ciudad de Bogotá D.C., teniendo en cuenta todas las recomendaciones, análisis, estudios y demás acciones contendientes a la evaluación de la actividad sísmica por parte de los profesionales que reglamentan la Norma Técnica Sismo Resistente versión 2010, en este decreto se establecen las zonas geotécnicas con sus características, composición y demás información de interés, así como también los espectros de diseño y la descripción de respuesta sísmica para cada zona geotécnica ubicada en la ciudad de Bogotá D.C.

1.3 ESTADO DEL ARTE

1.3.1 Antecedentes de la Investigación

1.3.1.1 Nacional En los últimos tres años entidades como el Instituto Distrital de Gestión de Riesgos y Cambio Climático – IDIGER y el Servicio Geológico Colombiano – SGC han puesto primordial atención en la gestión de riesgos durante la realización procesos de remoción de masa, razón por la cual han desarrollado dos metodologías (lineamientos técnicos para la reducción de riesgos durante excavaciones en la ciudad de Bogotá D.C y Guía Metodológica para Estudios de Amenaza, Vulnerabilidad y Riesgo por Movimientos en Masa) aplicables a esta actividad, así como el Ministerio de trabajo también desarrollo la Guía Trabajo Seguro En Excavaciones, documentos en los cuales se establecen los factores a evaluar para el control eficaz de peligros latentes, investigación que se ha venido adelantando con mayor auge a partir de la expedición de la ley de gestión del riesgo de desastres (Ley 1523 de 2012), donde se establece que todos los municipios del país deben realizar estudios de riesgos naturales como parte esencial de las políticas encaminadas a la planificación del desarrollo seguro y a la gestión ambiental territorial sostenible.

39

Los documentos mencionados anteriormente corresponden a dos enfoques básicamente, por un lado se presenta la gestión de riesgo con respecto al área técnica y de construcción y por el otro la gestión de riesgo se establece con respecto a la accidentabilidad y la protección de los trabajadores antes durante y después de ejecutar la excavación. Una vez comparadas las metodologías establecidas tanto por el Instituto Distrital de Gestión de Riesgos y Cambio Climático – IDIGER y el Servicio Geológico Colombiano – SGC, es posible observar los componentes semejantes existentes en cada una de ellas, componentes como: Metodología IDIGER Metodología SGC Introducción Introducción Generalidades Generalidades Delimitación del Área de Influencia Área de Estudio e Información Básica Evaluación de Amenaza Análisis de Amenaza Evaluación de Vulnerabilidad Análisis de Vulnerabilidad

Evaluación de Riesgos Calculo de Riesgo Evaluación de Riesgo

Reducción de Riesgo Recomendaciones Tabla 3 Componentes Similares Metodologías actuales Fuente Propia

1.3.1.2 Extranjero También es importante mencionar y resaltar algunos estudios realizados en el extranjero que afiancen y soporten la información aquí desarrollada.

Compendium of tested and innovative structural, non-structural and risk-transfer mitigation measures for different landslide types (2012)

Documento que tiene como objeto Compendio de medidas de mitigación estructural, no estructural y de transferencia de riesgos probada e innovadora para diferentes tipos de deslizamientos de tierra el cual es publicado en el año 2012 y se enmarca en el proyecto de SafeLand Living with landslide risk in Europe: Assessment, effects of global change, and risk management strategies en español Vivir con riesgo de deslizamiento en Europa: evaluación, efectos del cambio global y estrategias de gestión de riesgos. El objetivo de este estudio es identificar y documentar opciones costo-efectivas estructurales y no estructurales de mitigación de deslizamientos y producir una "caja de herramientas" De medidas de prevención y mitigación innovadoras y técnicamente apropiadas para diferentes tipos de deslizamientos de tierra, basadas en la tecnología, la experiencia y el juicio de expertos en Europa y en el extranjero. Se crea como un recurso para una amplia variedad de usuarios finales, de políticos y planificadores que deseen acceder y comprender la información técnica

40

subyacente a áreas de la ingeniería involucradas en implementar medidas de mitigación para una aplicación específica. En términos generales, el documento contiene: Las medidas "estructurales" incluyen, pero no se limitan a drenaje, protección contra la erosión, Canalización, vegetación, mejora del suelo, barreras tales como terraplenes, paredes, Tierras elevadas artificiales, sistemas de anclaje y estructuras de contención; Edificios diseñados y/o colocados en lugares para soportar las fuerzas de impacto de deslizamientos de tierra y proporcionar viviendas seguras para las personas y rutas de escape; Medidas "no estructurales" o más generalmente "medidas para reducir las consecuencias" incluyen, pero no se limitan a: retirada del peligro, planificación del uso de la tierra, alerta temprana, preparación (rutas de escape, etc.) y gestión de emergencias. Sin embargo, debido al progreso tecnológico continuo y la innovación hacen prácticamente imposible proporcionar una lista exhaustiva y detallada, toda vez que, cada una de las técnicas o enfoques descritos en este resumen podría tener muchas variaciones, reflejando diferencias resultantes, por ejemplo, de: · Condiciones específicas que varían de lugar a lugar; · Desarrollo tecnológico · Intereses comerciales · Legislación diferente o cambiante. Con respecto a los detalles técnicos y prácticos, allí se proporcionan sólo en términos generales. A pesar de que se facilitan detalles para describir la naturaleza y las características específicas de cada medida de mitigación, se dejó claro que no está dentro del alcance del documento proporcionar orientación detallada sobre diseño e implementación. Además es estudio también menciona las características propias de vulnerabilidad y amenaza de los países como Suiza, Eslovenia, Francia y Alemania.

Técnicas de Mitigación para el Control de Deslizamientos en Taludes y su Aplicación a un Caso Específico – Universidad del Salvador (2006)

En el mencionado texto los autores realizan una recopilación de las técnicas que se usan en el Salvador para el control de deslizamientos en taludes, las cuales describen y analizan, teniendo en cuenta que el país donde se centra el estudio, se ha visto afectado en gran medida por este tópico tanto en pérdidas humanas como materiales.

41

Inicialmente el estudio presenta el diagnostico de los antecedentes y características propias evidenciadas en el Salvador así como se realiza análisis de amenaza del lugar teniendo en cuenta factores detonantes como lluvia, sismo, deforestación, subsidencia regional, meteorización, cargas estáticas y dinámicas, voladuras y explosiones, vulcanismo entre otras, una vez revisado lo anterior proceden a clasificar y describir las diferentes técnicas de mitigación como se puede ver en la ilustración No 2 Clasificación de las técnicas de Mitigación (Universidad de Salvador, 2006) , así:

Igualmente también se puede evidenciar la descripción de dichas técnicas, como Reducción De Fuerzas Actuantes que corresponde al procedimiento por medio del cual se tiende a lograr el equilibrio de las masas del talud, reduciendo las fuerzas desestabilizadoras que producen el movimiento, en este apartado se pueden observar actividades contendientes a lograr este objetivo siendo:

a. Modificación de la Geometría del Talud

Grafica 2 Clasificación de las técnicas de Mitigación tomado de Universidad del Salvador 2006

42

Para lo cual se puede realizar dependiendo del tipo alguna de las siguientes acciones (Abatimiento o cambio de Taludes, Remoción de Materiales de la Cabecera, Escalonamiento del Talud, Empleo de contrapesos al pie del Talud)

b. Sistemas de Drenaje Para lo cual se puede realizar dependiendo del tipo alguna de las siguientes acciones (Drenaje superficial, subterráneo o subdrenaje)

c. Protección de la superficie Para lo cual se puede realizar dependiendo del tipo alguna de las siguientes acciones (Geosinteticos, Redes de Alta Resistencia, Concreto Lanzado, Mortero, Mampostería o Piedra Pegada, Capas Vegetales, Mulching, Barreras Vivas y muertas).

d. Empleo de Materiales Ligeros

Incremento de Fuerzas Resistentes que corresponde al procedimiento por medio del cual se tiende a crear estructuras que soporten la fuerza ejercida por las masas del talud, en este apartado se pueden observar actividades contendientes a lograr este objetivo siendo:

a. Aplicación de Fuerzas Resistentes al pie del Talud Para lo cual se puede realizar dependiendo del tipo alguna de las siguientes acciones (Estructuras de Retención, Muros rígidos, Muros flexibles, Instalación de Anclajes, Pilotes y Micro pilotes).

b. Incremento de la Resistencia Interna Para lo cual se puede realizar dependiendo del tipo alguna de las siguientes acciones (Tierra Armada, Soil Nailing, Inyecciones, Vibrosustitución, Jet Grouting). Finalmente el estudio es aplicado a un talud específicamente, el talud comunidad “la providencia” ubicado en el municipio de Cuscatacingo en el Salvador, como se puede evidenciar en la ilustración No 2 Esquema de ubicación del talud Comunidad “la providencia”, municipio de Cuscatacingo extraído de (Universidad de Salvador, 2006)

43

Una vez aplicada la metodología descrita en este documento para el talud comunidad providencia y se realiza un análisis de estabilidad haciendo uso del programa SNAILZ WIN, allí se concluye que se presentan 3 secciones críticas en el talud, en las que se encontraron cárcavas, grietas debidas a la erosión y material depositado por deslizamientos precedentes, Cada una de las secciones tiene indicada la longitud propuesta para la realización del corte, tanto para el recubrimiento con mortero como para el concreto lanzado. También se propone una sección general en la que se pretende uniformizar el corte a 30 cm de espesor debido a la uniformidad en la superficie.

Ilustración 17 Esquema de ubicación del talud Comunidad “la providencia”, municipio de Cuscatacingo Tomado de (Universidad de Salvador, 2006)

44

2. METODOLOGIA Con el objetivo general de establecer los lineamientos básicos para la metodología de evaluación del riesgo por excavaciones profundas en suelos arenosos saturados y suelos arenosos parcialmente saturados de la ciudad de Bogotá D.C. Se desarrollaron las siguientes actividades para lograr el objetivo mencionado:

2.1 OBTENCIÓN DE INFORMACIÓN DETALLADA La mitigación de riesgos es una actividad que actualmente está en auge y constituye un componente primordial en cualquier tarea a ejecutar, sin embargo, con respecto a la realización de excavaciones profundas la mayoría de los documentos técnicos dispuestos a conocimiento del personal que lo requiera, corresponden a la valoración vulnerabilidad en atención al personal que labora en la obra o a la infraestructura adyacente, teniendo en cuenta el enfoque que se le da al trabajo es decir, determinar la vulnerabilidad con respecto a las características propias del suelo algo netamente geotécnico se hace imperiosa la necesidad de buscar información que consolide dicha perspectiva. Por otra parte, para obtener una estructura elaborada de una metodología se hizo necesaria la indagación para la elaboración de metodologías, como es el caso de lo dispuesto en el artículo “metodología paso a paso” publicado en la página web titulada aprende y piensa, en este artículo se establecen las pautas generales para diseñar una estructura lógica de una metodología, como se pueden observar en la Gráfica 1 Pasos para desarrollar una Metodología tomada de (Aprende y Piensa, 2012) Gráfica 1 Pasos para desarrollar una Metodología Grafica 3 Pasos para desarrollar una Metodología

45

También se recopiló y analizó información con respecto al análisis y mitigación de riesgos principalmente de fuentes como la Guía Metodológica para Estudios de Amenaza, Vulnerabilidad y Riesgo por Movimientos en Masa, allí no solo se establece un claro ejemplo del diseño de la metodología, sino también de cada uno de los parámetros a identificar como se puede observar en la gráfica No 4 Marco de referencia para evaluación de riesgo por movimientos en masa y la toma de decisiones tomada de (Servicio Geologico Colombiano - SGC, 2015) , además, este documento tiene amplia información sobre criterios de remoción de masa que en su momento fueron una guía para la elaboración de la metodología anexa a este documento, Grafica 4 Marco de referencia para evaluación de riesgo por

movimientos en masa y la toma de decisiones

46

2.2 COMPARACIÓN METODOLOGÍA PROPUESTA POR EL INSTITUTO DISTRITAL DE GESTIÓN DE RIESGOS Y CAMBIO CLIMÁTICO – IDIGER Y LA PROPUESTA POR SERVICIO GEOLÓGICO COLOMBIANO – SGC.

Para desarrollar la metodología propuesta fue necesario hacer una comparación entre las metodologías aplicables que están reglamentadas actualmente en el territorio nacional, teniendo como ventaja que una de ellas corresponde a proyectos ejecutados en el Distrito, por un lado la metodología propuesta por el servicio geológico está diseñada para ser aplicada a procesos de remoción de masa en gran magnitud, es aplicable a terrenos laderas mientras que la propuesta por el Instituto Distrital tiene su enfoque claro en la realización de excavaciones en la ciudad de Bogotá, sin embargo, básicamente en ambas se pueden identificar los mismos componentes obviamente aplicados en menor o mayor proporción. Los dos documentos establecen como insumo principal el modelo geológico- geotécnico del área en la cual se desarrolla la actividad, sin embargo, a diferencia de la metodología aquí propuesta, el análisis de vulnerabilidad es identificado a nivel de la infraestructura adyacente y de las personas involucradas, con respecto a los factores de amenaza en ambos documentos se establecen detonantes naturales, antrópicas no intencionales y sociales. Con respecto a la evaluación de riesgos, la metodología propuesta por el IDIGER menciona diferentes maneras de ejecutar esta medición así como también, sugiere remitirse a otro documento formulado por la misma entidad para realizarlo, finalmente, propone las actividades contendientes a reparación en caso de materializarse el peligro.

2.3 ANÁLISIS Y SIMULACIÓN DE ESCENARIOS DE RIESGO PARA LOS PROYECTOS DE MALAMBO Y BARRANQUILLA.

Tomando como base la información obtenida con respecto a dos proyectos ejecutados, por un lado la construcción de un alojamiento de tropa en la ciudad de Barranquilla y por otro la construcción de una escuela de Art en Malambo, mediante el uso del programa Slide 5.0 y los parámetros detallados en los estudios de suelos como cohesión, peso unitario, porcentaje pasa tamiz No 200, ángulo de fricción entre otros, se establecieron cortes de excavación a los 5m, 10m, 20m, y 30m de profundidad sin protección, para establecer escenarios de peligro y realizar un análisis de las situaciones que se hubieran podido materializar.

47

Una vez analizada la estabilidad del talud en estado natural se determinó que los mismos no contaban con la capacidad mínima de resistencia y por ende, no cumplen con lo establecido en la norma para cortes teniendo un F.S. mayor o igual a 1.5 en estado pseudoestatico, por lo cual, fue necesario realizar el análisis para cada caso haciendo el uso de Tablestacado Metálico para las profundidades de excavación correspondientes a 10m y 20 m. Para cada caso se determinó la envolvente de presión, se calcularon las cargas y las reacciones en los puntales, donde se mayoraron las cargas como lo establece la Norma Sismoresistente Colombiana NSR -10 en 1.6 veces para la carga muerta garantizando un factor de seguridad, se realizaron diagramas de cortante y momento, y de estos se extrajo el valor del momento máximo y así determinar el módulo de sección mínimo solicitado y de las tablas escoger una sección de elemento para tablestacas y larguero.

2.4 ESTRUCTURACIÓN DE LA SECUENCIA A APLICAR EN LA METODOLOGÍA.

Una vez analizadas las metodologías similares y estudiadas la información encontrada para la estructuración de una metodología, se procedió a identificar los insumos, procedimientos y resultados a obtener. Haciendo uso de diagramas de flujo y de red y relacionando los componentes mencionados anteriormente, fue posible determinar la secuencia que se iba a manejar para documentar la metodología, como se puede evidenciar en la gráfica No 3 que corresponde al bosquejo de la secuencia

48

2.5 DOCUMENTACIÓN DE LA SECUENCIA. Una vez estructurada la secuencia, se continuó con la documentación de cada apartado, sin embargo, se puntualizó en los capítulos de evaluación de amenaza, evaluación de vulnerabilidad, determinación de riesgos y medidas de mitigación del riesgo, siendo estos los puntos álgidos del trabajo. Para el análisis de amenaza se indago sobre periodos de lluvia y actividad sísmica en la ciudad de Bogotá, toda vez que estos factores comprenden altos niveles de

Grafica 5 Bosquejo secuencia de la Metodología

49

amenaza durante la ejecución de excavaciones profunda en suelos arenosos, la información aquí señalada fue extraída de fuentes como el IDEAM y el decreto 523 de 2010. Con respecto al análisis de vulnerabilidad del suelo se usó como soporte la información contenida en el titulo H de la Norma Sismoresistente Colombiana 2010, donde se establecen los tipos de falla en los cuales se puede ver afectada la estabilidad del suelo durante la ejecución de la excavación, siendo así, fue necesario indagar de una manera más acentuada cada falla y las características que deben presentarse para que se pueda manifestar, haciendo uso de artículos y libros como Fundamentos de Ingeniería de Cimentaciones y Deslizamientos y Estabilidad de Taludes en Zonas Tropicales En términos de la determinación de riesgos fue necesario aplicar la información emitida por el FOPAE y las técnicas descritas en dicha información, teniendo en cuenta que, debido a la limitación de información con la que se cuenta al diseñar la metodología la determinación de riesgos se efectuó de una manera preliminar mediante un diagrama de colores (diamante de riesgo), con factores adaptados de la información proporcionada por el FOPAE, para todas las etapas de evaluación de amenaza, evaluación de vulnerabilidad y determinación de riesgo se implementaron formularios para calificar el riesgo y poder verificar fácilmente los límites aceptables a asumir. Acerca de las medidas de mitigación del riesgo las metodologías aplicadas en el extranjero y algunas normas técnicas de entidades estatales como lo son la empresa de acueducto de Bogotá -EAAB, las empresas públicas de Medellín EPM entre otras, tuvieron una influencia importante en el momento de realizar las fichas técnicas, anexos que sirven de apoyo al momento de escoger una medida de mitigación, teniendo en cuenta que en mercado existen muchas más esto solo se evidencia de manera general.

50

3. CONDICIONES GENERALES CIUDAD DE BOGOTA D.C.

3.1 UBICACIÓN Bogotá D.C. es la ciudad capital de la Republica de Colombia y del Departamento de Cundinamarca, está situada sobre el centro del país en la cordillera oriental como se muestra las ilustraciones 2 y 3 (Martin, 2013) , en una zona de confluencia intertropical, en datos de coordenadas la ubicación precisa de la ciudad es Latitud Norte: 4° 35'56'' y Longitud Oeste de Grennwich: 74°04'51'', limita por el sur con los departamentos de Huila y Meta, al norte con el Municipio de Chía, al oriente con los cerros orientales y los municipios de la Calera, Chipaque, Choachí, Gutiérrez, Ubaque, Une y por el occidente con el Rio Bogotá y los Municipios Cota, Funza, Mosquera, Soacha, Pasca, San Bernardo, Arbeláez, Cabrera y Venecia. Cuenta con una extensión de 33 km aproximadamente de sur a norte y 16 Km de Oriente a occidente, además se encuentra ubicada en el territorio del páramo de Sumapaz y sobre la zona correspondiente a la placa tectónica sudamericana.

Ilustración 18 Bogotá D.C. en Colombia, Tomado de Pulso Colombia

51

3.2 GEOLOGIA El hoy Servicio Geológico Colombiano anteriormente llamado Instituto de Geología y Minas de Colombia (INGEOMINAS) entre otras entidades, han realizado una trazabilidad de estudios y exploraciones con el fin de determinar las edades geológicas y composición geológica de la sabana de Bogotá, determinando su evolución y principales formaciones. A continuación se muestra una reseña de la evolución geológica de Bogotá y sus principales eventos en la tabla 3 Evolución Formación Geológica de la Sabana de Bogotá D.C. tomada del Instituto de Estudios Urbanos IEU de la Universidad Nacional de Colombia (Instituto de Estudios Urbanos, 2014) La sabana de Bogotá esta diferenciada por una serie de formaciones geológicas verificadas a través del tiempo, cada formación presenta unas características propias, se ha adoptado nomenclatura para referirse a ellas que cumpla con los requisitos mínimos de la guía estratigráfica internacional (1994), en la tabla No 4 se mencionan las zonas geológicas establecidas en el mapa geológico de la Ciudad con la nomenclatura de las formaciones usada actualmente.

Ilustración 19 Bogotá D.C. en Cundinamarca Tomada de Pulso Colombia

52

Tabla 4 Evolución Formación Geológica Sabana de Bogotá D.C.

53

Zona Geológica Nomenclatura

Rellenos de Basuras Qrb Rellenos de Excavación Qr Suelo Residual Qrs Llanura de Inundación Qlla Coluvión Qdp Depósitos Fluvio-lacustres Qtb Depósitos Fluvio-lacustres Qta Complejo de Conos Qcc Formación Subachoque Qsu Formación Tilata – Formación Subachoque (sin diferenciar)

Tqt –Qsu

Formación Tilata Tqt Formación Usme Tsu Formación Regadera Tpr Formación Bogotá Tpb Formación Cacho Tpc Formación Guaduas Ktg Formación Labor-Tierna Ksglt Formación Plaeners Ksgp Formación Arenisca Dura Ksgd Formación Chipaque Ksch

Tabla 5 Zonas Geológicas y Nomenclatura

3.2.1 Formación Cacho (Tpc) La formación Cacho queda comprendida entre las arcillolitas del miembro superior de la formación Guaduas hacia la base en contacto neto erosivo e inconforme progresivo de Oeste a Este, y las arcillolitas de la formación Bogotá en la parte superior en contacto neto y concordante; aflora a lo largo de los sinclinales de Sisga, Siecha, Sesquilé, Teusacá, Usme, Checua- Lenguazaque, Río Frío, Subachoque y anticlinal de Guatavita. Se define un espesor de 172 m. (Jairo ALfredo Veloza Franco - Secretaria Distrital de Ambiente, 2013)

3.2.2 Formación Bogotá (Tpb) Se encuentra concordantemente encima de la Arenisca del Cacho en los Sinclinales de Tunjuelo, Bogotá-Cajicá-Checua, Teusacá, Sesquilé, y Siecha-Sisga. Está compuesta casi exclusivamente por arcillolitas abigarradas (grises, violáceas, moradas y rojas), bien estratificadas, con algunos bancos de areniscas micáceas grises de grano fino hacia la parte superior de la unidad. Tiene un espesor variable entre 800 m y 2000 m (Guerrero, 1992).

3.2.3 Formación Guaduas (Ktg) La Formación Guaduas se halla encima de la Formación Guadalupe en los valles de Subachoque, Río Frío, Checua, Suesca, Santa Rosita, Chocontá, Tominé, Teusacá, Bogotá, Usme y Soacha. No existe en el sector de Sibate-Bojacá. Está compuesta por arcillolitas grises compactas, bien estratificadas, arcillolitas carbonáceas, bancos de arenisca, arcillolitas abigarradas, y numerosos mantos de carbón situados hacia la parte inferior y media de la

54

Formación. Los sedimentos del Guaduas tienen un espesor variable entre unos 250 m y 1200 m. Se ha subdivido en tres a cinco niveles litoestratigráficos con validez dentro de la respectiva sub-cuenca carbonífera, con base en la presencia de gruesos bancos de arenisca cuarzosa de grano variable. (Guerrero, 1992)

3.2.4 Formación Regadera (Tpr) La Formación Regadera o Arenisca de La Regadera se encuentra discordantemente encima de la Formación Bogotá en los Sinclinales de Tunjuelo/Siecha-Sisga. Está compuesta por areniscas cuarzosas y cuarzofeldespáticas, poco cementadas por arcillas, de grano medio a grueso, en bancos muy gruesos, y por capas de conglomerados guijarrosos. Alternando con las areniscas y los conglomerados hay delgadas capas de arcillolitas rosadas o rojizas. Hacia la base son frecuentes los niveles de conglomerados guijarrosos lenticulares. Su espesor total, muy variable, alcanza hasta 1800 m (Guerrero, 1992).

3.2.5 Formación Tilata (Tqt) Está compuesta por gravas, gravillas, arenas, limos, arcillas, turbas, y numerosos niveles de piroclastos finos, en capas lenticulares, poco consolidadas. Alcanza un espesor variable entre 10 cm y unos 300 m. (Guerrero, 1992)

3.2.6 Formación Arenisca Dura

Compuesta por bancos medianos hasta gruesos de areniscas ortocuarcíticas de color blanco-amarillento hasta gris-negro, de grano muy fino hasta medio, subredondeado, con esfericidad media a alta, bien sorteada, con estratificación de muy delgada hasta muy gruesa, duras, compactas, en general bien cementadas por sílice o carbonatos, y con esporádicas intercalaciones de limolitas silíceas grises claras en capas de 3 a 10 cm y arcillolitas negras hasta grises claras finamente laminadas en bancos hasta de 5 m de espesor. (Guerrero, 1992)

3.2.7 Formación Plaeners Compuesta por arcillolitas laminadas, de dureza baja y resistencia débil, en capas delgadas; limolitas silíceas laminadas, en capas de 2 a 10 cm, compactas, con fractura concóidea, en estratos entre 5 y 20 m ; y por areniscas ortocuarcíticas de grano fino a muy fino, subredondeado, con esfericidad media a alta, bien sorteadas, compactas, con estratificación gruesa a muy gruesa. Las rocas son de colores blanco, gris claro, gris verdoso, gris oscuro y negro. El espesor total oscila entre 85 y 200 m. (Guerrero, 1992).

55

Ilustración 20 Mapa Geológico Bogotá D.C. Tomada de www.sdp.gov.co secretaria de planeación distrital

56

3.3 ZONAS GEOTÉCNICAS Soportado en la información señalada en el decreto 523 de 2010 es posible determinar que la ciudad de Bogotá D.C. está conformada por 17 diferentes tipos de zonas geotécnicas desde la conocida como Cerros A compuesta principalmente por Areniscas duras, rocas competentes y resistentes a la meteorización hasta zonas geotécnicas conocidas como Excavación compuesta principalmente por gravas arenosas, en su mayoría zonas de explotación de agregados colindantes al Río Tunjuelo.

El presente documento se centra en el análisis del comportamiento de las zonas Geotécnicas conocidas como Aluvial, Llanura A y B, puesto que, las zonas mencionadas están compuestas principalmente de arenas arcillosas y arenas sueltas a compactas materiales con capacidad portante de moderada a alta, susceptibles a licuación e inestables en excavación a cielo abierto. El mapa de Zonas Geotécnicas permite referenciar estos sectores principalmente en las localidades de Kennedy, Puente Aranda y Bosa, como se puede ver en la ilustración 5 tomada de la Secretaria Distrital de Planeación de Bogotá D.C.

57

Ilustración 21 Mapa Bogotá D.C. Distribución Zonas Geotécnicas Escala 1:40.000

58

3.4 HIDROGEOLOGIA El área de la Sabana de Bogotá hace parte de una cuenca hidrogeológica intramontana constituida por varios complejos hidrogeológicos. Los complejos Acuífero Neógeno-Cuaternario y Acuitardo Paleógeno constituyen la cobertura de la cuenca, mientras que el del Acuífero Guadalupe, se considera como piso intermedio entre la cobertura y el basamento representado por la Formación Chipaque. De acuerdo con esta definición los límites de la cuenca artesiana no coinciden con la divisoria de las aguas superficiales de la Sabana de Bogotá y se extienden fuera de ésta. La cuenca hidrogeológica presenta un basculamiento en dirección NE-SW; su parte extrema nororiental está levantada. La complejidad tectónica del área, reflejada en un alto grado de fracturamiento y presencia de fallas de distinto orden, determina su estructura de bloques. Estas condiciones influyen en las dimensiones y la continuidad de las unidades hidrogeológicas y por lo tanto afectan el sistema hidráulico. La superficie de la cuenca tampoco es homogénea y presenta diferencias topográficas, morfológicas, hidrogeológicas e hidrológicas que juegan un papel importante en la disponibilidad y calidad de aguas subterráneas.

Ilustración 22 Corte Esquemático de la Cuenca Artesiana de la Sabana de Bogotá

59

Ilustración 23 Mapa Hidrogeológico de Bogotá D.C. Tomado de Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca CAR

60

3.4.1 ASPECTOS HIDRODINÁMICOS, RECARGA Y DESCARGA

Debido a las particularidades lito-estructurales de las rocas y sedimentos que conforman la cuenca artesiana, en la escala regional se considera que todas las unidades hidrogeológicas están relacionadas y forman una unidad hidráulicamente conectada. Dentro de la cuenca hidrogeológica se establecen dos zonas de interés (Interior y Exterior) donde la recarga y la descarga de las aguas subterráneas está determinadas por procesos y mecanismos distintos. La zona Interior, corresponde a la superficie de la cobertura de la cuenca. Dentro de esta zona los acuíferos neógeno-cuaternarios y del paleógeno reciben recarga por la infiltración de las aguas lluvias en áreas muy limitadas ubicadas hacia los bordes internos de la cuenca, donde afloran depósitos más permeables. En el resto del área la recarga por precipitación se dificulta debido a los niveles arcillosos aflorantes, aunque ésta puede tener importancia para los acuíferos superficiales de carácter local. Otra fuente de recarga en la zona Interior proviene de las corrientes superficiales durante los períodos húmedos. La relación hidráulica entre los principales acuíferos y los ríos también se limita a las partes altas de los valles internos, dado que en la parte plana sus cauces por ser poco profundos generalmente se encuentran colgados en medio de los sedimentos arcillosos. La descarga en esta zona se produce básicamente en forma de flujo base o mediante los manantiales. La zona Exterior corresponde a las cadenas montañosas, donde se alimentan directamente los acuíferos del Complejo Guadalupe. La principal fuente de recarga es la infiltración de las precipitaciones; después, la condensación del vapor de agua contenido en los poros y fisuras de las rocas aflorantes. Las aguas infiltradas se descargan en las vertientes en forma de Manantiales o se dirigen hacia los valles como flujos subsuperficiales. También existe la descarga frontal de los acuíferos libres que se forman en la zona meteorizada del Complejo Acuífero Guadalupe. Las aguas freáticas se dirigen hacia los valles y en la zona de contacto con los depósitos recientes ocurre su descarga (flujo lateral).4

(Francisco Velandia P - Olaga de Bermuoudes INGEOMINAS, 2010)

4 Fragmento Tomado de hidrogeología Regional- Francisco Velandia INGEOMINAS, 2010

61

Características generales de las unidades hidrogeológicas

3.5 RESPUESTA SISMICA Así como el apartado de Zonas geotécnicas la información aquí señalada también es extraída del decreto 523 de 2010 más precisamente de la Tabla 2. De dicho

FORM ACION LITOLOGIA PREDOM INANTE

Profund. de los

pozos (m)

Caudal (l/seg)

Transmisividad (m2/dia)

Conductividad hidráulica

(m/día)

Capacidad específica (l/seg/m)

Depósitos Aluviales (Qal)

Arenas, limos y gravas. < 30 0.1 - 2 - - < 0.1

Terraza Alta (Qta)

Arcillas. Limos, arenas y gravas. 30 - 300 1 - 8 5 -100 0.1 - 5 0.1 – 0.5

Tilatá (NgQt) Gravas con matriz arenosa, arenas cuarzosas, limos, arcilla y turba.

200 - 600 10 - 50 5 - 940 < 9 0.5 – 7

Usme (Pgu) Limolitas y arcillolitas con intercalaciones de areniscas de diferente tamaño.

< 100 < 1 < 3 - -

Regadera (Pgr)Areniscas cuarzosas de diferente tamaño, con matriz arcillosa intercaladas con arcillolitas y limolitas .

< 100 < 1 < 3 - -

Bogotá (Pgb) Arcillolitas con intercalaciones de areniscas en la parte inferior.

30 – 150 0.3 – 1.5

< 3 - < 0.03

Cacho (Pgc)Areniscas cuarzosas de grano medio a conglomerático con capas delgadas de arcillolitas.

45 – 160 0.2 – 6 9 – 500 0.3 - 20.1 - 0.6

Guaduas (KPgg)

Arcillolitas con estratos de areniscas y mantos de carbón.

50 – 150 0.3 – 2 < 5 - < 0.03

Labor y Tierna (Klt)

Areniscas de grano fino a grueso interestratificadas con arcillolitas y

limolitas.60 - 600 2 - 60 15 - 600 0.3 - 15 0.1 - 6

Plaeners (Kp) Arcillolitas, limolitas y liditas. 100 - 600 1 - 4 5 - 10 0.1 – 0.3 ∼ 0.1

Arenisca Dura (Kad)

Areniscas cuarzosas finas con cementación silícea, interestratificadas con limolitas y arcillolitas.

100 - 600 4 - 30 5 - 350 0.5 - 8 0.1 - 2

Formación Chipaque (Kch)

Lutitas intercaladas con calizas y areniscas.

< 150 ∼ 2 ∼ 5 - < 0.05

Unidad Confinante

Complejo Acuífero Guadalupe

Complejo Acuitardo del Paleógeno

Complejo Acuífero de los Depósitos Inconsolidados Neógeno – Cuaternario

Tabla 6 Características generales de las unidades hidrogeológicas.

62

decreto se señalan la Descripción de las zonas de Respuesta Sísmica, en la cual para cada una de las zonas geotécnicas se establece el espesor del depósito, periodo fundamental del suelo, descripción geotécnica general, Velocidad de onda promedio, Humedad promedio y efectos de sitio relacionados, el presente documento se centra en la Zona Aluvial cuya velocidad de onda oscila entre 175 – 300 (m/s), la humedad entre 25 -50 (%) los efectos relacionados predominantes son la amplificación y licuación. Igualmente se puede apreciar en la Ilustración No 8 Mapa de zonas de Respuesta Sísmica Tomado de la secretaria de planeación Distrital.

Ilustración 24 Mapa de Zonas de Respuesta Sísmica de la Ciudad de Bogotá D.C. Escala 1:40.000

63

3.6 CLIMA EL clima corresponde a un conjunto condiciones atmosféricas variables, el cual se ve caracterizado por los cambios del estado del tiempo, en un periodo de tiempo y un lugar determinado. Las condiciones atmosféricas pueden ser humedad, precipitación, vientos entre otras.

3.6.1 PRECIPITACION La ciudad de Bogotá D.C. al encontrarse ubicada en una zona de confluencia inter tropical y ratificado por los reportes históricos suministrados por el Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales de Colombia (IDEAM) presenta a lo largo del año dos épocas de lluvia , estas épocas se manifiestan de Marzo a Mayo y de Octubre a Noviembre, siendo el mes de Octubre donde se registra la mayor precipitación 119 mm de caída media, durante el resto del año se presentan variaciones de sol y lluvia, siendo el mes de Enero en el que menos se registran precipitaciones 34 mm media, como se puede evidenciar en la gráfica No 2 Datos Históricos de precipitación anual en Bogotá D.C. tomada de la página web del Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales de Colombia (IDEAM), La regularidad de estas condiciones es diversa por efecto de los cambios climáticos sucedidos en la Cuenca del Pacífico, especialmente por los fenómenos denominados El Niño y La Niña. Además, dentro de la misma ciudad también se puede determinar que en las zonas cercanas a los cerros se presenta mayor precipitación que los lugares alejados.

Grafica 6 Datos Históricos precipitación media en Bogotá D.C.

64

Ilustración 25 Precipitación Media Anual Bogotá D.C. 1:60.000

65

3.6.2 HUMEDAD RELATIVA La humedad relativa del aire en la ciudad de Bogotá D.C., oscila durante el año entre 77% y 83%, siendo mayor en los meses de abril y noviembre y menor en julio y agosto, señalado en la gráfica No 3 Humedad relativa anual de Bogotá D.C. tomada de la página web del Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales de Colombia (IDEAM).

3.6.3 TEMPERATURA Bogotá D.C. se caracteriza por tener un clima moderadamente frío, con cerca de 14ºC en promedio señalado en la gráfica No 4 Temperatura anual promedio de Bogotá D.C. tomada de la página web del Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales de Colombia (IDEAM). Aun así por ser un clima tropical, el frío se acentúa en jornadas de lluvia o de poco sol. Por otro lado, en los días muy soleados la sensación térmica puede incrementarse hasta los 23ºC o más.

Grafica 7 Humedad Relativa Anual Bogotá D.C.

Grafica 8 Temperatura Promedio Anual Bogotá D.C.

66

4. ANTECEDENTES

La construcción de obras civiles es una de las actividades económicas que más se ve implicada en la ocurrencia de accidentes mortales de trabajo, enfermedades laborales y daño a la infraestructura aledaña, del mismo modo, enmarcada en esta actividad la ejecución de excavaciones presenta un porcentaje alto ya que es muy susceptible a que se ocasionen accidentes y daños debido a la liberación de presiones, derrumbes, pérdida de estabilidad y cohesión del material, socavaciones entre otras.

Una vez evidenciado esto, las entidades gubernamentales, ven necesario la implementación de un sistema que conduzca a la minimización de situaciones de riesgo tanto para las personas, como para la infraestructura y el medio ambiente, sugiriendo a los ejecutores una serie de lineamientos que prevean situaciones de amenaza y establezcan los actores principales y situaciones que en conjunto ocasionan un ambiente de peligro.

Es obligación del estado preservar la vida de las personas, las óptimas condiciones de la infraestructura y el medio ambiente como se puede ver en la constitución política colombiana en sus artículos 82 y 83, por razones como la anterior, el estado debe velar por la ejecución de procesos que mitiguen lo máximo posibles situaciones que vayan contra sus obligaciones.

A continuación se presentan dos proyectos ejecutados en suelos arenosos:

4.1 CONSTRUCCION DE DOS EDIFICACIONES DE UNA PLANTA PARA LA ESCUELA DE ART EN MALAMBO, ATLANTICO.

En el año 2013, la Corporación de la Industria Aeronáutica Colombiana CIAC contrató la ejecución de dos edificaciones de una planta para la realización de una escuela de Art en Malambo, para lo cual, la empresa contratante subcontrato el estudio de suelos para realizar el diseño estructural de las edificaciones. En el estudio presentado para la aprobación se determinó que el suelo sobre el cual se iban a cimentar las edificaciones correspondía a una arena limosa de color carmelito, amarillo o habano, clasificada bajo USC como SM o SM -

67

SP Con un contenido de humedad máximo de 4.2%, un porcentaje pasa tamiz No 200 de 6.5%, peso unitario húmedo de 18 kN/m3, ángulo de fricción interno de 30. Para la obtención de estos resultados se realizaron 8 perforaciones con equipo mecánico a profundidades máximas de 10 metros para los que se utilizó un equipo adicionado con una pesa de 620kN y caída libre de 0.76 m. La densidad in situ fue calculada mediante ensayos normales de penetración a intervalos máximo de 1m. Durante las perforaciones no se evidenció presencia del nivel freático, ni tampoco filtraciones laterales o del fondo. Teniendo en cuenta las condiciones naturales del suelo, se determinó en su debido momento que es apto para construir las edificaciones requeridas, adicionalmente, que las características en las que se encontraba contaban con las condiciones de resistencia, hidráulicas, propiedades mecánicas, compresibilidad entre otras adecuadas con el fin de soportar las cargas solicitadas, para lo cual el ingeniero encargado sugirió que se empleara un tipo de cimentación estructurado mediante zapatas cuadradas continuadas con pedestales y vigas de amarre en concreto reforzado, como recomendación establecieron apoyar las zapatas a un a profundidad mínima de 1.5 m por debajo con respecto al nivel del suelo. Durante la excavación del suelo para la construcción de la cimentación se pudo evidenciar que a la profundidad de 1.5 m el suelo era lo suficientemente estable para ejecutar la actividad sin la necesidad de hacer uso de un sistema de protección de talud.

4.2 CONSTRUCCIÓN UN ALOJAMIENTO DE TROPA EN BARRANQUILLA, ATLÁNTICO

Como estrategia militar y con las medidas adaptadas durante el año 2009, con respecto al reclutamiento masivo de personal en las filas, se presentó como necesidad la construcción de alojamientos para bases militares en el territorio nacional.

68

En el Caribe se construyeron diferentes batallones, entre estos el objeto de estudio, donde dependiendo de los recursos entregados por las entidades gubernamentales fueron siendo dotados de toda la infraestructura necesaria para su óptimo funcionamiento. Se construyó un alojamiento de tropa en la ciudad de Barranquilla con un área cubierta de 620 m2 y una planta, para la ejecución de dicho alojamiento se una exploración geotécnica en el campo con el fin de determinar las características propias del suelo sobre el cual se iba a cimentar la edificación. Se realizaron tres sondeos con una profundidad variable entre 6 y 6.5m, donde se evidencio que el terreno estaba conformado por depósitos aluviales correspondientes a arenas que en general se encuentran depositadas sobre material rocoso. Las muestras obtenidas durante a exploración fueron analizadas en los laboratorios correspondientes donde en aquel entonces se estableció que el material correspondía a arena pobremente gradada color carmelita oscura, clasificada por USC como SP con una compacidad de media a alta, material que presentaba un contenido de humedad entre el 3. 2% y el 11%, un valor pasa Tamiz No 200 de 9.7%, peso unitario de 16 kN/m3 y un ángulo de fricción interna de 35. Además, también se determinó que a mayor profundidad se encuentra mayor resistencia. Teniendo en cuenta las condiciones naturales del suelo, se determinó en su debido momento que es apto para construir la edificación requerida, adicionalmente, que las características en las que se encontraba contaban con las condiciones de resistencia, hidráulicas, propiedades mecánicas, compresibilidad entre otras adecuadas con el fin de soportar las cargas solicitadas, para lo cual el ingeniero encargado sugirió que se empleara un tipo de cimentación estructurado mediante zapatas cuadradas continuadas y vigas de amarre en concreto reforzado, como recomendación establecieron apoyar las zapatas a un a profundidad mínima de 1.2 m por debajo con respecto al nivel del suelo.

69

5. METODOLOGÍAS APLICABLES

5.1 METODOLOGÍA INSTITUTO DISTRITAL DE GESTIÓN DE RIESGOS Y CAMBIO CLIMATICO –IDIGER-

5.1.1 ENTRADAS

5.1.1.1 Modelo Geológico – Geotécnico Es el estudio que comprende todo lo referente al área a ser intervenida la hidrología, composición del suelo, geología, geomorfología, actividad sísmica, en este modelo se relacionan todas las características propias del suelo y se determina la manera como se va a comportar la estructura construida con este de soporte. Esta información es la base sobre la cual se fundamenta la toma de decisiones al momento de la planeación del diseño de la ejecución de la excavación, el sistema de sostenimiento, de ser necesario tratamientos requeridos en el suelo y un plan desde el cual se especifique el monitoreo y seguimiento de la ejecución. Es necesario realizar un estudio a escala y a detalle con el fin de observar como interactúa el suelo con la estructura, el nivel de detalle va ligado a la complejidad del proyecto y su área de influencia.

Características de la Excavación y del Entorno

En este apartado se determina la localización y el área, igualmente, con base en el modelo anteriormente mencionado se establece la geometría de la excavación a ejecutar y las fases en las cuales se va a desarrollar dependiendo del tipo de suelo. Así mismo, se identifica de qué tipo es la excavación profunda, superficial, puntal o lineal, en nuestro caso se tomará únicamente la excavación profunda.

Siendo una actividad susceptible de ocasionar impactos negativos a los predios colindantes, también se estima conveniente realizar un inventario de la situación con en la que se encuentra la infraestructura aledaña para prevenir que se empeore la situación y establecer medidas con las que se proteja el estado actual.

70

5.1.2 PROCESOS

5.1.2.1 DELIMITACION DEL AREA DE INFLUENCIA Con base en la información suministrada para las entradas se procede a realizar una delimitación del área de influencia, la cual de presentarse la situación va a ser afectada por la ejecución de la excavación en este caso profunda, de esta manera, identificar puntos de atención, medidas de mitigación, planes de contingencia, posibles sectores afectados en caso de presentarse una emergencia, entre otros.

5.1.2.2 IDENTIFICACIÓN DE POSIBLES PROCESOS CONSTRUCTIVOS Con el área de influencia definida y la información preliminar de las características del suelo y proyecto a ejecutar, además, teniendo en cuenta las condiciones y parámetros señaladas en el Titulo H de la Norma Sismo resistente NSR 10, se escoge el proceso constructivo durante la planeación deben involucrarse elementos que condicionan el diseño: aspectos técnicos, económicos, plazo de ejecución, acceso al proyecto, disponibilidad de material y maquinaria en el lugar de ejecución, aspectos sociales.

5.1.2.3 PLANTEAMIENTO DE ESCENARIOS DE RIESGO Para poder proyectar un escenario de riesgo lo más aterrizado posible es necesario seguir unos pasos

I. Evaluación de Amenaza: Una amenaza es todo peligro posible con la presentación de un evento físico o acción humana accidental con la suficiente minuciosidad, que puede ocasionar la pérdida de vidas humanas, lesiones o afectaciones en la salud, así como también, daños en la infraestructura o medio ambiente. Debe caracterizarse incluyendo ubicación, clasificación magnitud o intensidad y se analiza en función de su ocurrencia espacial y temporal.

La susceptibilidad se refiere a las características propias del material que producen su ocasional inestabilidad.

Los factores detonantes, son las condiciones externas que amplifican la inestabilidad del material y aumentan la posibilidad de que ocurra una situación de amenaza se señalan como factores detonantes la actividad sísmica, lluvias, sobrecargas de taludes, vibraciones, tráfico cercano al lugar de ejecución

II. Escenarios por deformación del terreno:

71

En este aparte se establece que al realizar la actividad de excavación las propiedades del suelo se ven afectadas a modo de ejemplo el alivio de tensiones en el subsuelo producto del desplazamiento lateral o vertical del terreno, los cambios volumétricos, además estas situaciones eventualmente podrían conducir al colapso de la infraestructura, perdida de servicio y demás en la zona de influencia

III. Escenarios por cambios en la presión de poros: En el evento de presentarse flujo de agua son Situaciones ocasionadas por la disminución del nivel freático o su aumento por lluvias.

Otros

Cargas estáticas y dinámicas, sobrecarga de taludes, acción sísmica, rotura de tuberías daños en líneas aledañas variabilidad climática

5.1.2.4 EVALUACIÓN DE VULNERABILIDAD En vista de que la ejecución de excavaciones en Bogotá es realizada en su mayoría en entornos urbanos consolidados, es indispensable identificar la vulnerabilidad de los elementos presentes en la zona de influencia de modo que se determine el impacto, implantación de medidas de mitigación y contingencia, medidas correctivas y procesos de seguimiento.

Este análisis parte del inventario UE se hace en el apartado de características el entorno y la excavación, debe contemplarse tres actividades primordiales:

Identificación y localización de elementos expuestos

Caracterización física y establecer puntos o elementos singulares, lo último comprende todo tipo de infraestructura especial dependiendo su uso como escuelas, hospitales o lugares donde se almacene o transporte sustancias peligrosas.

Con la información y la caracterización física de los elementos se procede a realizar una valoración de exposición y fragilidad en relación con el parámetro de intensidad y magnitud de las amenazas identificadas.

El objetivo de esta evaluación es establecer el diseño y ejecución de las obras complementarias que garanticen en mayor medida la protección o reforzamiento de la infraestructura y modelos de seguimiento y control del comportamiento ante el procedimiento de excavación.

5.1.2.5 EVALUACIÓN DE RIESGOS Este proceso parte del uso de diferentes métodos para la cuantificación de los riesgos dependiendo de los escenarios de amenaza que pueden suceder

72

al realizar la excavación y las condiciones de vulnerabilidad de los elementos que se encuentran en el área de influencia previamente determinada.

Los escenarios de amenaza corresponden directamente a las propiedades del suelo y la geometría y proceso constructivo, además, los factores detonantes corresponden a lluvias, sismos, sobrecargas etc.

Los escenarios de vulnerabilidad se definen en función de los escenarios de amenaza y su efecto sobre los elementos expuestos en el posible suceso de presentarse por acción su acción.

La cuantificación de riesgos se realiza para cada uno de los elementos expuestos cruzando los escenarios de amenazas y vulnerabilidad, adquiriendo el valor de los elementos con probabilidad de pérdidas o cantidad de personas afectadas.

5.1.2.6 DEFINICIÓN DE LÍMITES ACEPTABLES Cada proyecto es único en toda vez que los factores son características y especificaciones de materiales, elementos expuestos y estructura, por lo tanto, es requisito que cada proyecto establezca sus límites propios.

Los límites pueden agruparse de dos tipos

Estabilidad y Deformación

Igualmente, se sugiere tener en cuenta la NSR-10 en la cual se establecen los límites aceptables de la deformación de edificaciones, para los servicios públicos y red vial con las respectivas entidades a cargo.

5.1.3 SALIDAS

5.1.3.1 MEDIDAS DE REDUCCIÓN DE RIESGO Son las actividades concernientes a mitigar el riesgo en el documento las clasifican como estructurales y no estructurales. Las estructurales comprenden toda obra adicional o tratamientos al terreno contendiente a proteger los elementos expuestos y aumentar las características físicas del suelo.

Al no existir un escenario donde no se presenten riesgos en la ejecución de la es excavaciones en necesario establecer criterios de aceptación de riesgos admisibles así se determina un procesos constructivo aceptable y se establece un plan de monitoreo y contingencias más aterrizado

73

5.1.3.2 PLAN DE MONITOREO Debido a la realización de excavaciones en zonas urbanas es indispensable establecer los mecanismos de control y supervisión de la ejecución de la actividad en pro de la protección de los elementos expuestos y garantizar la funcionalidad de acuerdo al diseño realizado, en vista de lo anterior, se realiza el plan de monitoreo.

Con el fin de elaborar el plan de monitoreo es necesario tener un conocimiento profundo de toda la información inherente a la excavación aspectos técnicos, fases, procedimientos etc.

Para el plan de monitoreo se deben tener en cuenta cada una de las fases de la excavación desde su planeación hasta servicio y debe contar con la definición de parámetros a medir, instrumentación, toma de datos, análisis y conclusiones y por último el protocolo de actuación y toma de decisiones.

5.1.3.3 PLANES DE CONTINGENCIA A pesar del arduo trabajo con el fin de evitar esta instancia, existe la probabilidad de que por alguna acción se presente la necesidad, bien sea, por las propiedades de los geomateriales, hipótesis de diseño, procesos constructivos, modelos de análisis e inconvenientes que puedan suceder. Por lo cual se realizan los planes de contingencia, que son documentos donde se estipulan acciones concreta a implementar en el evento de fallas geotécnicas o situaciones que impliquen el daño a personas o infraestructuras expuestas en el área de influencia de la excavación.

El plan de contingencia debe contar con dos fases una de preparativos para la atención y la otra de atención propiamente.

En la primera fase del plan de contingencias se contemplan las acciones a tomar, los recursos necesarios, los escenarios de amenaza identificados, esquemas de organización, capacitaciones, planes de acción, análisis de riesgos entre otros. En la fase de preparativos se realiza la ejecución de las acciones planificadas, la verificación de recursos en la zona y todo lo tendiente a la correcta implementación de lo planeado, sin embargo, de no tener la capacidad de respuesta óptima ante la amenaza es vital la comunicación al 123 de atención a emergencias en la ciudad de Bogotá.

5.1.3.4 RECUPERACIÓN TEMPRANA Son las actividades previstas en el plan de contingencias tendientes a controlar inmediatamente la emergencia como pueden ser: la suspensión temporal de servicios públicos en la zona afectada, restricción temporal de inmuebles públicos o privados.

74

Inmediatamente de observar un escenario fuera de peligro y que se cuenta con la seguridad suficiente para continuar con la labor normalmente se debe dar paso a los servicios o inmuebles previamente suspendidos.

5.1.3.5 RECUPERACIÓN DE MEDIANO Y LARGO PLAZO Esta recuperación comprende la ejecución de actividades de rehabilitación de la infraestructura que se vio implicada en la emergencia afectada física o funcionalmente o la reconstrucción o restitución de infraestructura destruida, sin embargo, si no es posible la reparación se debe disponer de los medio de compensación por los daños causados.

5.1.3.6 PROTECCIÓN FINANCIERA En el evento que sean pérdidas humanas o infraestructura que no se puedan reparar, deben tenerse en cuenta las actas de vecindad con la información detallada de la situación de la infraestructura aledaña al momento de ejecutar la excavación para posibles reclamaciones.

Si sobre lo que se está manejando son vidas humanas es conveniente transferir el riesgo a pólizas de seguro que permita cubrir el daño a terceros por causa o con ocasión de la obra, como también está el realizar fondos de reserva dependiendo de los daños que se puedan ocasionar.

El manejo de estas situaciones provee a la firma ejecutora y al proyecto de recursos que en su momento pueden asumir los costos de las situaciones evitando choques fuertes con la ejecución del proyecto.

Grafica 9 Parámetros para el Plan de Monitoreo

75

6. SIMULACION DE ESCENARIOS DE RIESGO

6.1 EVALUACION PRELIMINAR DE ESTABILIDAD PARA LOS DOS ESCENARIOS CON EL USO DE SLIDE 5.0

6.1.1 ESCENARIO PROYECTO UBICADO EN BARRANQUILLA. Teniendo como base la información adquirida de estudio de suelos y las recomendaciones entregadas por el consultor para la ejecución de la excavación se realizó el respectivo análisis de estabilidad de los cortes correspondientes a las excavaciones requeridas en el software Slide 5.0, tomando como referencia los siguientes datos. Tipo de Material: Arena Pobremente Gradada Clasificación USC: SP Nivel Freático: No se encontró Peso Unitario: 18 kN/m3 Cohesión: 0 Angulo de Fricción: 35 grados Profundidad de Excavación: 1.2 m Ancho de Excavación: 1.2 m Carga Distribuida alrededor talud: 20 kN Inicialmente se define el tipo de material con las características anteriormente señaladas

Grafica 10 Definición Material Slide 5.0

76

Teniendo en cuenta el tipo de corte, en la pestaña de análisis se estableció la dirección de falla, las unidades de medida y los métodos aplicables, ya que únicamente puede hacerse uso de máximo dos métodos para ejecutar el análisis, se escogieron BISHOP SIMPLIFICADO y SPENCER puesto que en ellos se contempla falla por fuerza y momento mostrando un análisis más completo y profundo.

Una vez definido el material y las características de falla del talud, se procedió a fijar la malla para que el programa determine la superficie de desplazamiento, se fijó la malla por defecto del programa “auto malla” de 20x20, posteriormente, se guarda el archivo y se retomó la pestaña de análisis donde se ejecuta el cálculo para luego observar la interpretación de Slide 5.0.

Grafica 11 Determinación de Dirección de Falla y Malla de evaluación en Slide 5.0

77

En la Grafica No 4 se puede observar que con las características del suelo sobre el cual se iba a construir el alojamiento de tropa en Barranquilla en su momento, para realizar la actividad de excavación de los fosos para las zapatas, según el análisis obtenido por el METODO DE BISHOP SIMPLIFICADO, en la esquina superior el factor de seguridad que presenta el talud es de 0.214 el valor mínimo y 1.300 el valor máximo de factor de seguridad que tiene el corte en ese material, sin embargo, 0.221 es un valor muy bajo en comparación al mínimo establecido en la norma NSR 10 Titulo equivalente a 1.5, sobretodo en la zona correspondiente a esta área 2 cm por 13 cm

Grafica 13 Calculo de Factor de Seguridad por el Método de BISHOP profundidad de excavación 1.2m SLIDE 5.0

Grafica 12 Calculo de Factor de Seguridad Método Spencer Profundidad 1.2m SLIDE 5.0

78

Sin embargo, haciendo uso de las aplicaciones que tiene el software también se realizó el análisis por el método de SPENCER, el software muestra un factor de seguridad de 0.360 igualmente bajo con respecto a lo mínimo requerido por la norma, en un área de 18.3 cm por 40.3 cm, también se muestra en la gráfica el valor máximo de factor de seguridad de 1.297 que igualmente no cumple con lo mínimo requerido. Igualmente se hace el análisis para un corte de 5, 10, 20 y 30 m con el objetivo de conocer el comportamiento del terreno natural en estas condiciones.

Para un corte de 5 m el valor mínimo de factor de seguridad es de 0.238 por el método de BISHOP SIMPLIFICADO para un área con una base de 15 cm y una altura de 73 cm con Resistencia al Momento de 2.40286 kN-m y momento actuante de 10.1062 kN-m, por el método de SPENCER el factor mínimo de seguridad es de 0.354 para un área con una base de 20 cm y una altura de 46 cm con Resistencia al Momento de 2.87074 kN-m Momento actuante de 8.09828 kN-m Resistencia a Fuerza Horizontal de 0.713272 kN Fuerza Horizontal actuante de 2.01213 kN

Grafica 14 Calculo de Factor de Seguridad por el Método de BISHOP profundidad de excavación 5.0m SLIDE 5.0

79

Para un corte de 10 m el valor mínimo de factor de seguridad es de 0.321 por el método de BISHOP SIMPLIFICADO para un área con una base de 38 cm y una altura de 1 m 40 cm con Resistencia al Momento de 12.0218 kN-m y momento actuante de 37.4685 kN-m, por el método de SPENCER el factor mínimo de seguridad es de 0.368 para un área con una base de 42 cm y una altura de 97 cm con Resistencia al Momento de 12.2914 kN-m Momento actuante de 33.4137 kN-m Resistencia a Fuerza Horizontal de 1.91978 kN Fuerza Horizontal actuante de 5.21884 kN

Grafica 15 Calculo de Factor de Seguridad por el Método de BISHOP profundidad de excavación 10.0m SLIDE 5.0

Grafica 16 Calculo de Factor de Seguridad por el Método de BISHOP profundidad de excavación 20.0m SLIDE 5.0

80

Para un corte de 20 m el valor mínimo de factor de seguridad es de 0.459 por el método de BISHOP SIMPLIFICADO para un área con una base de 85 cm y una altura de 2 m 23 cm con Resistencia al Momento de 55.2495 kN-m y momento actuante de 120.491 kN-m, por el método de SPENCER el factor mínimo de seguridad es de 0.516 para un área con una base de 94 cm y una altura de 1 m 63 cm con Resistencia al Momento de 54.6823 kN-m Momento actuante de 106.048 kN-m Resistencia a Fuerza Horizontal de 8.86233 kN Fuerza Horizontal actuante de 17.1871 kN

Para un corte de 30 m valor mínimo de factor de seguridad es de 0.561 por el método de BISHOP SIMPLIFICADO para un área con una base de 1m 35 cm y una altura de 2 m 93 cm con Resistencia al Momento de 135.338 kN-m y momento actuante de 241.404 kN-m, por el método de SPENCER el factor mínimo de seguridad es de 0.582 para un área con una base de 1 m 37 cm y una altura de 2 m 40 cm con Resistencia al Momento de 126.112 kN-m Momento actuante de 216.495 kN-m Resistencia a Fuerza Horizontal de 19.7354 kN Fuerza Horizontal actuante de 33.8796 kN.

Grafica 17 Calculo de Factor de Seguridad por el Método de BISHOP profundidad de excavación 30.0m SLIDE 5.0

81

6.1.2 ESCENARIO PROYECTO UBICADO EN MALAMBO. Teniendo como base la información adquirida de estudio de suelos y las recomendaciones entregadas por el consultor para la ejecución de la excavación se realizó el respectivo análisis de estabilidad de los cortes correspondientes a las excavaciones requeridas en el software Slide 5.0, tomando como referencia los siguientes datos. Tipo de Material: Arena Limosa Clasificación USC: SM o SM - SP Nivel Freático: No se encontró Peso Unitario: 18 kN/m3 Cohesión: 0 Angulo de Fricción: 30 grados Profundidad de Excavación: 1.2 m Ancho de Excavación: 1.2 m Carga Distribuida alrededor talud: 20 kN Inicialmente se define el tipo de material con las características anteriormente señaladas

Para un corte de 1.2 m el valor mínimo de factor de seguridad es de 0.362 por el método de BISHOP SIMPLIFICADO para un área con una base de 7.5 cm y una altura de 29 cm con Resistencia al Momento de 0.883945 kN-m y momento actuante de 2.438 kN-m, por el método de SPENCER el factor mínimo de seguridad es de 0.354 para un área con una base de 20 cm y una altura de 46 cm con Resistencia

Grafica 18 Calculo de Factor de Seguridad por el Método de BISHOP profundidad de excavación 1.2 m SLIDE 5.0

82

al Momento de 2.87074 kN-m Momento actuante de 8.09828 kN-m Resistencia a Fuerza Horizontal de 0.713272 kN Fuerza Horizontal actuante de 2.01213 kN

Para un corte de 5 m el valor mínimo de factor de seguridad es de 0.339 por el método de BISHOP SIMPLIFICADO para un área con una base de 14 cm y una altura de 79 cm con Resistencia al Momento de 3.36277 kN-m y momento actuante de 9.93097 kN-m, por el método de SPENCER el factor mínimo de seguridad es de 0.344311 para un área con una base de 16.5 cm y una altura de 73 cm con Resistencia al Momento de 2.94717 kN-m Momento actuante de 8.5596 kN-m Resistencia a Fuerza Horizontal de 0.44495 kN Fuerza Horizontal actuante de 1.2923 kN

Grafica 19 Calculo de Factor de Seguridad por el Método de BISHOP profundidad de excavación 5.0 m SLIDE 5.0

Grafica 20 Calculo de Factor de Seguridad por el Método de BISHOP profundidad de excavación 10.0 m SLIDE 5.0

83

Para un corte de 10 m el valor mínimo de factor de seguridad es de 0.348 por el método de BISHOP SIMPLIFICADO para un área con una base de 35 cm y una altura de 1.39 cm con Resistencia al Momento de 13.0248 kN-m y momento actuante de 37.4685 kN-m, por el método de SPENCER el factor mínimo de seguridad es de 0.444 para un área con una base de 44 cm y una altura de 80 cm con Resistencia al Momento de 13.2752 kN-m Momento actuante de 29.93 kN-m Resistencia a Fuerza Horizontal de 2.60563 kN Fuerza Horizontal actuante 5.8746 kN

Para un corte de 20 m el valor mínimo de factor de seguridad es de 0.428 por el método de BISHOP SIMPLIFICADO para un área con una base de 86 cm y una altura de 2 m 23 cm con Resistencia al Momento de 51.5607 kN-m y momento actuante de 120.491 kN-m, por el método de SPENCER el factor mínimo de seguridad es de 0.481 para un área con una base de 94 cm y una altura de 1 m 63 cm con Resistencia al Momento de 50.9657 kN-m Momento actuante de 106.048 kN-m Resistencia a Fuerza Horizontal de 8.09229 kN Fuerza Horizontal actuante 16.8381 kN

Gráfica 2 Calculo de Factor de Seguridad por el Método de BISHOP profundidad de excavación 10.0 m SLIDE 5.0

Gráfica 3 Calculo de Factor de Seguridad por el Método de BISHOP profundidad de excavación 20.0 m SLIDE 5.0

84

Para un corte de 30 m el valor mínimo de factor de seguridad es de 0.502 por el método de BISHOP SIMPLIFICADO para un área con una base de 1 m 36 cm y una altura de 2 m 93 cm con Resistencia al Momento de 121.247 kN-m y momento actuante de 241.404 kN-m, por el método de SPENCER el factor mínimo de seguridad es de 0.539 para un área con una base de 1 m 43 cm y una altura de 2 m 46 cm con Resistencia al Momento de 107.813 kN-m Momento actuante de 199.952 kN-m Resistencia a Fuerza Horizontal de 18.2828 kN Fuerza Horizontal actuante 33.9076 kN

Grafica 21 Calculo de Factor de Seguridad por el Método de BISHOP profundidad de excavación 30.0 m SLIDE 5.0

85

6.2 EVALUACIÓN DE ESTABILIDAD MEDIANTE TABLESTACADOS

6.2.1 ESCENARIO PROYECTO UBICADO EN BARRANQUILLA. Teniendo como base la información adquirida de estudio de suelos y las recomendaciones entregadas por el consultor para la ejecución de la excavación se realizó el respectivo análisis de estabilidad de los cortes correspondientes a las excavaciones requeridas en el software Slide 5.0, tomando como referencia los siguientes datos. Tipo de Material: Arena Pobremente Gradada Clasificación USC: SP Nivel Freático: No se encontró Peso Unitario: 18 kN/m3 Cohesión: 0 Angulo de Fricción: 35 grados Ancho de Excavación: 1.2 m Sin embargo, como se observó en el capítulo anterior, ni siquiera para la profundidad de excavación propuesta para la construcción de las zapatas el corte cumple con el factor de seguridad mínimo, por lo cual se realizó el análisis correspondiente.

Excavación Profundidad 10m. Para lo cual se toman inicialmente los siguientes datos:

Datos Iniciales Corte 10m. Barranquilla, Atlántico

Υ Peso Unitario 18 kN/m3 Φ 35 H altura de Corte 10 m

Ka Coeficiente de Rankine 0,271

σa 31,706 kN/m3

σa mayorada 50,729 kN/m2 Espaciamiento en Planta 3 m Cantidad Puntales 3 Und

Tabla 7 Datos Iniciales Proyecto Barranquilla - Cálculos Tablestacado 10m

86

Soportado en la información establecida en los capítulos 9 y 10 del libro Principios de Ingeniería de Cimentaciones de Braja Das cuarta edición, se determinan en Excel los cálculos y sección en los puntales, la sección del tablestacado, momentos máximos, reacciones entre otros. Para el diseño de cortes apuntalados con tablestacas debe realizarse el siguiente procedimiento:

Grafica 22 Diagrama para Calculo de Sección y Cargas en Entibados con Tablestacas Metálicas. Excavación Profundidad 10m, Barranquilla

87

Inicialmente se debe trazar la envolvente de presión aparente del corte tomando como base los diagramas formulados por Peck en 1969, para los casos aquí estudiados se va a hacer uso, se calcula la envolvente de arenas como se puede observar en la ilustración No tomada del libro Principios de Ingeniería de Cimentaciones (Das, 2012) Seguidamente, se calcula el Coeficiente de presión activa de Rankine Ka, mediante el uso de la siguiente ecuación:

𝐾𝐾𝑎𝑎 = 𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡2 �(45 −𝜃𝜃2�

Para luego obtener el valor del Esfuerzo de Presión Aparente σa, mediante el uso de la siguiente ecuación: Luego se mayora el valor del esfuero de Presion Aparente σa multiplicando dicho valor por 1.6 para carga muerta. Se determina la cantidad de puntales tanto en planta como en perfil, y se asumen como las secciones de tablestacas articuladas en los niveles de los puntales, por lo cual, se tienen dos secciones en voladizo.

Ilustración 26 Envolvente de Presión Aparente para Cortes en Arena de Peck (1969)

88

Con los diagramas para cada corte se determinan las reacciones en cada puntal, paso seguido se determina el diagrama de cortante y luego los momentos máximos.

Carga en los Puntales A= 634,117 kN B= 253,647 kN C= 634,117 kN

Tabla 8 Valores de Carga en los Puntales en el Proyecto de Barranquilla Tablestacado 10m

Con el momento máximo obtenido y el esfuerzo a flexión permisible del acero, en este caso de 340 MPa, se determina S el módulo de sección requerido para la tablestaca de las tablas de la NSR 10, mediante el uso de la siguiente ecuación:

𝑆𝑆 = 𝑀𝑀𝑚𝑚á𝑥𝑥

𝜎𝜎𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑚𝑚 𝑎𝑎𝑎𝑎𝑝𝑝𝑝𝑝𝑎𝑎

Grafica 23 Sección de Tablestaca, Voladizo Simple

0

-101,46

109,91

-42,27

42,27

-109,91

101,46

0

-150

-100

-50

0

50

100

150

0 2 4 6 8 10 12

Diagrama de Cortante Entibado en Tablestaca Excavación 10m

Grafica 24 Diagrama de Cortante Tablestacado Metálico 10m

89

Momento Máximo Mmáx= 102,46 kN*m3 Módulo de sección S= 298.408 cm3 Con los valores anteriores se escogió una Sección De tablestaca Tipo Z Z12 S=1200cm3

Seguidamente, se escoge el valor para la sección de los largueros haciendo uso de la siguiente ecuación para cada una de las reacciones en los puntales y se escoge el de mayor momento máximo. Y también se usa la fórmula de la sección, obteniendo un Momento Máximo de 337.79 kN.m y con este valor se obtiene un módulo de sección de 699.35 cm3, y para ello se escogió un larguero tipo IPN 320 de S 782 cm3. El mismo procedimiento se realizó para excavaciones de 10m y 20m de profundidad, obteniendo los siguientes resultados:

Excavación Profundidad 20m Datos Iniciales

Datos Iniciales Corte 20m. Barranquilla, Atlántico Υ Peso Unitario 18 kN/m3 Φ 35 H altura de Corte 20 m Ka Coeficiente de Rankine 0,271

σa 63,412 kN/m2

σa mayorada 101,459 kN/m2 Espaciamiento en Planta 4 m Cantidad Puntales 7 Und

Tabla 9 Datos Iniciales Corte 20m. Proyecto Barranquilla, Atlántico

90

Grafica 25 Diagrama para Calculo de Sección y Cargas en Entibados con Tablestacas Metálicas. Excavación Profundidad 20m

91

Carga en los puntales

Carga en los Puntales A= 1623,339 kN B= 608,752 kN C= 1217,504 kN D= 1217,504 kN E= 1217,504 kN F= 608,752 kN G= 1623,339 kN

Tabla 10 Valores de Carga en los Puntales en el Proyecto de Barranquilla Tablestacado 20m

Con el anterior grafico se pudo obtener: Momento Máximo Mmáx= 202.917 kN*m3 Módulo de sección S= 591.817 cm3 Con los valores anteriores se escogió una Sección De tablestaca Tipo Z Z12 S=1200cm3

Para los largueros, se obtuvo un Momento Máximo de 811.67 kN.m y con este valor se obtiene un módulo de sección de 2,387.26 cm3, y para ello se escogió un larguero tipo IPN 500 de S 2,750 cm3

0

-202,917

202,917

0,000

152,188

-152,188

152,188

-152,188

152,188

-152,188

152,188

-152,188

0,000

-202,917

202,917

0,000

-300

-200

-100

0

100

200

300

0 5 10 15 20 25

kN

m

Diagrama de Cortante Entibado en Tablestaca Excavación 20m

Grafica 26 Diagrama de Cortante Tablestacado Metálico 20m

92

6.2.2 ESCENARIO PROYECTO UBICADO EN MALAMBO

Teniendo como base la información adquirida de estudio de suelos y las recomendaciones entregadas por el consultor para la ejecución de la excavación se realizó el respectivo análisis de estabilidad de los cortes correspondientes a las excavaciones requeridas en el software Slide 5.0, tomando como referencia los siguientes datos. Tipo de Material: Arena Limosa Clasificación USC: SM o SM - SP Nivel Freático: No se encontró Peso Unitario: 18 kN/m3 Cohesión: 0 Angulo de Fricción: 30 grados Profundidad de Excavación: 1.2 m Ancho de Excavación: 1.2 m Carga Distribuida alrededor talud: 20 kN

Excavación Profundidad 10m. Para lo cual se toman inicialmente los siguientes datos:

Datos Iniciales Corte 10m. Malambo, Atlantico Υ Peso Unitario 18 kN/m3 Φ 30 H altura de Corte 10 m Ka Coeficiente de Rankine 0,333

σa mayorada 39,000 kN/m2

σa mayorada 62,400 kN/m2 Espaciamiento en Planta 3 m Cantidad Puntales 3 Und

Tabla 11 Datos Iniciales Corte 10m. Proyecto Malambo, Atlántico

93

Grafica 27 Diagrama para Calculo de Sección y Cargas en Entibados con Tablestacas Metálicas. Excavación Profundidad 10m, Malambo

94

Carga en los Puntales A= 780,000 kN B= 312,000 kN C= 780,000 kN

Tabla 12 Valores de Carga en los Puntales Proyecto Malambo profundidad 10m

Con el anterior grafico se pudo obtener: Momento Máximo Mmáx= 124.80 kN*m3 Módulo de sección S= 367.058 cm3 Con los valores anteriores se escogió una Sección De tablestaca Tipo Z Z12 S=1200cm3

Para los largueros, se obtuvo un Momento Máximo de 292.50 kN.m y con este valor se obtiene un módulo de sección de 860.29 cm3, y para ello se escogió un larguero tipo IPN 340 de S 923 cm3.

0,00

-124,80

135,20

-52,00

52,00

-135,20

124,80

0,00

-150,00

-100,00

-50,00

0,00

50,00

100,00

150,00

0 2 4 6 8 10 12

kN

m

Diagrama de Cortante Entibado en Tablestaca Excavación 10m

Grafica 28 Diagrama de Cortante Entibado en Tablestaca Excavación 10m

95

Excavacion Profundidad 20m Para lo cual se toman inicialmente los siguientes datos:

Datos Iniciales Corte 20m. Malambo, Atlántico Υ Peso Unitario 18 kN/m3 Φ 30 H altura de Corte 20 m Ka Coeficiente de Rankine 0,333

σa 78,000 kN/m2

σa mayorada 124,800 kN/m2 Espaciamiento en Planta 4 m Cantidad Puntales 7 Und

Tabla 13 Datos Iniciales Corte 20m. Proyecto Malambo, Atlántico

Grafica 29 Diagrama para Calculo de Sección y Cargas en Entibados con Tablestacas Metálicas. Excavación Profundidad 20m, Malambo

96

Carga en los Puntales A= 1996,800 kN B= 748,800 kN C= 1497,600 kN D= 1497,600 kN E= 1497,600 kN F= 748,800 kN G= 1996,800 kN

Tabla 14 Valores de Carga en los Puntales Proyecto Malambo profundidad 20m

Con el anterior grafico se pudo obtener: Momento Máximo Mmáx= 249.60 kN*m3 Módulo de sección S= 734.118 cm3 Con los valores anteriores se escogió una Sección De tablestaca Tipo Z Z12 S=1200cm3

Para los largueros, se obtuvo un Momento Máximo de 996.40 kN.m y con este valor se obtiene un módulo de sección de 2,963.47 cm3, y para ello se escogió un larguero tipo IPN 550 de S 3610 cm3.

0

-249,600

249,600

0,000

187,200

-187,200

187,200

-187,200

187,200

-187,200

187,200

-187,200

0,000

-249,600

249,600

0,000

-300

-200

-100

0

100

200

300

0 5 10 15 20 25

kN

m

Diagrama de Cortante Entibado en Tablestaca Excavación 20m

Grafica 30 Diagrama de Cortante Entibado en Tablestaca Excavación 20m

97

6.3 ANALISIS DE LOS ESCENARIOS Una vez obtenidos los resultados para los diferentes escenarios se realiza el análisis y su relación en la estructuración de la metodología A continuación en la Tabla No 15 se muestran los resultados definitivos para el análisis de estabilidad inicial en cada uno de los casos.

En la tabla anterior se puede observar que, en comparación el factor de seguridad obtenido por el método de BISHOP SIMPLIFICADO es menor que el obtenido por el método de SPENCER, igualmente también es posible evidenciar que un suelo con un ángulo de fricción de 35 y 30 grados, cohesión de 0 y peso específico de 18 kN/m3 cuentan con un orden de relación entre el momento actuante y la resistencia al mismo por parte del suelo de 0.2 a 0.6. Con estos valores de factor de seguridad se está por debajo del mínimo requerido para este tipo de solicitaciones, por lo cual es necesario hacer uso de un método de contención para garantizar la ejecución de la excavación bajo los Teniendo en cuenta esta información, es posible establecer que para determinar una metodología de mitigación de riesgos en suelos arenosos, inicialmente debe identificarse toda la información concerniente al estudio geológico geotécnico, es decir hacer una análisis riguroso de todas y cada una las características del suelo, las propias del lugar de ejecución del proyecto y las del proyecto como tal, sin embargo, debe tenerse en cuenta que para excavaciones de gran envergadura se toman principalmente como medidas de protección la construcción de muros pantalla, así como para zanjas se usan tablaestacas. Con respecto a los escenarios, en ambos casos el modelo se enmarca en la geología formada para el atlántico constituida en su mayoría por formaciones sedimentarias del periodo terciario y depósitos del periodo cuaternario recientes, se

ProyectoProfundidad

de Excavación (m)

Método de BISHOP

SIMPLIFICADO

Momento Actuante

(kN.m)

Resistencia al Momento

Actuante (kN.m)

Método de SPENCER

Momento Actuante

(kN.m)

Resistencia al Momento

Actuante (kN.m)

Fuerza Horizontal Actuante

(kN)

Resistencia a la Fuerza Horizontal Actuante

(kN)1,2 0,214 0,534 0,114 0,36 6,73 2,425 1,801 0,6485 0,238 10,106 2,403 0,354 8,098 2,871 2,012 0,71310 0,321 37,467 12,022 0,368 33,414 12,291 5,219 1,9220 0,459 120,491 55,25 0,516 106,048 54,682 8,862 17,18730 0,561 241,404 135,338 0,582 216,495 126,112 33,88 191,2 0,362 2,438 0,884 0,354 8,098 2,871 2,012 0,7135 0,339 9,931 3,363 0,344 8,56 2,947 1,292 0,47510 0,348 37,469 13,025 0,444 29,93 13,275 5,875 2,60620 0,428 120,491 51,561 0,481 106,048 50,966 16,838 8,09230 0,502 241,404 121,247 0,539 199,952 107,813 33,908 18,283

Bar

ranq

uilla

Mal

ambo

Tabla 15 Resultados Estabilidad en Terreno Natural.

98

ubican en la formación llamada Barranquilla, esta zona, también está calificada según la Norma Sismoresistente como de riesgo sísmico bajo. Una vez evaluada la resistencia el suelo, se determinó el proceso constructivo que posiblemente podría hacerse uso, que para el caso son los tablestacados, para las excavaciones de 10 m de profundidad se estableció un sistema de tablestacas con tres puntales para contrarrestar las cargas ejercidas por la envolvente de presión en valores menores a 39 kN/m2 que al ser mayorada por el valor para carga muerta es 1.6 y se usa la carga de 62.9 kN/m2, para los cortes de 20 m donde el valor de la envolvente de presión es de 78 kN/m2 al mayorar es 124.8 kN/m2 se determinaron 7 puntales, para todas las secciones de tablestacas se escogieron tipo Z 12, que cuenta con un área de sección de 1200 cm3 la cual satisface la requerida para los momentos máximos de la solicitación, además, se eligieron de acero toda vez que este material presenta un esfuerzo admisible a flexión de 340 MPa y son de uso comercial, para los largueros básicamente se sugiere hacer uso de elementos IPN desde 320 hasta 550, donde esta última tiene un módulo de sección de 3610 cm3, con su ayuda mantener la estabilidad del corte en su totalidad y evitar cualquier tipo de eventualidad adversa como la presencia de falla ya sea desde la cabeza del corte o el fondo de la excavación. Este análisis es bastante útil al dimensionar la metodología ya que teóricamente confirma la secuencia de las actividades para ejecutarla y garantizar su correcta aplicación, cuando se definen los posibles procesos constructivos, es posible evaluar las situaciones que eventualmente determinan un escenario de amenaza, para los casos particulares son entre otros la temporada de lluvias, malos procesos constructivos, inundaciones por tuberías conexas al proyecto a ejecutar, al ser propiedad de entes militares nacionales pueden ser objetivo de atentados terroristas, la cimentación de las estructuras colindantes al proyecto. Por otro lado, la vulnerabilidad del suelo determinada en el escenario inicial graficado con Slide 5.0, su baja estabilidad al corte, su estado suelto afortunadamente no se encontró nivel freático y estar ubicado en una zona de bajo riesgo sísmico disminuyen en gran proporción ser susceptible a la licuación, básicamente es a perdida de confinamiento, el empuje lateral de tierra, falla por estabilidad lateral y falla de fondo de la excavación, lo que se establece como la vulnerabilidad de estos suelos en específico. Con el análisis de amenaza (los factores externos) y el de vulnerabilidad (características propias del suelo), es que debe verificarse el análisis de riesgos haciendo un cruce entre estas situaciones y determinando la frecuencia, probabilidad e impacto que tendría que al aunar dichas situaciones, por ejemplo, las explosiones en un atentado terrorista afectarían la estabilidad del tablestacado debido a las vibraciones generadas y ocasionarían el colapso del sistema, lo que no

99

permite la evacuación del lugar y podrían presentarse pérdidas humanas y materiales. Lo que conlleva a la estimación de que tan permisible puede ser el impacto del algún escenario de riesgo, sin embargo, es claro que la pérdida de vidas humanas o lesiones no tienen un nivel de permisibilidad, esto es direccionado a la estabilidad y deformación de la estructura que se construye. Teniendo en cuenta los límites aceptables de riesgo, se deben determinar las medidas de mitigación para cada uno, las cuales van desde la determinación de dicha medida y todas las actividades contundente a la verificación de la correcta funcionabilidad medidas de seguimiento y control, realización de planes de contingencia, para ejecutar en caso de presentarse algún siniestro donde se mide la capacidad de respuesta de los actores involucrados, así como las medidas de reparación teniendo en cuenta el nivel del siniestro y su afectación en general

7. PUNTOS CLAVE NORMA SISMO RESISTENTE VERSION 2010 (NSR -10)

En el titulo H de la norma Sismo Resistente versión 2010 (NSR 10) se pueden evidenciar todos los aspectos y criterios aplicables a estudios Geotécnicos, partiendo desde generalidades hasta llegar a rehabilitación Sísmica de Edificios, es decir, se abordan una cantidad de temáticas indispensables para garantizar la correcta y eficaz concepción, planeación, ejecución y verificación de vida útil de los proyectos. Cada capítulo plasmado allí cuenta con los fundamentos técnicos requeridos de manera que, sean accesibles a personas con un perfil a fin. Para la elaboración de la metodología aquí mencionada y entregable anexa a este documento, se establece un enfoque primordial en los capítulos H.5 EXCAVACIONES Y ESTABILIDAD DE TALUDES, H-6 ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN, H-7 EVALUACIÓN GEOTÉCNICA DE EFECTOS SÍSMICOS, H-8 SISTEMA CONSTRUCTIVO DE CIMENTACIONES, EXCAVACIONES Y MUROS DE CONTENCIÓN, toda vez que allí, se encuentra la base de la información mínima requerida para ejercer el análisis de vulnerabilidad del suelo, así como también puntos álgidos en las medidas de mitigación.

100

7.1 CAPITULO H-5 EXCAVACIONES Y ESTABILIDAD DE TALUDES

Es evidente la importancia de este capítulo en el diseño de la metodología, ya que, aquí se establecen los criterios de estado límite sobre los cuales se va a diseñar la ejecución de excavaciones a saber: estado límite de Falla y estado límite de Servicio. Para cada estado límite el documento indica una serie de parámetros a verificar con el objetivo de garantizar su funcionamiento. Los estados límite de falla corresponden principalmente a los criterios de verificación de estabilidad de taludes con o sin entibación, falla de fondo y estabilidad de estructuras vecinas. Para el criterio de estabilidad de Taludes indica que debe hacerse uso de un método de equilibrio, como también, exige que en caso de hacerse necesario el uso de entibados dependiendo de las condiciones de excavación los empujes a los que se vean sometidos los anclajes o puntales deben ser estimados por modelación numérica o analítica y que cada elemento de soporte debe ser diseñado para resistir las fuerzas emitidas por el empuje y la reacción generada por los anclajes, con respecto al criterio de falla de fondo de gran importancia para el documento siendo que esta falla debe analizarse con especial atención en suelos sin cohesión como el que nos ocupa. Este tipo de suelos puede presentar esta falla al verse afectados por flujo de agua o por erosión interna, por lo que es necesario realizar un oportuno control del nivel freático Y para el criterio de Estabilidad de estructuras vecinas advierte que de ser necesario debe hacerse un reforzamiento a la infraestructura colindante con tal que no se vea afectada por la ejecución de la actividad, así como también hace la salvedad que en caso de hacerse uso de anclajes es indispensable garantizar que dichos elementos no afectaran ni inducirán deformaciones en las cimentaciones colindantes. Por otro lado los estados límite de servicio hacen referencia primordialmente a la verificación y seguridad que los movimientos producidos por causa y con ocasión de la ejecución de la actividad sean lo suficientemente mínimos con tal de no perjudicar ningún tipo de infraestructura aledaña, así como la recarga no debe afectar la estructura que se planea construir, para los estados límite de servicio se establecen dos criterios a verificar Expansiones instantáneas y diferidas por descarga y asentamiento del terreno natural adyacente a las excavaciones.

101

También se menciona la importancia del análisis de presión de poros para el diseño de taludes, con la finalidad de analizar el efecto de agua en la disminución del esfuerzo efectivo y la resistencia al corte del suelo

7.2 CAPITULO H-6 ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN Este capítulo es la base fundamental para la compilación y análisis de información en la realización de las fichas técnicas para la mitigación de riesgo y el parámetro de vulnerabilidad del suelo con respecto al empuje de tierras, en el documento se establecen las consideraciones de diseño que a pesar de no hacer parte del alcance de la metodología, es de vital importancia en la ejecución de la actividad, también se determinan los empujes que se deben tener en cuenta para la ejecución de medidas de contención. Entre las fuerzas a considerar hace referencia a la presión de tierras, la cual en caso de que el suelo este en estado natural se habla de presión de tierras en reposo en la cual no se presentan deformaciones laterales, sin embargo, si se hace uso de un muro de contención y este muro cede se hace referencia a estado activo pero cuando el suelo se contrae y la estructura de contención adquiere más espacio se hace referencia a estado pasivo. Se relacionan también los empujes generados por el agua, cargas externas y sísmicos, con respecto a los empujes ocasionados por acción del agua es necesario hacer un exhaustivo control de la misma, sin embargo, de no conseguirse el resultado esperado debe sumarse a la presión de tierra la presión ejercida por el agua y diseñar la estructura de contención que resista a la suma de estas cargas. Para las cargas externas ya sean sobre cargas en la parte superior del muro, compactación entre otras deben analizarse por separado de acuerdo a la incidencia que tenga cada una sobre el suelo, y cuando determina la acción del empuje sísmico se hace referencia a los criterios mencionados en el capítulo 5 para el sismo de diseño. Igualmente, se analizan la capacidad ante la falla de las estructuras de contención y sus criterios mínimos y se señalan algunos factores de seguridad indirectos mínimos para su comportamiento ante ciertas situaciones.

7.3 CAPITULO H-7 EVALUACION GEOTECNICA DE EFECTOS SISMICOS

En este capítulo se hace un especial énfasis en el numeral H-7.4 LA LICUACIÓN Y LOS FENOMENOS RELACIONADOS, de aquí se parte para determinar la

102

vulnerabilidad del suelo al detonante como es el sismo, ya que la actividad sísmica, produce una serie de efectos en los suelos dependiendo de diferentes situaciones. En este apartado es posible determinar una serie de parámetros importantes para definir de una manera preliminar si el suelo sobre el que se está excavando puede ser o no vulnerable del efecto de licuación. Adicionalmente, también es importante resaltar que dentro de la normatividad aplicada a este trabajo como lo es el decreto 523 de 2010, se establece que los materiales sobre los que se enfoca la metodología aquí diseñada son potencialmente vulnerables a ser licuados por la acción de una carga sísmica. El ítem H-7.4.4 SUCEPTIBILIDAD A LA LICUACIÓN menciona una serie de características que son atribuibles a la determinación del nivel de vulnerabilidad, entre estas aclara que la edad geológica del suelo es un factor definitivo en el análisis de vulnerabilidad, siendo que, un suelo que pertenezca a la edad de Holoceno es más susceptible que uno formado en el pleistoceno, así como que, suelos que se hayan formado en edades anteriores a las mencionadas anteriormente la posibilidad de verse afectados por este fenómeno no es común. Así como también se determina que el suelo debe estar saturado o a punto de la saturación para que el fenómeno pueda desarrollarse, esta característica es una medida excluyente por que la presencia de agua debe estar ejerciendo saturación o próxima a ello, siendo que, con la presión ejercida por la actividad sísmica, produce que la presión del agua aumente lo que a su vez genera que el contacto entre partículas del suelo disminuya y el material se comporte como un líquido denso, perdiendo su resistencia al corte. Otro factor allí mencionado a considerar es el hecho que los suelos como arenas finas y arenas limosas son materiales con características especiales que pueden verse muy perjudicados por este fenómeno. La norma sugiere medidas de mitigación a emplear en los proyectos, indicando que deben ser tenidas en cuenta al momento del diseño de las estructuras sin limitarse únicamente a ellas.

103

7.4 CAPITULO H-8 SISTEMA CONSTRUCTIVO DE CIMENTACIONES, EXCAVACIONES Y MUROS DE CONTENCIÓN.

Como aporte a la realización de la metodología se analizan y replican las recomendaciones que se identifican en este capítulo especialmente lo dispuesto en el numeral H.8.2 EXCAVACIONES, donde se indican los criterios básicos a tener en cuenta durante la ejecución como tal de la actividad, por ejemplo el control del agua, elemento que a pesar de ser un recurso natural de vital importancia para el ser humano es un rudo enemigo en la ejecución de excavaciones profundas, razón por la cual, se debe mantener un control estricto y vigilado sobre su presencia en la excavación, de ser necesario debe hacerse el uso de motobombas teniendo en cuenta que, su empleo y el abatimiento del nivel freático no acarreen más complicaciones de las que se venían ya presentando. Otro criterio analizado es la secuencia de la excavación, procedimiento que se debe realizar garantizando que no se van a sobrepasar los estados límites de servicio, es decir, no deben excederse los límites aceptables establecidos para movimientos horizontales y verticales inmediatos ó diferidos por descarga, sin embargo, en el evento que sea necesario la excavación se debe desarrollar por etapas, en las cuales la excavación debe ser simétrica. En cuanto a la protección de la estabilidad de taludes permanentes indica que para el diseño de los sistemas de protección deben tenerse en cuenta que las deformaciones del suelo objeto de protección deben ser compatibles con las del sistema escogidos, igualmente debe garantizarse que los sistemas contengan elementos que realicen un correcto y oportuno control de agua, además que en caso de hacer uso de anclajes sea cual sea su tipología no pondrán en riesgo la estabilidad ni producirán deformaciones a la infraestructura aledaña. Este capítulo también estipula que en caso de realizar excavaciones mayores a tres metros de profundidad es indispensable realizar un plan de contingencias donde se señalen las acciones a implementar en caso de una emergencia, así como los actores, riesgos previsibles y demás actividades contendientes al manejo eficaz de la emergencia.

104

105

CONCLUSIONES Durante la realización del presente estudio, se evidenció el interés puntual de entidades estatales en el manejo de riesgos, teniendo en cuenta que la mayoría de la información considerada fue emitida por entes gubernamentales, demostrando el compromiso que tiene el estado por garantizar procedimientos seguros y exitosos, sin embargo, la realización de evaluación y mitigación de riesgos a pesar de ser una actividad en auge en Colombia, no cuenta con una gran variedad información documentada a nivel nacional, lo que limitó el análisis y comparación de diferentes fuentes bibliográficas. El análisis de los dos escenarios de caso como el proyecto ubicado en Malambo y Barranquilla, al estar proyectados en suelos arenosos en el territorio nacional, permitió verificar y convalidar la estructuración de la metodología diseñada, además, señala las deficiencias principales al realizar un corte en este tipo de suelos, como su estabilidad lateral y de fondo, sin embargo, en el evento se presentarse en la ciudad de Bogotá pueden incluirse la falla por licuación teniendo en cuenta que está ubicada en un lugar catalogado como de riesgo medio en actividad sísmica en la Norma Sismoresistente 2010 a diferencia de las analizadas. El uso de la herramienta Slide 5.0, ofrece la evaluación precisa del estado natural de un terreno con sus características particulares, además, presenta gráficamente los posibles escenarios de falla del mismo y se puede ubicar una región propia para reforzar y tener cuidados especiales para su manejo. Existen varios métodos para calcular el factor de seguridad en un corte, sin embargo, para el análisis de los proyectos se usaron el método de BISHOP SIMPLIFICADO y el método de SPENCER, básicamente, el primero presenta la falla de superficie circular y el equilibrio lo establece para momentos, y el segundo porque satisface la determinación del factor de seguridad tanto en fuerzas como por momentos lo que garantiza un estudio más acertado y exhaustivo, igualmente para los proyectos, al hacer la comparación entre los valores arrojados por cada uno se puede comprobar que el método de BISHOP es más conservador ya que el factor de seguridad es considerablemente menor al arrojado por SPENCER además el área de falla para este valor mínimo es mayor, lo que puede hacer el gasto de sobrecostos para construir una óptima estructura de protección. Para el diseño y construcción de tablestacas el material de uso frecuentemente es el acero teniendo en cuenta que este presenta resistencia al esfuerzo a flexión optima de 340 MPa, supera en gran proporción las propiedades de las mejores maderas usadas para la misma actividad, al contar con este valor alto de resistencia

106

las secciones para cada elemento son menor en dimensión, lo que garantiza facilidad de manejo y colocación. Por otro lado, a razón de que la metodología diseñada anexa a este documento centra su atención en los suelos arenosos, se hizo necesaria la identificación de una serie de parámetros aplicables a las propiedades físico-mecánicas de este tipo de suelos por las cuales pueden ser más vulnerables dependiendo del detonante externo que establezca el panorama de riesgo, parámetros como la estabilidad lateral de la excavación siendo que al carecer de cohesión son vulnerables a deslizamientos y derrumbes, o la estabilidad por subpresion toda vez que en evento de presentarse nivel freático, la presión de poros puede ocasionar efectos negativos en la estabilidad lateral, o de fondo, o perdida de material por erosión entre otras. El documento anexo titulado METODOLOGIA DE EVALUACION Y MITIGACION DE RIESGOS EN EXCAVACIONES PROFUNDAS EN LOS SUELOS ARENOSOS DE BOGOTÁ ofrece a los lectores las directrices mínimas para obtener un análisis eficaz de panoramas de riesgo, realizando un diagnostico interno y externo de los factores aplicables, teniendo como resultado final las acciones de respuesta necesarias en el evento de materializarse el peligro. Dicha Metodología es un documento sencillo y explicativo, razón por la cual hacerla aplicable no resultaría una complicación, igualmente, corresponde a una sugerencia lo que la hace dinámica con la posibilidad de ser mejorada o modificada dependiendo de la necesidad del ente que desee aplicarla. La evaluación de vulnerabilidad considerada en la metodología corresponde únicamente a la vulnerabilidad del suelo, razón por la cual, los parámetros establecidos recaen principalmente en las propiedades fisicoquímicas de las arenas, además con la aplicación del documento es posible atribuir directamente la calificación de vulnerabilidad. En la actualidad, en el mercado global existe un sin número de acciones contendientes a mejorar las propiedades de los materiales o ejecutar medidas de protección con el fin de controlar los peligros que se puedan presentar durante la realización de una actividad tan común como lo es la excavación, además, en el caso de realizarse en zonas urbanas consolidadas como es el caso de la Ciudad de Bogotá D.C. se han venido implementando medidas que no requieran de mucho espacio para ser utilizadas, como anexo a este documento se presentan las fichas técnicas de medidas como la estabilización electroquímica, pantallas ancladas, muros diafragma, sistema de geodrenes entre otras con su respectiva descripción y uso apropiado.

107

RECOMENDACIONES Se recomienda hacer un control riguroso y exhaustivo del flujo de agua en caso de presentarse en la excavación, a pesar de que este sea un elemento vital para el ser humano es el enemigo número uno en la ejecución de excavaciones profundas. Una vez aplicada la metodología aquí descrita, se recomienda hacer uso de un método de evaluación de riesgos probabilístico, ya que el aplicado aquí es preliminar, por ende cualitativo, pues cada proyecto es único desde su concepción ya lo que los factores pueden variar considerablemente. Con respecto al plan de seguimiento y control es indispensable que el diseñador sea muy específico en los criterios a evaluar, secuencias, periodicidad, elementos y demás situaciones aplicables. Finalmente, se recomienda con bastante atención establecer mecanismos de capacitación y divulgación eficaz con respecto a los planes y actividades de contingencia, toda vez, que si el personal tiene conocimiento pleno de las acciones que debe ejecutar en caso dado, se constará la correcta y oportuna identificación de riesgos.

108

BIBLIOGRAFIA ASOCIACION COSTARRICENSE DE GEOTECNIA. Código de Cimentaciones de Costa Rica. San José. Costa Rica. 2002 CORPORACION AUTONOMA REGIONAL DE CUNDINAMARCA. Hidrogeología en la Zona Crítica en la Sabana De Bogotá. 2009 Das Braja M. Presión Lateral de Tierra Fundamentos de Ingeniería de Cimentaciones. Cap. 7. 2012 .pp. 324-370 Decreto No 523 de 2010. Por el cual se adopta la Microzonificación Sísmica de Bogotá D.C. Bogotá D.C., Colombia, 16 de Diciembre de 2.010 EMPRESA DE ACUEDUCTO Y ALCANTARILLADO DE BOGOTÁ - ESP. Excavaciones en Zanja. Bogotá: EAAB - ESP. (NS-019) EMPRESA DE ACUEDUCTO Y ALCANTARILLADO DE BOGOTÁ - ESP. Norma Técnica Entibados y Tablestacados EAAB - ESP. (NS-072) FONDO DE PREVENCIÓN Y ATENCIÓN DE EMERGENCIAS –FOPAE. Metodologías de Análisis de Riesgo Documento Soporte Guía para Elaborar Planes de Emergencia y Contingencias. Bogotá D.C., Colombia, 2014. Guerrero Uscátegui Alberto. Geología e Hidrogeología de Santafé de Bogotá y su Sabana. Bogotá D.C., Colombia, 1993 Resolución No 600 de 2015. Por la cual se adoptan los Lineamientos Técnicos para la Reducción de Riesgos en Excavaciones en Bogotá D.C. Bogotá D.C., Colombia, 29 de Diciembre de 2.015 Reglamento de Construcciones Sismo Resistentes- NSR 2010- Titulo H Revista ARQHYS.com. Obtenido 11, 2016, de http://www.arqhys.com/construccion/diafragma-muro.html. SERVICIO GEOLOGICO COLOMBIANO SGC. Guía Metodológica para Estudios de Amenaza, Vulnerabilidad y Riesgo por Movimientos en Masa. Bogotá D.C., Colombia. 2015

109

Suárez Díaz Jaime. Caracterización de Movimientos En Deslizamientos y estabilidad de Taludes en Zonas Tropicales. Cap. 1. 1998 .pp. 1-16. Suárez Díaz Jaime. Amenaza Sísmica En Deslizamientos y estabilidad de Taludes en Zonas Tropicales. Cap. 9. 1998 .pp. 303-343. Veloza Franco Jairo. Sistema de Modelamiento Hidrogeológico del Distrito Capital Bogotá. Bogotá D.C., Colombia. 2013.