Estudio de Suelos en Geotecnia

Estudio Geotécnico Definitivo De acuerdo al Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente

NSR-10

Proyecto: Gradería y Nueva Cancha Sintética Sede Recreacional Comfenalco Vía Floridablanca – Piedecuesta – Santander

Geotecnología S.A.S.

Director del Estudio: Ingeniero Geotecnista Jaime Suárez Díaz Tarjeta Profesional 15439 de Cundinamarca

Septiembre de 2011

Contenido del Informe

Página 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19.

Objetivos del estudio geotécnico Localización y descripción del proyecto Características del proyecto Características geológicas y geotécnicas generales Amenaza sísmica y movimientos sísmicos para diseño Información de estudios anteriores Investigaciones geotécnicas realizadas Memorias de cálculo de los parámetros para el diseño de cimentaciones y muros Capacidad de soporte Cálculo de asentamientos Análisis de estabilidad y excavaciones de taludes Recomendaciones para la cimentación de la cancha sintética Recomendaciones para el diseño del proyecto Recomendaciones geotécnicas para la construcción del proyecto Recomendaciones geotécnicas para la protección de edificaciones y predios vecinos Anexo 1 Resultados del software NovoSPT Anexo 2 Análisis de asentamientos de las pilas utilizando elementos finitos Anexo 3 Relación de planos Anexo 4 Ensayos de laboratorio

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Cumplimiento del Reglamento Colombiano de Construcción Sismoresistente NSR-10 El presente estudio geotécnico cumple con la totalidad de las exigencias del Reglamento Colombiano de Construcción Sismoresistente, en la forma como se indica en la tabla siguiente: Exigencia del reglamento

Chequeo de Cumplimiento

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Ingeniero civil con 5 años de experiencia y/o estudios de postgrado en geotecnia

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Nombre, plano de localización, objetivos del estudio, descripción del proyecto, sistema estructural y evaluación de cargas

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5, 7, 8, 9, 10,15,16 y 17

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15

La tabla H.3.2-1 define el número mínimo de sondeos para cada unidad de construcción, los cuales se afectan además de acuerdo a las características del proyecto

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38 y 39

La tabla H.3.2-1 define la profundidad mínima de sondeos para cada unidad de construcción, los cuales se afectan además de acuerdo a las características del proyecto

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38 y 39

Se define los parámetros Aa, Ab, Fa y Fb de acuerdo al N, Vs o Su y los resultados de los sondeos

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31 a 34

De acuerdo a la caracterización del perfil litológico, se establecen los parámetros dinámicos del suelo para el análisis sísmico

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34 y 35

Art. H.2.2.2.1 Información del subsuelo

Resumen del reconocimiento de campo, investigaciones, morfología del terreno, origen geológico, características físico-químicas, niveles freáticos con la interpretación de su significado.

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13 y 14

Art. H.2.2.2.1 Información de cada unidad geológica

Identificación, espesor, distribución y parámetros obtenidos en los ensayos de campo y laboratorio

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18 a 23

Art. H.2.2.2.1 Análisis geotécnico

Resumen de los análisis y justificación de los sistemas geotécnicos adaptados. Alternativas de cimentación y contención. Evaluaciones de estabilidad de las excavaciones

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60 a 63

Planos de localización regional y local del proyecto

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Localización de los sondeos realizados

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Perfiles de los sondeos

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Resultado de cada uno de los ensayos de campo y laboratorio realizados en forma de gráficos o tablas

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44 a 45

Se definen cuáles suelos pueden considerarse como granulares y cuáles como cohesivos

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44 y 45

Se especifican las propiedades mínimas de resistencia que se deben presentar, ensayo corte directo o SPT para suelos granulares y compresión simple o corte directo para suelos cohesivos

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44 a 45

Tema Art H.1.1.2.1 Firma de los estudios

Art. H.2.2.2.1 Información del proyecto Art. H.2.2.2.1 Evaluación de Cargas Art. H.3.1 Definir el número de unidades de construcción Art. H.3.1.1 Clasificación de las unidades de construcción por categorías Art. H.3.2.3, H.3.2.4, H.3.2.5, H.3.2.6 Cálculo del número mínimo de sondeos Art. H.3.2.3, H.3.2.4, H.3.2.5, H.3.2.6 Definición de la profundidad mínima de los sondeos Cap. A.2 Definición de los niveles de amenaza sísmica y movimientos sísmicos de diseño Cap. H.7 Evaluación geotécnica de efectos sísmicos

Art. H.2.2.2.1 Planos de localización Art. H.2.2.2.1 Ubicación de trabajos de campo Art. H.2.2.2.1 Registros de perforación Art. H.2.2.2.1 Resultado de pruebas y ensayos de campo y laboratorio Art. H.2.5 Clasificación de los suelos como granulares o cohesivos Art. H.3.3.3 Propiedades básicas mínimas de los suelos

No se podrán considerar como ESTUDIO GEOTECNICO DEFINITIVO aquellos estudios realizados con cargas preliminares donde solo se hayan tenido en cuenta las cargas de gravedad. Se define como unidad de construcción cada edificación o estructura independiente, separada por juntas de construcción cuya longitud en planta no supere los 80 metros. Categoría Baja hasta 3 niveles Categoría Media 4 a 10 niveles Categoría Alta 11 a 20 niveles Categoría Especial mayor de 20 niveles

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Chequeo de Cumplimiento

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54 y 55

El NSR-10 aconseja los factores de seguridad que se deben cumplir para capacidad de soporte de cimentaciones

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53 a 55

Se exige calcular los asentamientos mediante modelos de aceptación generalizada, empleando parámetros de deformación obtenidos a partir de ensayos de laboratorio o campo

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56 a 59

Se establecen los procedimientos para el cálculo de estabilidad de taludes y excavaciones

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60 a 61

Se definen los valores mínimos de aceleración para el análisis seudoestático de taludes

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En la tabla H.2.4-1 se establecen los factores de seguridad básicos mínimos directos

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Se establecen los criterios para el análisis de presiones de tierra y estructuras de contención

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46 a 52

Tipo de cimentación, profundidad de apoyo, presiones admisibles asentamientos calculados incluyendo diferenciales, parámetros para diseño de estructuras de contención, perfil de suelo para diseño Sismoresistente, planes de contingencia en caso de que se excedan los valores, evaluación de estabilidad de excavaciones, laderas y rellenos; y diseño de filtros.

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62 a 67

Se debe elaborar un capítulo que contenga estimación de los asentamientos ocasionados por presencia de nivel freático y otros efectos, diseño de sistemas de soporte y medidas preventivas

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Tema

Exigencia del reglamento

Cap. H.9 Condiciones geotécnicas especiales

Se requiere identificar los suelos expansivos, los suelos colapsables y analizar los efectos de la vegetación Se debe incluir la memoria de cálculo con el resumen de la metodología seguida para cada tipo de problema analizado y el resumen de los resultados en forma de gráficos y tablas Los estudios geotécnicos deben analizar la existencia de agua libre, flujos potenciales de agua subterránea y la presencia de paleocauces Se establecen las profundidades mínimas de cimentación para los cálculos de capacidad teniendo en cuenta la posibilidad de erosión, tubificación, cambios de humedad y raíces de árboles

Art. H.2.2.2 Memorias de cálculo Art. H.2.3 Analizar la existencia de agua subterránea Art. H.4.6 Definición de la profundidad de cimentación Art. H.4.7 Calculo de factor de seguridad de las cimentaciones Art. H.4.8 Cálculo de asentamientos Cap. H.5 Estudio de estabilidad de taludes y laderas Art. H.5.2.5 Definición del sismo de diseño para análisis seudoestático de taludes Art. H.2.4.3 Cumplimiento de factores de seguridad mínimos para estabilidad de taludes Cap. H.6 Análisis de presiones de tierras y estructuras de contención

Art. H.2.2.2.1 Recomendaciones para el diseño

Art. H.2.2.2.1 Recomendaciones para la protección de edificaciones y predios vecinos Art. H.2.2.2.1 Recomendaciones para la construcción. Sistema constructivo Cap. H.8.4 Sistema constructivo de cimentaciones Cap. H.8.2 Sistema constructivo de excavaciones Cap. H.8.3 Sistema constructivo de estructuras de contención Art. H.2.2.3 Recomendaciones para la supervisión técnica

Es un documento de obligatoria elaboración, el cual debe ser verificado por las autoridades que expidan las licencias de construcción Definir profundidad de desplante, secuencia para realizar las excavaciones, disposición de sobrantes, tiempo máximo de exposición, efectos de los cambios de humedad Procedimiento de excavación para minimizar los movimientos de las construcciones vecinas y servicios públicos, control de flujo de agua subterránea, secuencia de excavación, protección de taludes permanentes y plan de contingencia para excavaciones Se debe incluir la secuencia completa de ejecución de actividades de tal manera que se garantice que los suelos no sufran variaciones importantes en su rigidez y resistencia, sistemas de drenaje preventivo Para proyectos de categoría media, alta y especial, se debe contar con el acompañamiento de un Ingeniero Geotecnista quién aprobará durante la ejecución de la obra los niveles y estratos de cimentación y los procedimientos de excavación

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CAPITULO

1

Objetivos del estudio geotécnico

El presente documento corresponde al Estudio Geotécnico del Proyecto Gradería y Nueva Cancha Sintética, localizado al oriente de las instalaciones de la Sede Recreacional Comfenalco, sobre la margen izquierda de la vía Floridablanca – Piedecuesta (en el sentido Norte – Sur), en el municipio de Floridablanca, departamento de Santander – Colombia. De acuerdo al NSR-10, el Estudio Geotécnico incluye el conjunto de actividades que comprenden el reconocimiento de campo, la investigación del subsuelo, los análisis y recomendaciones de ingeniería necesarios para el diseño y construcción de las obras en contacto con el suelo, de tal forma que se garantice un comportamiento adecuado en la edificación, protegiendo ante todo la integridad de las personas ante cualquier fenómeno externo, además de proteger vías, instalaciones de servicios públicos, predios y construcciones vecinas. Objetivos del estudio Los objetivos del estudio son los siguientes:
Definir la viabilidad técnica del lote para la construcción del proyecto planteado.
Determinar la amenaza sísmica, movimientos sísmicos y efectos locales para el diseño resistente de la estructura.
Determinar mediante sondeos y ensayos el perfil de suelo para el diseño de cimentaciones.
Identificar los problemas de cimentación inherentes a la formación geológica, los materiales del suelo, la topografía del lote y la hidrología subterránea.
Recomendar la profundidad y el sistema de cimentación más apropiado de acuerdo a las características de la estructura, de la geología y de los suelos del sitio.
Calcular la capacidad de soporte del terreno de cimentación.
Calcular los asentamientos esperados de la cimentación.
Analizar la estabilidad de las laderas contiguas al proyecto.
Obtener los parámetros geotécnicos que se requieren para el diseño de cimentaciones, estructuras enterradas y estructuras de contención.
Recomendar las obras geotécnicas que se requieren para mitigar los efectos de los problemas geotécnicos identificados.
Presentar recomendaciones geotécnicas para la construcción del proyecto.
Presentar recomendaciones geotécnicas para la supervisión técnica.

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CAPITULO 1 OBJETIVOS DEL ESTUDIO GEOTECNICO

Estudio solicitado por COMFENALCO SANTANDER. Alcance del estudio Para la realización del estudio se ejecutaron sondeos y ensayos de laboratorio, se analizó la geología regional local y se consultaron los estudios de otros sitios cercanos al área; sin embargo, al construir el proyecto pueden encontrarse condiciones diferentes, las cuales no fueron detectadas en el momento de la realización del estudio. Por la razón anterior, es importante que un Ingeniero Geotecnista revise si las hipótesis del estudio corresponden a las encontradas en el campo. Igualmente el Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente NSR-10 exige la supervisión técnica de un Ingeniero Geotecnista durante las etapas de construcción de las excavaciones, cimentaciones y estructuras de contención. Cumplimiento del Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente NSR-10 El presente Estudio Geotécnico cumple con la Ley 400 del 19 de agosto de 1997 y el Decreto 926 del 19 de marzo de 2010 (Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente NSR-10). El ingeniero geotecnista da fé de que conoce el sitio y lo ha visitado para efectos de la elaboración del estudio.

__________________________ Ingeniero Geotecnista: Jaime Suárez Díaz T.P. No. 15439 de Cundinamarca

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Localización y características del proyecto

Localización del proyecto El lote se encuentra localizado al oriente de las instalaciones de la Sede Recreacional Comfenalco, sobre la margen izquierda de la vía Floridablanca – Piedecuesta (en el sentido Norte – Sur), en el municipio de Floridablanca, departamento de Santander.  Forma del lote: Irregular .  Longitud del lote: Aproximadamente entre 107 y 130 metros en sentido norte-sur.  Ancho del lote: Aproximadamente entre 72 y 86 metros en dirección orienteoccidente.  Diferencia de nivel entre el oriente y occidente del lote: Aproximadamente 3 metros.  Área aproximada del lote estudiado: 9700 metros cuadrados. Construcciones y áreas vecinas Las áreas vecinas son las siguientes:  Al sur: Viviendas  Al norte: Zona verde y salón social.  Al oriente: Muro de cerramiento de la Sede Recreacional Comfenalco.  Al occidente: Vía de acceso interna de la Sede Recreacional Comfenalco.

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CAPITULO 2 LOCALIZACION Y CARACTERISTICAS DEL PROYECTO

Localización regional del proyecto

Floridablanca

A Bucaramanga

Lote estudiado

Sede Recreacional Comfenalco

A Piedecuesta

Universidad Pontificia Bolivariana

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CAPITULO 2 LOCALIZACION Y CARACTERISTICAS DEL PROYECTO

Localización local del proyecto

Portería 2 Sede Recreacional Comfenalco

A Bucaramanga

Cancha Sintética 1 Lote Estudiado Sede Recreacional Comfenalco

Portería 1 Sede Recreacional Comfenalco

A Piedecuesta

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Colegio San Pedro

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CAPITULO 2 LOCALIZACION Y CARACTERISTICAS DEL PROYECTO

Plano topográfico

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CAPITULO 2 LOCALIZACION Y CARACTERISTICAS DEL PROYECTO

FOTO 1

Lote Estudiado

DESCRIPCION: Vista general del lote.

FOTO 2

Lote Estudiado

Vía de acceso interna DESCRIPCION: Costado occidental del lote.

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CAPITULO 2 LOCALIZACION Y CARACTERISTICAS DEL PROYECTO

FOTO 3

Zona Verde Lote Estudiado Vía de acceso interna

DESCRIPCION: Costado sur-occidental del lote.

FOTO 4

Vía Vereda Los Cauchos

Muro Cerramiento Lote Estudiado

DESCRIPCION: Costado oriental del lote.

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CAPITULO 2 LOCALIZACION Y CARACTERISTICAS DEL PROYECTO

Características físicas generales del lote y del área estudiada El lote hace parte de la vereda Guayanas del municipio de Floridablanca; se encuentra localizado sobre una ladera de baja pendiente con alturas de 952 a 936 m.s.n.m, y pendiente promedio aproximada del 4%. La zona general estudiada para elaborar el presente Estudio Geotécnico incluye estudios realizados en la sede recreacional Comfenalco y sus alrededores. Igualmente se utilizó la información geotécnica de otros estudios de suelos realizados por Ingeniería de Suelos Ltda y por Geotecnología S.A.S. en las zonas cercanas al proyecto y estudios realizados por otras empresas y entidades. Características ambientales Floridablanca se localiza ecológicamente en el bosque seco tropical con transición al fresco húmedo premontano. El piso térmico sobre el cual se encuentra la ciudad de Floridablanca, es templado con variaciones importantes de temperatura. Temperatura Floridablanca presenta una temperatura media de 24º C con 23.7ºC en la parte norte de la terraza y 24.3º C en la parte sur más cerca de Girón. Precipitación La lluvia en la ciudad de Floridablanca se caracteriza por presentar un comportamiento anual bien definido así: Un período seco inicial bastante fuerte durante los meses de Enero, Febrero y parte de Marzo, luego se presentan dos período lluviosos entre Abril y Junio y luego entre Septiembre y Noviembre con un período seco intermedio entre Julio y Agosto, donde se presentan algunas lluvias importantes. La precipitación anual promedio es de 1.130 mm. Drenaje e infiltración El drenaje superficial es regular, aunque las aguas drenan hacia la cañada localizada al costado norte del sitio; Esta cañada es a su vez un punto importante de infiltración. Los suelos subsuperficiales presentan una capacidad de infiltración media; sin embargo, se encuentran generalmente secos al inicio de las lluvias; una cantidad grande de lluvia se absorbe como humedad del suelo superficial; esta humedad es evaporada rápidamente y es muy poco el aporte de la infiltración a los niveles freáticos. Aguas subterráneas Las aguas subterráneas están relacionadas con un acuífero que aparece en el sector sur del abanico aluvial de Bucaramanga; este acuífero se encuentra en el fondo del abanico sobre rocas de la formación Girón.

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CAPITULO 2 LOCALIZACION Y CARACTERISTICAS DEL PROYECTO

Niveles freáticos al terminar los sondeos El perfil de suelo se considera relativamente mal drenado, se encuentra generalmente en estado húmedo y el nivel freático apareció a las siguientes profundidades: Sondeo 1 5 7 8

Profundidad de nivel freático (metros) 2.00 1.30 3.60 2.80

Presencia de paleocauces No se evidencia presencia de paleocauces.

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Características del proyecto

Descripción general Localización del proyecto El lote actualmente se encuentra localizado al oriente de las instalaciones de la Sede Recreacional Comfenalco, sobre la margen izquierda de la vía Floridablanca – Piedecuesta (en el sentido Norte – Sur), en el municipio de Floridablanca, departamento de Santander. El proyecto consiste en la construcción de una cancha de futbol de grama sintética, con camerinos subterráneos y una gradería cubierta. Altura en niveles Gradería : 2 niveles. Profundidad de excavaciones Camerinos: 3.0 metros. Clasificación del proyecto Para la clasificación del proyecto de acuerdo a los lineamientos del Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente NSR-10, el proyecto consiste en una gradería cubierta con un sótano, en el cual funcionaran los camerinos y una cancha de futbol en grama sintética. Número de unidades de construcción: De acuerdo a los parámetros del NSR 10, el proyecto está compuesto por una unidad. Categoría de las unidades: La construcción propuesta es de categoría Baja, debido a que los niveles de construcción no supera los 3 niveles y las cargas máximas del servicio de las columnas son menores de 800 kN (80 Ton). Sistema estructural El sistema estructural propuesto consiste en un sistema aporticado. Evaluación de cargas En todos los casos las cargas son inferiores a 800 kN (80 Ton).

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CAPITULO 3 CARACTERISTICAS DEL PROYECTO

Proyecto en planta

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CAPITULO 3 CARACTERISTICAS DEL PROYECTO

Sección del proyecto

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Características geológicas y geotécnicas generales

Descripción geológica Regional Regionalmente la zona de estudio se encuentra en límites de las regiones geológicas del Macizo de Santander y la depresión tectónica de Bucaramanga y por tanto en zona de influencia del sistema de fallas de Bucaramanga – Santa Marta; en esta zona las rocas más antiguas son de origen ígneo – metamórfico, agrupadas dentro del Neis de Bucaramanga (Peb) de edad Precámbrico. La unidad antes mencionada junto con rocas ígneas intrusivas principalmente de composición ácida que afloran principalmente al Este del sistema de fallas de Bucaramanga – Santa Marta, de edad Jurásica y Triásica (JRcg) conforman la región geológica conocida como Macizo de Santander. Asociadas al sistema de fallas de Bucaramanga – Santa Marta se presentan afloramientos de rocas sedimentarias Triásicas del sistema Carbonífero y Pérmico, principalmente al norte de la zona de estudio y abarca las formaciones Diamante (Pcd), Tiburón (TRPt) y Bocas (TRb), El sistema Jurásico se encuentra representado regionalmente por las formaciones Jordan (Jj) y Girón (Jg), las cuales se presentan principalmente al oeste del área Metropolitana de Bucaramanga y en esta zona de estudio, al sur en el municipio de Floridablanca. El sistema Cretáceo aflora cerca de la zona de estudio, presentándose en la parte superior de las mesas de Ruitoque y los Santos, representados por la formación Tambor (Kita) en la región sur. Suprayaciendo las rocas antes mencionadas se encuentran depósitos Cuaternarios, los cuales cubren gran parte de la zona y sobre los cuales se han desarrollado los cascos urbanos de Bucaramanga, Girón, Floridablanca y Piedecuesta. Los depósitos Cuaternarios han sido clasificados en la formación Bucaramanga conformada de base a tope por los miembros Organos (Qbo), Finos (Qbf), Gravoso (Qbg) y Limos Rojos (Qblr). Otros depósitos Cuaternarios importantes los constituyen los conos de deyección de escombros y detritos (Qfe), los cuales se presentan principalmente hacia Floridablanca y Piedecuesta. Se presentan además depósitos aluviales (Qal) distribuidos principalmente en los valles de los ríos y quebradas, correspondientes a aluvial reciente, Terrazas Bajas y Terrazas Altas. Los depósitos generados por fenómenos de remoción en masa se han clasificado en depósitos coluviales de ladera (Ql), Deslizamientos Activos (Qda) y Deslizamientos Inactivos (Qdi). PROYECTO GRADERIA Y NUEVA CANCHA SINTETICA SEDE RECREACIONAL COMFENALCO VIA FLORIDABLANCA – PIEDECUESTA – SANTANDER Revisó: Ingeniero Jaime Suárez Díaz

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CAPITULO 4 CARACTERISTICAS GEOLOGICAS Y GEOTECNICAS GENERALES

Geología Local El mapa geológico fue elaborado tomando como base el mapa geológico del proyecto de Zonificación Sismogeotécnica Indicativa del Area Metropolitana de Bucaramanga (Ingeominas, CDMB, 2001) el cual a su vez se basa en la Geología del Cuadrángulo H – 12 (Ward et al, 1974) Litoestratigrafía En la zona de influencia del área de estudio afloran depósitos recientes Cuaternarios y rocas pertenecientes a formaciones Jurásicas. Rocas Sedimentarias Formación Jordán (Jj) Fue inicialmente reconocida por Cediel (1968) en su estudio sobre la formación Girón del área de Bucaramanga; Con base en relaciones estratigráficas se le asigna una edad Jurásico inferior (Ward et al, 1973). Según Cediel (1968), la formación Jordán incluye dos facies: Facies Superior: (200 m) Limolita de color marrón rojizo y arenisca de grano muy fino, bien estratificada en capas de 30 a 80 cm de espesor. Facies Inferior: (Aprox. 100 m) Principalmente arenisca de grano grueso, gris verdosa, en capas hasta de 1 m de espesor y algunas capas de shale gris verdoso hasta de 2 m de espesor; algunas capas gruesas, con estratificación cruzada contienen niveles conglomeráticas con guijos hasta de 2 cm de diámetro. En el Area Metropolitana la unidad subyace de manera concordante la formación Girón; la totalidad de afloramientos definen un área de extensión relativamente pequeña, inferior a 5 km2. La formación Jordán aflora a lo largo de una franja desde el barrio La Trinidad hasta la urbanización Bucarica, y sobre parte de la ladera norte del cerro La Cumbre. Allí se encuentran secuencias de areniscas violetas claras, de grano fino a medio, con intercalaciones de lodolitas y limolitas violetas oscuras a marrón, en espesores de 20 a 30 cm. Las mejores exposiciones se encuentran dispersas al occidente del sistema de fallas Bucaramanga-Santa Marta dentro de un corredor de 1 a 3 km de ancho, como es el caso de la urbanización José A. Morales

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CAPITULO 4 CARACTERISTICAS GEOLOGICAS Y GEOTECNICAS GENERALES

Hacia el sur del barrio El Carmen y sobre el cerro que comunica este sector con el barrio La Cumbre, afloran algunas capas de arenisca violácea de grano medio, las cuales también se observan en los alrededores del casco urbano de Piedecuesta, donde se encuentra cubierta parcialmente por depósitos aluviales de tipo cono de deyección. Dentro de las geoformas sobresalientes se destaca el Cerro de la Cruz. Las rocas de la formación Jordán presentan morfología suave y diaclasas moderadamente espaciadas y en estado de meteorización media. En algunos sectores, especialmente en las divisorias de aguas, la roca está alta a completamente meteorizada (saprolito) con coloraciones amarillentas, rojizas y violáceas donde es notable el carácter deleznable. Localmente en la zona de estudio afloran estratos de rocas fracturadas y medianamente meteorizadas constituidos por limolitas y areniscas de grano fino de color violeta, en algunos escasos afloramientos se observó estratificación plana paralelas sobre areniscas de grano fino con menor grado de meteorización; El espesor más superficial de esta formación muestra suelos residuales, color violáceo rojizo. Depósito de Flujo de Escombros (Qfe) Son depósitos de Piedemonte de origen aluvio torrencial y aluvio gravitacional, provenientes principalmente de la denudación de los materiales alterados que componen el Macizo de Santander, los cuales son transportados a lo largo de los cauces de corrientes de agua que nacen en éste. De acuerdo con las características granulométricas, geométricas y composicionales, estos depósitos provienen de flujos torrenciales de detritos y, en parte, flujos de escombros. Se presentan sobre el Piedemonte oriental del Area Metropolitana, entre el casco urbano de Floridablanca y Piedecuesta, donde se reconocen materiales cuyo depósito, al pie de la ladera montañosa, forma abanicos y conos de deyección con pendiente de 2.5° a 3.5° y superficie suavemente ondulada, con d renaje paralelo a subparalelo. Se destaca los depósitos donde se localizan los perímetros urbanos de Floridablanca y Piedecuesta. Están constituidos esencialmente por fragmentos de rocas ígneas y metamórficas del macizo, tamaño grava y bloque, principalmente neises y granodiorita, esporádicamente anfibolitas y esquistos, en matriz areno-limosa. Estos depósitos sedimentarios se han venido acumulando mediante repetidos episodios de descargas torrenciales, probablemente violentas, por lo que los espesores y sus proporciones granulométricas y volumétricas son muy variados. Se pueden encontrar eventos clasto soportado, con predominio de bloques y gravas, como también matriz soportados, con predominio de arena; el tamaño máximo de estos bloques puede sobrepasar 1 m de diámetro.

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CAPITULO 4 CARACTERISTICAS GEOLOGICAS Y GEOTECNICAS GENERALES

La matriz intersticial es de arena media a gruesa en alrededor de un 80% (aproximadamente un 20% de finos limo-arcillosos), principalmente cuarzo, feldespatos y partículas de rocas moderadamente meteorizados, muscovita en laminillas y algunos máficos; los depósitos presentan coloración blancuzca, rojiza y ocre, dependiendo del grado de oxidación y baja humedad. En general los materiales que conforman los depósitos de flujos de escombros se encuentran en condición medianamente suelta. De acuerdo con lo observado en el área de estudio, éstos depósitos descansan, principalmente, sobre rocas de las Formaciones Girón, Jordán y Silgará; Localmente en el lote estudiado se reconocieron fragmentos y bloques de neis cuarzofeldespáticos muy compactos y escasos bloques de cuarzo y rocas metamórficas en superficie; sin embargo, el depósito en esta zona presenta predominio de matriz limo arcillosa con variabilidad lateral a areno limosa en tonalidades amarillas y marrones. Depósitos Aluviales de Terrazas Bajas (Qal1). Los mayores depósitos de este tipo conforman el área urbana de Girón, se observan en las márgenes de los ríos de Oro y Frío (valles de Guatiguará y Río Frío). Además estos depósitos corresponden a los niveles máximos de inundación alcanzados por las crecientes extraordinarias actuales. Los cortes de terraza de profundidad inferior a 6.0 metros muestran cantos subredondeados a redondeados de areniscas cuarzosas blancas, amarillentas y resistentes, guijos ígneo-metamórficos, algunas areniscas violáceas y fragmentos de cuarzo lechoso con una disposición no uniforme y algunos lentes arenosos. Corresponde a depósitos aluviales, tipo flujos torrenciales y flujos de escombros, transportados a lo largo del río Frío en época reciente; dicho nivel es susceptible a flujos torrenciales y flujos de escombros. Geología Estructural Entre las principales estructuras que se han podido observar, determinar y cartografiar se debe mencionar la Falla de Bucaramanga – Santa Marta. Falla de Bucaramanga – Santa Marta. Se encuentra en la parte central del área de estudio, su trazo es ligeramente curvilíneo y su dirección es localmente Noroeste aunque regionalmente se torne Norte – Sur y Noreste. Según Ward et al (1973) basados en su longitud y trazo es principalmente una falla de rumbo, sin embargo en la zona de estudio se presentan evidencias claras de desplazamiento vertical, que representa un levantamiento del bloque este hacia el oeste, tesis propuesta por Julivert (1958, 1961 y 1970) quien la clasifica como una falla Inversa de alto ángulo.

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CAPITULO 4 CARACTERISTICAS GEOLOGICAS Y GEOTECNICAS GENERALES

En la zona de estudio se han cartografiado fallas paralelas a esta, que afectan principalmente rocas Metamórficas e Igneas del Macizo de Santander. Características de las unidades geológicas en el lote estudiado Formación Jordán Descripción Esta formación está compuesta por estratos de rocas fracturadas y medianamente meteorizadas constituidos por limolitas y areniscas de grano fino de color violeta; los materiales superficiales corresponden a suelos residuales color violáceo rojizo. Espesor El espesor de la formación Jordán en el lote de estudio supera los 6.0 metros. Distribución en el lote La totalidad del lote se encuentra sobre suelos que corresponden a depósitos de la formación Limos Rojos del abanico de Bucaramanga, los cuales se encuentran emplazados sobre rocas duras de la formación Girón (Jg). Parámetros obtenidos en los ensayos de campo y laboratorio Los suelos se clasifican como CL (arcillas arenosas) y SC (arenas arcillosas) Los ensayos de SPT dan valores de N de 7 a 68 Golpes/pie. La resistencia aumenta con la profundidad. En los ensayos de corte directo se obtuvieron valores de φ=32.250ºy c=0.234Kg/cm2. Suelos con características especiales En los estudios realizados no se detectaron suelos con características especiales, de acuerdo a la definición del NSR-10. En el lote no aparecen suelos expansivos, dispersivos o colapsables, ni efectos negativos relacionados con la presencia de la vegetación o de cuerpos de agua; sin embargo, debe tenerse en cuenta la presencia del nivel freático.

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CAPITULO 4 CARACTERISTICAS GEOLOGICAS Y GEOTECNICAS GENERALES

Plano geológico

Lote Estudiado

Qfe

Flujo de Escombros

Qal 1

Terrazas Bajas

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CAPITULO

5

Amenaza sísmica y movimientos sísmicos para diseño

Neotectónica De acuerdo con los resultados de las Fase I y II de la Microzonificación Sísmica del Área Metropolitana de Bucaramanga, la sismicidad y el marco litoestructural del bloque Andino, en la región nororiental de Colombia, se atribuye a una tectónica compresiva activa a partir del Mioceno Superior, generada por la convergencia Este-Oeste de las placas Litosféricas Suraméricana y de Nazca, además del choque en dirección Noreste-Sureste del bloque Panamá y la influencia de la Placa Caribe. Sismicidad Histórica en la zona de Bucaramanga

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CAPITULO 5 AMENAZA SISMICA Y MOVIMIENTOS SISMICOS PARA DISEÑO

La sismicidad de Bucaramanga es muy frecuente con varios sismos al día, la mayoría de los cuales proviene del nido sísmico de Bucaramanga. En el mapa de sismos del USGS se observa un cluster de sismos profundos (Mas de 150 Km) en la zona de Bucaramanga; estos sismos por su profundidad no representan una amenaza sísmica real sobre la ciudad; se observa además, que en las zonas de los diversos nidos sísmicos en el mundo no ocurren sismos poco profundos de gran magnitud (Zarifi y otros, 2006); o sea que el nido sísmico actúa como un sistema de disipación de los eventos sísmicos superficiales (Zarifi Z., Havskov J., Hanyga A. (2006) An Insight into the Bucaramanga nest. Tectonophysics, 2006. Advances in Geophysics, 2003).

El inventario histórico del Padre Jesús Emilio Ramírez, denominada “Historia de los terremotos en Colombia” compila los principales datos sobre los sismos ocurridos en el país desde los tiempos de la conquista (siglo XVI) hasta el año de 1963. De los 597 sismos que reporta para todo el territorio nacional, 111 aparecen ubicados con epicentro en algún lugar del departamento de Santander. La reedición de la obra del padre Ramírez, donde se publica un nuevo catálogo de sismos hasta 1974, muestra la constante actividad sísmica de la zona del Macizo de Santander, donde además de las localidades anteriores se destacan las de Umpalá, Pamplona y Los Curos, como zonas de alta frecuencia en la ocurrencia de sismos. Inventario de movimientos sísmicos importantes De acuerdo a Ingeominas (2007), a partir de la revisión de documentos, libros, archivos notariales y publicaciones periódicas de fuente nacional principalmente, se encontraron 70 noticias sísmicas, la mayoría correspondientes al siglo XX, entre las cuales también se incluyen los dos grandes terremotos ocurridos en Cúcuta el 18 de mayo de 1875 y el 9 de julio de 1950. De acuerdo a Ingeominas (2007), a pesar de que no es significativo el reporte de daños que se tiene en la ciudad de Bucaramanga, por causa de estos dos sismos (Ramírez, 1975 a; Ramírez, 1953; Ramírez, 1975 b), éstos se incluyen ya que se informa que fueron sentidos y causaron pánico entre la ciudadanía.

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CAPITULO 5 AMENAZA SISMICA Y MOVIMIENTOS SISMICOS PARA DISEÑO

Histograma del número de noticias sísmicas encontradas en cada año para el Area Metropolitana de Bucaramanga, a partir de 1919, año en que se consigue la primera noticia en este siglo hasta 1997 (Ingeominas, 2007). A continuación se presenta información sobre los efectos más relevantes que han dejado algunos sismos en la ciudad de Bucaramanga:
El sismo de Abril 4 de 1952 (No se encontró información técnica)
El sismo de Diciembre 14 de 1952 (No se encontró información técnica)
El sismo de Abril 22 de 1956 (No se encontró información técnica)
El sismo de septiembre 2 de 1964 (sismos de magnitudes 3.7 y 4.8 con epicentro en Cúcuta, Villa Zulia y Lourdes en Norte de Santander)
El sismo de julio 29 de 1967 (sismo de magnitud 6.3, con coordenadas de epicentro 6.8N y 73.0W en el sector de Betulia - Santander). Este es el sismo de mayor magnitud que se haya sentido en Bucaramanga y hubo un total de 20 muertos y 150 heridos, especialmente en el municipio de Betulia. No hay información técnica precisa, debido a que Ingeominas no había instalado todavía la red sísmica nacional.

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Aceleraciones para diseño No existe información técnica local en Bucaramanga para soportar la especificación de una aceleración para diseño; sin embargo, Ingeominas ha propuesto aceleraciones basadas principalmente en el análisis conceptual de la tectónica regional sin soporte instrumental concluyente. La siguiente tabla propuesta por Ingeominas, presenta el valor de aceleración máxima del terreno obtenida para los análisis de amenaza para fuentes individuales, que se encuentren dentro de un radio de 200 kilómetros de la zona de estudio. Se puede observar que la amenaza está controlada por la posible ocurrencia de un sismo a lo largo de las Fallas Bucaramanga-Santa Marta, Suárez, Salinas y la Frontal de los Llanos Orientales; sin embargo, el mencionado estudio sintetizó los escenarios sísmicos en 2 posibles escenarios: Falla Bucaramanga y Frontal de los Llanos Orientales, considerando que los efectos generados por un sismo en las fallas Suárez y Salinas estarían cubiertos por dichos escenarios escogidos. Amenaza sísmica del Área Metropolitana de Bucaramanga considerando fuentes sismogénicas individuales (INGEOMINAS, 2001). Fuente Sísmica Todas las fuentes (200 kilómetros) Frontal de los Llanos Orientales Bucaramanga – Santa Marta Salinas Suárez Benioff Profunda Uribante Caparo Boconó Cimitarra Palestina Puerto Rondón

Am (g) 0.247 0.214 0.166 0.118 0.106 0.078 0.044 0.025 0.024 0.023 0.018

Marco tectónico general Las fallas activas con longitud suficiente para generar sismos importantes en Bucaramanga son las fallas de Bucaramanga, del Suárez, de Servitá, de La Salina y del Piedemonte llanero. Teniendo en cuenta que los vectores de movimiento de los bloques tectónicos (ver plano) son principalmente hacia el oriente y las fallas geológicas son N-S se generan unos esfuerzos de compresión; sin embargo, la magnitud de las deformaciones para el caso de Bucaramanga es muy inferior a la de los casos de Haiti o Chile e incluso del caso de Armenia; igualmente las deformaciones acumuladas son muy pequeñas.

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CAPITULO 5 AMENAZA SISMICA Y MOVIMIENTOS SISMICOS PARA DISEÑO

Mapa Tectónico de Bucaramanga y alrededores (INGEOMINAS, 1997)

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CAPITULO 5 AMENAZA SISMICA Y MOVIMIENTOS SISMICOS PARA DISEÑO

En el siguiente cuadro se muestran las magnitudes, intensidades de los sismos y las superficies de ruptura y desplazamientos que se requieren para que ocurran esos sismos (SIO 2009) Magnitud aproximada

Intensidad Mercalli en el epicentro

Duración del sismo (seg)

4

IV-V

0-2

5

VI-VII

2-5

0.01

1

6

VIII-IX

10-15

0.5-1.5

10

7

X-XI

20-50

2

50-100

8

XII

>50-150

5

200-400

9

>XII

>200

20

1000

Teniendo en cuenta que centímetros en 100 años y (Longitud continua de una corresponde a un sismo de del Suárez.

Mov. de la falla (m)

Longitud de la ruptura (km) 0.1

las deformaciones acumuladas no superan los 100 que la superficie de ruptura no supera los 50 kilómetros traza de falla), en nuestro criterio, el evento de diseño magnitud 5 a 6 originado en las fallas de Bucaramanga o

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CAPITULO 5 AMENAZA SISMICA Y MOVIMIENTOS SISMICOS PARA DISEÑO

El efecto de un sismo de magnitud 7 en el Piedemonte llanero) a más de 100 Kmts de distancia también debe considerarse para el análisis de amenaza sísmica de la zona Metropolitana de Bucaramanga. Requerimientos Amenaza Sísmica NSR-10 Zona de amenaza sísmica De acuerdo al mapa de amenaza sísmica, la ciudad de Bucaramanga se encuentra localizada en una zona de amenaza sísmica alta. Plano de amenaza sísmica

80°0'0"W

79°0'0"W

78°0'0"W

77°0'0"W

76°0'0"W

75°0'0"W

74°0'0"W

73°

0'0"W

72°0'0"W

San Andrés y Providencia

RM TE IN

71°0'0"W

70°0'0"W

69°0'0"W

68°0'0"W

67°0'0

"W

66°0'0"W

"W

66°0'0"W

IA ED

Riohacha

11°0'0"N

BAJA

14°0'0"N

12°0'0"N

82°0'0"W

Santa Marta Barranquilla Valledupar

0"N

Cartagena

10°0'

BAJA

9°0'0"N

Sincelejo

8°0'0"N

Montería

Cúcuta

7°0'0"N

INTERMEDIA Bucaramanga

Arauca

6°0'0"N

Medellín

Puerto Carreño

Quibdó

Tunja

5°0'0"N

Yopal Manizales Pereira Armenia Ibagué

4°0'0"N

Bogotá Villavicencio

ED IA

Puerto Inírida

ALTA

BAJA

Popayán

2°0'0"N

San José del Guaviare

IN

3°0

Neiva

TE R

M

'0"N

Cali

Florencia

Mitú

Mocoa

4°0'0"S

3°0'0"S

2°0'0"S

1°0'0"S

0°0'0"

1°0'0"N

Pasto

80°0'0"W

Leticia

79°0'0"W

78°0'0"W

77°0'0"W

76°0'0"W

75°0'0"W

74°0'0"W

73°

0'0"W

72°0'0"W

71°0'0"W

70°0'0"W

69°0'0"W

68°0'0"W

67°0'0

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Valores de Aa y Av De acuerdo al Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente NSR 10, los movimientos sísmicos de diseño son los siguientes:  Aa (aceleración horizontal pico efectivo en roca): 0.25  Av(velocidad horizontal pico efectivo): 0.25 Plano de Aa MAPA DE VALORES DE Aa (Coeficiente de aceleración pico efectiva en roca) 80°W

79°W

78°W

77°W

76°W

75°W

74°W

73°W

72°W

71°W

70°W

69°W

68°

W

67°W

66°W

67°W

66°W

14°N

3

San Andrés y Providencia

Riohacha

2

Santa Marta 3 Barranquilla

11°N

12°N

82°W

3

10°N

Cartagena

Valledupar

2

9°N

Sincelejo

8°N

Montería

5

6

4

3

Cúcuta

7

Región

Aa

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50

7°N

Bucaramanga

Medellín

6°N 5°N

Arauca

3

2 Puerto Carreño

Quibdó

9

5 4

5

6 7

4

5

Tunja

4

8

Manizales Pereira Bogotá Armenia Ibagué

4°N

7

5

6

Yopal

6 Villavicencio Puerto Inírida

3°N

Cali Neiva

5 10

Popayán

9

6

5

4

San José del Guaviare

2

2°N

3 Florencia

Pasto

1

Mocoa

4°S

3°S

2°S

1°S

0°

1°N

Mitú

80°W

Leticia

79°W

78°W

77°W

76°W

75°W

74°W

73°W

72°W

71°W

70°W

69°W

68°

W

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CAPITULO 5 AMENAZA SISMICA Y MOVIMIENTOS SISMICOS PARA DISEÑO

Plano de Av MAPA DE VALORES DE Av (Coeficiente de velocidad horizontal pico efectiva) 80°W

79°W

78°W

77°W

76°W

75°W

74°W

73°W

72°W

71°W

70°W

69°W

68°

W

67°W

66°W

67°W

66°W

3

14°N

San Andrés y Providencia

Riohacha Santa Marta Barranquilla Valledupar Cartagena

11°N

12°N

82°W

3

10°N

2

9°N

Sincelejo

3

8°N

Montería

Cúcuta

4

Región

Av

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50

7°N

Bucaramanga

5 6°N

Medellín

5°N

8

6

4 Puerto Carreño

5

Tunja

Quibdó

7

Arauca

5 6

Manizales Pereira 4 Armenia Ibagué

Yopal

3

Bogotá

4°N

Villavicencio Puerto Inírida

5

3°N

Cali

2

Neiva Popayán

2°N

8 7

5 Pasto

Florencia

1 Mitú

Mocoa

4°S

3°S

2°S

1°S

0°

1°N

San José del Guaviare

3

80°W

Leticia

79°W

78°W

77°W

76°W

75°W

74°W

73°W

72°W

71°W

70°W

69°W

68°

W

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Efectos locales Clasificación de perfil de suelo De acuerdo al NSR-10 (Tabla A.2.4-1) el tipo y perfil de suelo es: D Perfil de suelo rígido que cumple con la condición50 >ܰഥ> 15 Donde ܰഥ= número medio de golpes del ensayo de penetración estándar realizado de acuerdo a la norma ASTM D1586 haciendo corrección por energía N60. En el capítulo 8 se indican los valores de ܰഥpara cada uno de los sondeos realizados. Coeficiente Fa de períodos cortos del espectro El valor de Fa para períodos cortos del espectro (tabla A.2.4-3) es: 1.3. Coeficiente Fv de períodos intermedios del espectro El valor de Fv para períodos intermedios del espectro (tabla A.2.4-4) es: 1.9 Criterios del espectro de diseño (A.2.6 NSR-10) Para el análisis de la acción sísmica se recomienda utilizar el espectro elástico de diseño de la Norma NSR-10, definido mediante los siguientes parámetros el cual está definido para un coeficiente de amortiguamiento del 5% del crítico. Donde: Sa : Valor del espectro de aceleraciones de diseño para un periodo de vibración dado. Aa: Aceleración horizontal pico efectivo en roca (Figura A.2.3-2). Aa = 0.25 Av: Velocidad horizontal pico efectivo (Figura A.2.3-3). Av = 0.25 Fa: Coeficiente de amplificación Fa de períodos cortos del espectro (Tabla A.2.4-3). Fa = 1.3 Fv: Coeficiente de amplificación Fv de períodos intermedios del espectro (Tabla A.2.44). Fv= 1.9 I: Coeficiente de importancia (Numeral A.2.5 NSR-10) Grupo de uso I: Estructuras de ocupación normal (Tabla A.2.5-1). I = 1.0 To: Periodo de vibración al cual inicia la zona de aceleraciones constantes del espectro de aceleraciones. Tc: Periodo de vibración correspondiente a la transición entre la zona de aceleración constante del espectro de diseño para periodos cortos y la parte descendente del mismo. TL: Periodo de vibración correspondiente al inicio de la zona de desplazamiento aproximadamente constante del espectro de diseño para periodos largos.

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CAPITULO 5 AMENAZA SISMICA Y MOVIMIENTOS SISMICOS PARA DISEÑO

Cálculo de periodos: To = 0.1*0.25*1.9/ (0.25*1.3) = 0.146s Tc = 0.48*0.25*1.9/ (0.25*1.3) = 0.702s TL = 2.4*1.9= 4.56s Sa = 2.5*0.25*1.3*1.0 = 0.8125 para T < TC Sa = 1.2*0.25*1.9*1.0 / T = 0.57/ T para TC < T < TL Sa = 1.2*0.25*1.9*4.56*1.0/T2 = 2.5992/T2paraT>TL Espectro de diseño en función del periodo:

Cálculo del periodo fundamental aproximado (A.4.2.2 NSR-10) Torres de Apartamentos Ta = Cthα (A.4.2-3), donde: Ct: Coeficiente utilizado para calcular el periodo de la estructura, depende del material y el sistema estructural (Tabla A.4.2-1). Ct = 0.047, para pórticos resistentes a momentos de concreto reforzado que resisten la totalidad de las fuerzas sísmicas y que no están limitados o adheridos a componentes más rígidos, estructurales o no estructurales que limiten los desplazamientos horizontales al verse sometidos a las fuerzas sísmicas. PROYECTO GRADERIA Y NUEVA CANCHA SINTETICA SEDE RECREACIONAL COMFENALCO VIA FLORIDABLANCA – PIEDECUESTA – SANTANDER Revisó: Ingeniero Jaime Suárez Díaz

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h: Altura en metros, medida desde la base al piso más alto de la edificación. α: Exponente para calcular el periodo fundamental aproximado (Tabla A.4.2-1). α = 0.75 Ta = Cthα = 0.047(9.00)0.9 = 0.3395s Sa = 1.2*0.25*1.9*1.0 / 0.3395 = 1.678(g) Cálculo del cortante basal de la edificación: Vs (cortante Basal) = Sa (Ta)* w (peso de la estructura) Evaluación geotécnica de efectos sísmicos Incidencias de la litología y tipos de suelo La roca sana propiamente dicha no apareció en los sondeos realizados. Las propiedades y comportamiento dinámico de los suelos, se determinaron por correlación con los ensayos de SPT. Evaluación del potencial de licuación Si un suelo saturado y sin cohesión es sometido a vibraciones sísmicas, el suelo se contrae y desarrolla presiones de poro positivas a menos que ocurra drenaje rápido. Si la presión de poros alcanza niveles tan altos como la presión geostática vertical, la presión efectiva desaparece (presión efectiva = 0). En ese caso el suelo pierde la totalidad de su resistencia, se comporta como un líquido y ocurren deformaciones significativas (Cornforth, 2005). El sistema más utilizado para evaluar la resistencia a la licuación de un suelo no cohesivo, se basa en la experiencia con suelos de composición similar y la relación de la licuación con el ensayo de penetración estándar SPT. Generalmente los suelos con alta susceptibilidad a la licuación poseen un N corregido de 10 o menor y se encuentran saturados, aunque en ocasiones reproduce licuación con valores de N hasta de 15. Los valores de N del ensayo de SPT a nivel de cimentación del proyecto, son en todos los casos superiores a 30 y corresponden a suelos duros de la formación Jordán. Los suelos que presentan valores de N inferiores a 30 se removerán en las actividades de excavación para la construcción de los cimientos.

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CAPITULO 5 AMENAZA SISMICA Y MOVIMIENTOS SISMICOS PARA DISEÑO

En la gráfica anterior, si el punto de la relación entre el esfuerzo cíclico CSR y el N corregido queda hacia la izquierda (sector de elementos oscuros), se concluye que ocurre licuación. Si el punto queda hacia la derecha (sector de elementos claros), se concluye que no ocurre licuación. Para un sismo de alta intensidad esperado para el municipio de Bucaramanga, los esfuerzos generados por el sismo van a producir necesariamente valores de CSR con factores de seguridad cercanos a 1.5 debido a que los suelos a nivel de cimentación tienen una consistencia dura y no saturada, la capacidad de soporte es media, presentan un porcentaje importante de finos (entre el 23.63% y 43.92%) y la relación de esfuerzo cíclico CSR es baja (del orden de 0.1). Para el caso de los suelos del lote estudiado, los puntos se encuentran muy hacia la parte derecha de la gráfica y por lo tanto se concluye que no presentan potencial de licuación. Los valores N son superiores (mayores a 30). Comportamiento esperado de los suelos en el momento de sismos Los suelos encontrados son materiales relativamente duros, los cuales tienen por sus características físicas un comportamiento aceptable en el momento de sismos. No se deben esperar asentamientos ni movimientos del terreno relacionados con sismos. PROYECTO GRADERIA Y NUEVA CANCHA SINTETICA SEDE RECREACIONAL COMFENALCO VIA FLORIDABLANCA – PIEDECUESTA – SANTANDER Revisó: Ingeniero Jaime Suárez Díaz

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CAPITULO

6

Información de estudios anteriores

Información obtenida de estudios anteriores realizados en la zona de alrededor del lote estudiado Detalles obtenidos de los estudios de suelos realizados en los sectores vecinos al lote estudiado.  Sondeos Cancha Sintética Sede Recreacional Comfenalco: Aparece un manto subsuperficial de suelo orgánico hasta una profundidad de 1.5 metros; al profundizar se encuentran suelos aluviales poco competentes hasta una profundidad de 2.5 metros, seguido de suelos aluviales competentes compuesto por arenas limosas de color marrón, gris y amarillo hasta una no profundidad no determinada mayor a 3.0 metros.  Sondeos Kiosko: Aparece un manto subsuperficial de relleno sin compactar hasta una profundidad de 2.0 metros; al profundizar se encuentran suelos aluviales competentes compuestos por arenas gravo limosas hasta una profundidad de 4.0 metros seguido suelos aluviales compuestos por bloques de arenisca hasta una profundidad no determinada mayor a 4.0 metros.  Sondeos Proyecto Vía de Acceso Sede Recreacional Comfenalco: Aparece un manto subsuperficial de suelo orgánico hasta una profundidad de 0.5 metros, seguido por un manto de suelo suelto no competente hasta una profundidad de 3.5 metros; al profundizar se encuentran suelos aluviales competentes compuestos por arenas arcillosas hasta una profundidad no determinada mayor a 5.0 metros.

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Página

37

CAPITULO

7

Investigaciones geotécnicas realizadas

Criterios utilizados Para la planeación de las investigaciones geológicas y geotécnicas se utilizaron los criterios generales de geología y geotecnia, de acuerdo al estado del conocimiento de estas ciencias y a los lineamientos específicos por el Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente NSR-10. Técnicas utilizadas  Se analizó la información de los estudios geológicos y geotécnicos realizados anteriormente en el área, con el objeto de tener una información básica preliminar de las características geológicas y geotécnicas de toda el área en estudio; Esta información con su respectivo control de campo, permitió mapear a detalle los contactos geológicos superficiales.  Se realizaron sondeos utilizando equipos de perforación a rotación y se realizaron ensayos de campo en los sondeos.  Se realizó el monitoreo de los niveles freáticos en los sondeos durante el tiempo de realización del estudio.  Se obtuvieron las propiedades geotécnicas de los suelos mediante ensayos de laboratorio realizados para el presente estudio.  Se realizaron análisis de estabilidad de laderas utilizando software internacional de propiedad de Geotecnología S.A.S.  Se calcularon los parámetros requeridos para el diseño de cimentaciones y excavaciones para el proyecto. Sondeos y ensayos de campo Requerimientos de número y profundidad de sondeos de acuerdo al reglamento NSR10. El número mínimo de sondeos por cada unidad de construcción está definido por la tabla H.3.2-1 del NSR-10. Categoría Baja Profundidad mínima de sondeos: 6 m. Número mínimo de sondeos: 3

Categoría Media Profundidad mínima de sondeos: 15 m. Número mínimo de sondeos: 4

Categoría Alta Profundidad mínima de sondeos: 25 m. Número mínimo de sondeos: 4

Categoría Especial Profundidad mínima de sondeos: 30 m. Número mínimo de sondeos: 5

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38

CAPITULO 7 INVESTIGACIONES GEOTECNICAS REALIZADAS

Teniendo en cuenta que el proyecto es una sola unidad de construcción de categoría baja, se obtienen los siguientes requerimientos: Categoría Baja  Número mínimo de sondeos: 3  Profundidad mínima de sondeos: 6.0 metros (por debajo del nivel de excavación). El artículo H.3.2.5 especifica que al menos el 50% de los 3 sondeos exigidos debe alcanzar la profundidad de 6.0 metros por debajo del nivel de excavación; sin embargo, en el numeral (d) se define que en los casos donde se encuentre aglomerados rocosos o capas de suelos firmes asimilables a rocas, a profundidades inferiores a las establecidas en material firme, el 50% de los sondeos deberán alcanzar a penetrar mínimo 4.0 metros en este material, siempre y cuando se verifique su continuidad de la capa o la consistencia adecuada de los materiales y su consistencia con el marco geológico local. El material encontrado corresponde a suelos aluviales compuestos por arcillas arenosas y arenas. Perforación No. 1 2 3 4 5 6 7 8

Equipo

Localización

Rotación Rotación Percusión continuo Percusión continuo Percusión continuo Percusión continuo Percusión continuo Percusión continuo

Sector sur-oriental del lote Sector nor-oriental del lote Sector sur del lote Sector sur-oriental del lote Sector central del lote Sector sur-occidental del lote Sector norte del lote Sector nor-occidental del lote

Profundidad total (mts) 6.0 6.0 3.5 3.5 5.5 4.5 4.0 5.0

Ensayos de campo: Penetración estándar (SPT) Norma AS TM D 1586, I.N.V.E. 111. Tipo de muestras obtenidas: Muestras de suelo o material meteorizado a rotación.

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39

CAPITULO 7 INVESTIGACIONES GEOTECNICAS REALIZADAS

Plano de localización de los sondeos

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40

CAPITULO 7 INVESTIGACIONES GEOTECNICAS REALIZADAS

Descripción Una vez ejecutados los sondeos se realizó la descripción detallada de las muestras obtenidas de acuerdo a los siguientes criterios:


Litología




Textura




Tamaño de los granos




Minerales presentes




Estructura




Color




Presencia de materiales orgánicos y raíces




Porosidad




Consistencia o resistencia

Software utilizado Para la descripción de los perfiles de los sondeos se utilizó el Software Geotechnical Graphics versión 5.0. Este Software comercial permite presentar en forma gráfica la información de los sondeos incluyendo los resultados de los ensayos de campo y laboratorio, la formación geológica y la localización de los niveles freáticos. A continuación se presentan los perfiles de los sondeos:

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41

SONDEO No. 1 (Página 1 de 1)

,5

SUELO ORGANICO, compuesto por arcillas arenosas, algo duro, algo humedo, poco resistente, color marron oscuro.

8 6 10

20

40

60

80

16

1

1,5

0

1 6

CL

Golpes/6" Gráfica

Formación

DESCRIPCIÓN

Nivel Freático

: A. Esparza : Ing. D. Becerra : J. Ramírez : Ing. J. Suárez

Golpes/6"

Operador Supervisor Digitación Revisó

ORGANICO

0

PERFIL

Prof mts

: Agosto 18/2011 : JOY : Rotación : SPT : Tubo Partido

SUCS

Fecha Equipo Tipo Ensayos Muestreo

SUELO ALUVIAL, compuesto por arenas arcillosas, denso, algo humedo, resistente, color marron, amarillo y rojo.

25 24 23

SC

22 22 18

2

13 SUELO ALUVIAL, compuesto por arenas arcillosas, algo permeables, muy denso, saturado, resistente, color marron y amarillo, con presencia 14 de gravas. 13

09-28-2011

17 20

SC

28

3

21 26 42

3,5

46

SUELO ALUVIAL, compuesto por arenas arcillosas, algo permeables, muy denso, saturado, resistente, color marron, amarillo y gris, con presencia de gravas friables.

4

RT RT RT RT

SC

RT

4,5

RT 7 9

5

5,5

SUELO ALUVIAL, compuesto por arenas arcillosas, algo permeables, denso, saturado, resistente, color marron y amarillo.

9 8 7

SC

11 16 16

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Sondeo realizado en el Sector sur-oriental del lote. No apareció nivel freático.

ALUVIAL

C:\ARCHIVOS DE PROGRAMA\MTECH5-32\SONDEOS\2011\CANCHACOMFENALCO1.BOR

2,5

% Recobro

SONDEO No. 2 (Página 1 de 1)

,5

RELLENO, compuesto por arcillas arenosas, poco permeable, blando, algo humedo, poco resistente, color marron, morado y naranja.

0

20

40

60

80

1 2 6

CL

Golpes/6" Gráfica

Formación

DESCRIPCIÓN

Nivel Freático

: A. Esparza : Ing. D. Becerra : J. Ramírez : Ing. J. Suárez

Golpes/6"

Operador Supervisor Digitación Revisó

6 7

RELLENO

0

PERFIL

Prof mts

: Agosto 18/2011 : JOY : Rotación : SPT : Tubo Partido

SUCS

Fecha Equipo Tipo Ensayos Muestreo

8

1

SUELO ALUVIAL, compuesto por arenas arcillosas, algo permeables, densas, algo humedo, resistente, color marron y amarillo.

8 11 12

1,5

15 18

2

21

SC

14 20 24

09-28-2011

21 23 21

3

3,5

SUELO ALUVIAL, compuesto por bloques de arenisca, muy duro, resistente, color marron y amarillo.

RT RT RT

SS

RT RT RT

4

SUELO ALUVIAL, compuesto por arenas arcillosas, algo permeable, denso, algo humedo, resistente, color marron, amarillo y gris.

10 13 12

4,5

15 16

SC

16

5

8 7 11

5,5 SC

SUELO ALUVIAL, compuesto por arenas arcillosas, algo permeables, muy denso, algo humedo, resistente, color marron, amarillo y naranja.

24 24 25

6 GRADERIA Y NUEVA CANCHA SINTETICA SEDE RECREACIONAL COMFENALCO VIA FLORIDABLANCA - PIEDECUESTA COMFENALCO SANTANDER

Sondeo realizado en el Sector nor-oriental del lote. No apareció nivel freático.

ALUVIAL

C:\ARCHIVOS DE PROGRAMA\MTECH5-32\SONDEOS\2011\CANCHACOMFENALCO2.BOR

2,5

% Recobro

SONDEO No. 3 (Página 1 de 1)

0

DESCRIPCIÓN

SUELO SUELTO, compuesto por arenas aricllosas, algo permeables, suelto, algo humedo, poco resistente, color marron.

Golpes/6" Gráfica 0

20

40

60

80

Formación

: H. Villafañe : Ing. D. Becerra : J. Ramírez : Ing. J. Suárez

Nivel Freático

Operador Supervisor Digitación Revisó

Golpes/6"

PERFIL

Prof mts

: Agosto 19/2011 : Estándar : Percusión : SPT : Tubo Partido

SUCS

Fecha Equipo Tipo Ensayos Muestreo

2 3 6

,5 8 6 7

1 4

5

1,5

SC 15

SUELTO

5

09-28-2011

8

2 5 5 5

2,5 4 6 4

3 SC

SUELO ALUVIAL, compuesto por arenas arcillosas, algo permeables, algo denso, algo humedo, algo resistente, color marron y amarillo, con presencia de gravas

11 15 RT

3,5

4 GRADERIA Y NUEVA CANCHA SINTETICA SEDE RECREACIONAL COMFENALCO VIA FLORIDABLANCA - PIEDECUESTA COMFENALCO SANTANDER

Sondeo realizado en el Sector sur del lote.

ALUVIAL

C:\ARCHIVOS DE PROGRAMA\MTECH5-32\SONDEOS\2011\CANCHACOMFENALCO3.BOR

17

SONDEO No. 4 (Página 1 de 1)

0

DESCRIPCIÓN

Golpes/6" Gráfica 0

20

40

60

80

Formación

: H. Villafañe : Ing. D. Becerra : J. Ramírez : Ing. J. Suárez

Nivel Freático

Operador Supervisor Digitación Revisó

Golpes/6"

PERFIL

Prof mts

: Agosto 19/2011 : Estándar : Percusión : SPT : Tubo Partido

SUCS

Fecha Equipo Tipo Ensayos Muestreo

SUELO ORGANICO, compuesto por arenas arcillosas, algo permeables, 5 algo denso, algo humedo, poco resistente, color marron oscuro.

7

,5

SC 7

ORGANICO

7

10 10

1

SUELO ALUVIAL, compuesto por arcillas arenosas, poco permeables, duro, algo humedo, algo resistente, color marron y amarillo.

10 10 15

1,5 18

09-28-2011

15

2 13

CL

15 12

2,5 13 13 17

3 20 RT RT

3,5

4 GRADERIA Y NUEVA CANCHA SINTETICA SEDE RECREACIONAL COMFENALCO VIA FLORIDABLANCA - PIEDECUESTA COMFENALCO SANTANDER

Sondeo realizado en el Sector sur-oriental del lote. No apareció nivel freático.

ALUVIAL

C:\ARCHIVOS DE PROGRAMA\MTECH5-32\SONDEOS\2011\CANCHACOMFENALCO4.BOR

18

SONDEO No. 5 (Página 1 de 1)

SUELO ORGANICO, compuesto por arcillas arenosas, poco permeable, blando, algo humedo, poco resistente, color marron oscuro.

,5

40

60

80

20

40

60

80

2 10 8 7

1

20

Finos Arena Grava

11 9

CL

0

DISTRIBUCIÓN GRÁFICA DE GRANOS Formación

DESCRIPCIÓN

Golpes/6" Gráfica

Nivel Freático

: H. Villafañe : Ing. D. Becerra : J. Ramírez : Ing. J. Suárez

Golpes/6"

Operador Supervisor Digitación Revisó

ORGANICO

0

PERFIL

Prof mts

: Agosto 18/2011 : Estandar : Percusión : SPT : Tubo Partido

SUCS

Fecha Equipo Tipo Ensayos Muestreo

7 7

SUELO ALUVIAL, compuesto por arenas arcillosas, algo permeables, algo densas, saturado, algo resistente, color marron y gris, con presencia de gravas.

1,5

11 11 10 11

2

5 8 10

09-28-2011

12 11

3

SC

9 6 6 9

3,5

11 11 11

4

10 7 6

4,5

5

SUELO ALUVIAL, compuesto por arena arcillosa, algo permeable, muy denso, saturado, resistente, color marron y amarillo.

11 15 40

SC

80

5,5

6 GRADERIA Y NUEVA CANCHA SINTETICA SEDE RECREACIONAL COMFENALCO VIA FLORIDABLANCA - PIEDECUESTA COMFENALCO SANTANDER

Sondeo realizado en el Sector central del lote.

ALUVIAL

C:\ARCHIVOS DE PROGRAMA\MTECH5-32\SONDEOS\2011\CANCHACOMFENALCO5.BOR

2,5

SONDEO No. 6 (Página 1 de 1)

SUELO ORGANICO, compuesto por arcillas arenosas, poco permeable, blando, algo humedo, poco resistente, color marron oscuro. SC

20

40

60

80

Finos Arena Grava 20

40

60

80

4 18 19

,5

0

DISTRIBUCIÓN GRÁFICA DE GRANOS Formación

DESCRIPCIÓN

Golpes/6" Gráfica

Nivel Freático

: H. Villafañe : Ing. D. Becerra : J. Ramírez : Ing. J. Suárez

Golpes/6"

Operador Supervisor Digitación Revisó

12 11

ORGANICO

0

PERFIL

Prof mts

: Agosto 20/2011 : Estandar : Percusión : SPT : Tubo Partido

SUCS

Fecha Equipo Tipo Ensayos Muestreo

10

1

SUELO ALUVIAL, compuesto por arenas arcillosas, algo permeables, algo densas, saturado, algo resistente, color marron y gris, con presencia de gravas.

6 6 12

1,5

11 11 11

09-28-2011

SC

9 11 12

2,5

17 16 17

3

SUELO ALUVIAL, compuesto por arena arcillosa, algo permeable, muy denso, saturado, resistente, color marron y amarillo.

9 15 22

3,5

17

SC

30 32

4 80

4,5

5 GRADERIA Y NUEVA CANCHA SINTETICA SEDE RECREACIONAL COMFENALCO VIA FLORIDABLANCA - PIEDECUESTA

Sondeo realizado en el Sector sur-occidental del lote. No apareció nivel freático.

ALUVIAL

C:\ARCHIVOS DE PROGRAMA\MTECH5-32\SONDEOS\2011\CANCHACOMFENALCO6.BOR

2

SONDEO No. 7 (Página 1 de 1)

SUELO ORGANICO, compuesto por arena arcillosa, poco permeable, blando, algo humedo, poco resistente, color marron oscuro, con presencia de pequeñas gravas.

20

40

60

80

Finos Arena Grava 20

40

60

80

2 7 9

,5

0

DISTRIBUCIÓN GRÁFICA DE GRANOS Formación

DESCRIPCIÓN

Golpes/6" Gráfica

Nivel Freático

: H. Villafañe : Ing. D. Becerra : J. Ramírez : Ing. J. Suárez

Golpes/6"

Operador Supervisor Digitación Revisó

CL 7

ORGANICO

0

PERFIL

Prof mts

: Agosto 20/2011 : Estandar : Percusión : SPT : Tubo Partido

SUCS

Fecha Equipo Tipo Ensayos Muestreo

6 6

1

SUELO ALUVIAL, compuesto por arenas arcillosas, algo 7 permeables, algo denso, algo humedo, algo resistente, color marron y gris, con presencia de gravas. 10 10

1,5 9

09-28-2011

11

2 13

SC

11 12

2,5 11 8 8

3 7 6 18

3,5 SC

SUELO ALUVIAL, compuesto por arena arcillosa, algo permeable, muy denso, saturado, resistente, color marron y gris, con presencia de gravas.

26 25 32

4 GRADERIA Y NUEVA CANCHA SINTETICA SEDE RECREACIONAL COMFENALCO VIA FLORIDABLANCA - PIEDECUESTA COMFENALCO SANTANDER

Sondeo realizado en el Sector norte del lote.

ALUVIAL

C:\ARCHIVOS DE PROGRAMA\MTECH5-32\SONDEOS\2011\CANCHACOMFENALCO7.BOR

9

SONDEO No. 8 (Página 1 de 1)

,5

RELLENO, compuesto por arenas arcillosas, algo permeables, suelto, algo humedo, poco resistente, color marron, con presencia de gravas. SC

0

20

40

60

80

DISTRIBUCIÓN GRÁFICA DE GRANOS Finos Arena Grava 20

40

60

80

Formación

DESCRIPCIÓN

Golpes/6" Gráfica

Nivel Freático

: H. Villafañe : Ing. D. Becerra : J. Ramírez : Ing. J. Suárez

Golpes/6"

Operador Supervisor Digitación Revisó

2 5 5 4 5

RELLENO

0

PERFIL

Prof mts

: Agosto 20/2011 : Estandar : Percusión : SPT : Tubo Partido

SUCS

Fecha Equipo Tipo Ensayos Muestreo

4

1

SUELO ALUVIAL, compuesto por arcillas arenosas, algo duro, algo 4 humedo, algo resistente, color marron. 11 7

1,5

7 7

2

8

CL

6 6 6

09-28-2011

7 9 10

3

SUELO ALUVIAL, compuesto por arcillas arenosas, poco permeables, algo duro, saturado, algo resistente, color marron y gris,

3,5

5 4 3 7

CL

8 9

4

4 6 11

4,5 CL

50 SUELO ALUVIAL, compuesto por arcillas arenosas, poco permeable, muy duro, saturado, resistente, color gris y marron, con RT presencia de gravas. RT

5

5,5

6 GRADERIA Y NUEVA CANCHA SINTETICA SEDE RECREACIONAL COMFENALCO VIA FLORIDABLANCA - PIEDECUESTA COMFENALCO SANTANDER

Sondeo realizado en el Sector nor-occidental del lote.

ALUVIAL

C:\ARCHIVOS DE PROGRAMA\MTECH5-32\SONDEOS\2011\CANCHACOMFENALCO8.BOR

2,5

CAPITULO 7 INVESTIGACIONES GEOTECNICAS REALIZADAS

FOTO 5

DESCRIPCION: Sitio del sondeo realizado en el sector nororiental del lote.

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Página

42

CAPITULO 7 INVESTIGACIONES GEOTECNICAS REALIZADAS

Ensayos de campo A continuación se presentan los resúmenes de los ensayos de campo realizados: Ensayos de penetración estándar SPT Se realizaron ensayos de penetración estándar utilizando la norma ASTM D 1586, equivalente a la norma I.N.V.E. 111.


Peso del martillo: 140 libras




Altura de caída: 76 centímetros




Penetración: 3 intervalos de 15 centímetros cada uno (6”)




N de diseño: Sumatoria de los golpes de los últimos 30 centímetros (12”)




Diámetro exterior del tubo: 50.8 mm




Diámetro interior del muestreador en la punta: 34.93 mm




Longitud del tubo: 75 centímetros




Sistema de hincado: Malacate y polea




Motor del equipo: B & S 16 HP




Rechazo: Más de 50 golpes para 15 centímetros (6”).

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Estudio Geotécnico No. 4254

Página

43

CAPITULO 7 INVESTIGACIONES GEOTECNICAS REALIZADAS

Resumen de resultados de penetración estándar SPT Profundidad (metros) 0.0 a 0.5 0.5 a 1.0 1.0 a 1.5 1.5 a 2.0 2.0 a 2.5 2.5 a 3.0 3.0 a 3.5 3.5 a 4.0 4.0 a 4.5 4.5 a 5.0 5.0 a 5.5 5.5 a 6.0 6.0 a 6.5

1

2

3

14 26 47 40 27 48 68 RT RT 16 15 32

8 15 23 39 44 44 RT RT 25 32 18 49

9 13 10 25 10 10 R

SONDEO 4 5 N golpes/pie 14 14 20 15 25 21 33 21 27 18 30 23 R 15 22 13 55 R

6

7

8

37 21 18 22 23 33 37 62 R

16 12 20 20 23 16 24 57

10 9 18 15 12 19 7 17 17 R

Correlaciones para interpretación de los ensayos SPT A continuación se presentan unas tablas indicativas que permiten la interpretación general de los resultados de los ensayos realizados: Para suelos granulares (Ref.: Jamiel Kowski y otros, “New correlations of penetration tests for design practice” Penetration testing, 1988 ISOPT-1, Balkema, 1988). Numero de penetración estándar N 0a3 3a8 8 a 25 25 a 42 42 a 58

Densidad relativa % 0 a 15 15 a 35 35 a 65 65 a 85 85 a 100

Estado del suelo Muy suelto Suelto Medio Denso Muy denso

Para suelos arcillosos (Ref.: Braja Das. “Principios de ingeniería de cimentaciones”, Thomson Editores, México, 1999). Numero de penetración estándar N 0a2 2a5 5 a 10 10 a 20 20 a 30 > 30

Consistencia Muy blanda Blanda Medio firme Firme Muy firme Dura

Resistencia a compresión kPa 0 a 25 25 a 50 50 a 100 100 a 200 200 a 400 > 400

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44

CAPITULO 7 INVESTIGACIONES GEOTECNICAS REALIZADAS

Ensayos de laboratorio Las muestras obtenidas fueron transportadas al laboratorio de suelos de Geotecnología S.A.S., en la ciudad de Bucaramanga. Después de descritas las muestras obtenidas en los sondeos se identificaron las muestras típicas y se realizaron los siguientes ensayos de laboratorio: Ensayo Análisis granulométrico por tamizado Determinación en laboratorio del contenido de agua (humedad) en suelo, roca y mezcla de suelo-agregado Determinación del límite líquido, límite plástico e índice de plasticidad de los suelos Clasificación de suelos Resistencia al Corte Directo consolidado drenado Permeabilidad de Campo - Percolación

Norma ASTM D422-63 – AASHTO T88 I.N.V.E. 123 ASTM D 2216 I.N.V.E. 122

No. de ensayos 5

ASTM D 4318 – AASHTO T 8990 I.N.V.E. 126 ASTM D 2487 ASTM D 3080 – AASHTO T 236 I.N.V.E. 154

4

--

2

5

5 1

Resumen de ensayos de laboratorio Sondeo 1 1 1 2 5 6 7

Prof. (m) 1.30 1.30 3.00 2.00 2.00 2.00 3.00

W%

12.97 16.20 9.53 13.66 13.93

% Finos

31.41 43.92 23.63 35.53 33.26

% L.L.

% L.P.

% I. P.

29.49 27.41

19.17 17.75

10.32 9.66

26.31 30.51

19.10 19.67

7.22 10.85

Clasificación S.U.C.S. SC SC SC SC SC SC SC

Tipo de suelo NSR-10 Cohesivo Cohesivo Cohesivo Cohesivo Cohesivo Cohesivo Cohesivo

Resumen del ensayo de Corte Directo Sondeo 1

Profundidad (metros) 2.00

Angulo de fricción (φ) 32.250

2

Cohesión (kg/cm ) 0.234

Convenciones: W = humedad; % Finos = pasantes del tamiz ASTM 200; L.L. = Límite Líquido; L.P. = Límite Plástico I.P. = Índice Plástico; S.U.C.S. = Sistema Unificado de Clasificación de Suelos

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Página

45

CAPITULO

8

Memorias de cálculo de los parámetros para el diseño de cimentaciones y muros

Criterio general De acuerdo a nuestro criterio, el ensayo de penetración estándar es el que permite caracterizar de mejor manera los suelos del abanico aluvial de Bucaramanga. El ensayo de penetración estándar (SPT) es el ensayo más utilizado en el mundo (Zekkos y otros, 2004) para la caracterización geotécnica de perfiles de suelo en el sitio y es el ensayo que más se ha empleado para el diseño de cimentaciones. El ensayo SPT se encuentra estandarizado con la norma ASTM D1586-99. La norma D1586-99 sugiere que en el mismo suelo el valor de N de SPT utilizando el mismo tipo de equipo, puede reproducirse con un coeficiente de variación de aproximadamente el 10%, el cual se considera muy bajo; esto conduce a concluir que si en un suelo como el de Bucaramanga se está utilizando el valor de N como parámetro para el diseño de cimentaciones en forma continua durante muchos años, la obtención de nuevos valores de N permite compararse sin errores importantes con los valores de N históricos de la experiencia obtenida. Lo anterior hace que el ensayo de SPT sea el más confiable para diseñar cimentaciones en el abanico aluvial de Bucaramanga. La totalidad de las cimentaciones diseñadas adecuadamente utilizando el SPT como correlación han tenido un comportamiento satisfactorio. Los únicos casos de discordancia se han presentado para valores de N menores de 10. No existe ningún otro ensayo del que haya suficiente información histórica en el abanico de Bucaramanga para poder correlacionar el comportamiento de las cimentaciones con los valores del ensayo. Del mismo modo, los análisis de asentamientos en los suelos de la meseta de Bucaramanga, se correlacionan muy bien con los obtenidos a partir del ensayo de SPT. En los proyectos donde se han realizado mediciones de asentamientos, estos se aproximan en forma cercana a los calculados utilizando esta metodología. El ensayo de penetración estándar (SPT), genera una información muy valiosa para investigar suelos con un perfil irregular (Spagnoli G., 2006,); esto permite detectar la dureza relativa de los diversos mantos. En el abanico de Bucaramanga se obtienen valores altos de SPT.

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CAPITULO 8 MEMORIAS DE CÁLCULO DE LOS PARAMETROS PARA EL DISEÑO DE CIMENTACIONES Y MUROS

El ensayo SPT correlaciona muy bien tanto para suelos granulares o cohesivos cuando el N es alto; en estos casos se trata de suelos granulares relativamente gruesos o suelos cohesivo-granulares cementados. En el caso de suelos arcillosos blandos, suelos sensitivos o limos saturados con valores de N menores de 5, no es recomendable el utilizar el N del ensayo SPT como sistema de correlación para obtener los parámetros para el diseño de cimentaciones o taludes, pero este no es el caso de Bucaramanga y su área metropolitana. N para diseño Se realizaron ensayos de penetración estándar en la forma como se indicó en el capítulo 6. A continuación se indica el perfil del lote utilizado para el cálculo de los parámetros para el diseño. Profundidad (m) 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0

N Diseño 14 26 47 40 27 48 68 45 45 16 15 32

Descripción Suelos Orgánicos compuestos por arcillas arenosas, poco permeables, algo duras, algo húmedas, poco resistentes, color marrón oscuro.

Suelos aluviales compuestos por arenas arcillosas, algo permeables, muy densas, algo húmedas, resistentes, color marrón y amarrillo.

Suelos aluviales compuestos por arenas arcillosas, algo permeables, densas, algo húmedas, resistentes, color marrón y amarrillo.

Los valores obtenidos en el ensayo de penetración estándar se corrigieron de acuerdo a los siguientes criterios:  Esfuerzo vertical de acuerdo al peso del suelo por encima del ensayo.  Eficiencia del martillo (se utiliza un martillo tipo Donut).  diámetro de la perforación.  Características del muestreador.  Longitud del tubo de perforación.  Presencia del nivel freático. El programa NovoSPT realiza las correcciones respectivas al SPT para calcular los parámetros de diseño.

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CAPITULO 8 MEMORIAS DE CÁLCULO DE LOS PARAMETROS PARA EL DISEÑO DE CIMENTACIONES Y MUROS

Cálculo del módulo de elasticidad de los suelos El cálculo de los módulos de elasticidad y del ángulo de fricción de los suelos se realizó utilizando los resultados de los ensayos de penetración estándar. En el presente estudio se utilizó el software NovoSPT para obtener el valor de los módulos de elasticidad de los diferentes suelos encontrados, utilizando las expresiones de Tan Yean Chin (1991) para suelos areno gravosos, Tan Yean Chin (1991) para suelos areno arcillosos y Bowles (1966) para suelos areno gravoso. A continuación se presentan los resultados del software NovoSPT para los módulos de elasticidad para el perfil de suelo de diseño. Para el cálculo de los módulos de elasticidad se utilizaron los valores propuestos por Tan Yean Chin (1991), puesto que se consideran que son los que mejor se ajustan a los suelos de Bucaramanga, adicionalmente se establecieron rangos para cada uno de los estratos de suelos encontrados en cada uno de los sondeos.

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CAPITULO 8 MEMORIAS DE CÁLCULO DE LOS PARAMETROS PARA EL DISEÑO DE CIMENTACIONES Y MUROS

Angulo de fricción interna Para el análisis de resistencia al cortante y presiones de tierra se obtiene el valor del ángulo de fricción interno, utilizando correlaciones con el ensayo de penetración estándar SPT, con las respectivas correcciones. Debido a las dificultades para medir el ángulo de fricción real del perfil de suelo en un laboratorio, el valor de φ´ se puede estimar del ensayo SPT (Naval Facilities Engineering Command, 1986). Muchos investigadores han presentado correlaciones entre el ángulo de fricción efectiva y el SPT para suelos granulares. En nuestro criterio la mejor correlación es la obtenida por Hatanaka y Uchida (1996), la cual en Bucaramanga se ha encontrado que correlaciona con los ensayos de corte directo en un rango de ± 3º aproximadamente. La mejor forma de la ecuación de Hatanaka y Uchida es:

Donde ε es el error estándar. Angulo de fricción interna para cálculo de presiones de tierra y estabilidad de taludes Se toma un N de SPT de 14 golpes/pie, el cual en nuestro criterio es el que mejor representa el valor del ángulo de fricción en los taludes de la excavación. De acuerdo al software NovoSPT se obtienen los siguientes resultados del ángulo de fricción para el perfil suelo de diseño:

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CAPITULO 8 MEMORIAS DE CÁLCULO DE LOS PARAMETROS PARA EL DISEÑO DE CIMENTACIONES Y MUROS

En nuestro criterio el resultado obtenido por el método de Hatanaka y Uchida es el más confiable. Comentario: Se recomienda utilizar los siguientes parámetros para el cálculo de estructuras de contención: Suelo

Abanico de Bucaramanga aluvial (Qmb)

de origen

o

Peso unitario 3 KN/m

Fricción ( )

Ka

Kp

18.0

32

0.307

3.255

Coeficientes de presión de tierra Ka y Kp Para el cálculo de presiones de tierra se recomienda utilizar la teoría de Coulomb. C C B

β

β

B

W

W −δ

H

+δ

Pa R

Pa +δ

α

Pp

R

φ

φ

ρa = ρ

ρp = ρ

α

−δ

A

A a) Condiciones de falla: presión activa

b) Condiciones de falla: presión pasiva

Para α = 90º y β = 0º, se obtienen los siguientes valores para Ka: Kaα = 90º y β = 0º δ 0 16 17 20 22

φ = 26 0.390 0.349 0.348 0.345 0.343

28 0.361 0.324 0.323 0.320 0.319

30 0.333 0.300 0.299 0.297 0.296

32 0.307 0.278 0.277 0.276 0.275

34 0.283 0.257 0.256 0.255 0.254

36 0.260 0.237 0.237 0.235 0.235

38 0.238 0.218 0.218 0.217 0.217

40 0.217 0.201 0.200 0.199 0.199

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42 0.198 0.184 0.183 0.183 0.183

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Para α = 90º y β = 0º, se obtienen los siguientes valores para Kp: Kpα = 90º y β = 0º δ 0 16 17 20 22

φ = 26 2.561 4.195 4.346 4.857 5.253

28 2.770 4.652 4.830 5.436 5.910

30 3.000 5.174 5.385 6.105 6.675

32 3.255 5.775 6.025 6.886 7.574

34 3.537 6.469 6.767 7.804 8.641

36 3.852 7.279 7.636 8.892 9.919

38 4.204 8.229 8.661 10.194 11.466

40 4.599 9.356 9.882 11.771 13.364

42 5.045 10.704 11.351 13.705 15.726

Módulo de reacción o coeficiente de Balastro (Ks) Para calcular el coeficiente o módulo de reacción Ks, se emplea una correlación empírica que relaciona los valores de N en golpes/pie del ensayo de penetración estándar, de acuerdo a Zhang y Wang. De acuerdo a los resultados del software NovoSPT, los valores del módulo de reacción o coeficiente de Balastro (en kN/m3) a diferentes profundidades para cada uno de los sondeos se indican en las siguientes graficas: Módulo de reacción o coeficiente de Balastro Ks (kN/m3)

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Referencias Behpoor L., Ghahramani,.“Correlation of SPT to strength and modulus of elasticity of cohesive soils”. Burland, J.B., Burbidge, M.C. (1984). “Settlement of foundations on sand and gravel”. Proceedings of the Institution of Civil Engineers, Part 1, 1985, 78 Dec, 1325-1381. Hatanaka, M., Uchida, A., (1996).“Empirical correlation between penetration resistance and effective friction of sandy soil”. Soils and Foundations, vol 36 (4), 1-9, Japanese Geotechnical Society. Naval Facilities Engineering Command (1986). “Design Manual 7.02”.Foundations and earth structures. Sew G.S. y Chin T.Y. (2000). “Subsurface investigation and interpretation of test results for foundation design in soft clay”. SOGISC-Seminar on Ground Improvement-Soft Clay. Spagnoli Giovanni (2006). “An Empirical Correlation Between Different Dynamic Penetrometers”. Marine Geotechnics, Bremen, Alemania. EJEE vol 13, pp12 Stroud, M.A. y Butler, F.G. (1975).“The standard penetration test and the Engineering Properties of Glacial Materials”. Proc. Symp on Engineering Properties of Glacial Materials, Midlands Geotechnical Society, Birmingham, pp 117-128. Zekkos D.P., Bray J.D., & Kiureghian A.D., (2004). “Reliability of shallow foundation design using the standard penetration test”. Proceedings ISC=2 on Geotechnical and Geophysical Site Characterization, Viana da Fonseca y Mayne (eds).

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CAPITULO

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Capacidad de soporte

Cimientos analizados Teniendo en cuenta las características del sistema estructural, la magnitud de las cargas y las características geotécnicas del terreno, se recomendó un sistema de cimientos individuales o combinados unidos por vigas de amarre rígidas o cimientos corridos en las dos direcciones. Cálculo de capacidad de soporte El análisis de capacidad de soporte se realizó utilizando los resultados de los ensayos de penetración estándar. Este análisis se efectuó de dos formas diferentes: 1. Criterio de falla al cortante La ecuación de Terzaghi se le utiliza para determinar la capacidad de soporte última tanto de suelos cohesivos como de suelos granulares:

Los coeficientes Nc, Nγ y Nq, son coeficientes que dependen del ángulo de fricción del suelo φ´. Debido a las dificultades para medir el ángulo de fricción real del perfil de suelo en un laboratorio, el valor de φ´ se puede estimar del ensayo SPT (Naval Facilities Engineering Command, 1986). Muchos investigadores han presentado correlaciones entre el ángulo de fricción efectiva y el SPT para suelos granulares. En nuestro criterio la mejor correlación es la obtenida por Hatanaka y Uchida (1996), la cual en Bucaramanga se ha encontrado que correlaciona con los ensayos de corte directo en un rango de ± 3º aproximadamente. La mejor forma de la ecuación de Hatanaka y Uchida es:

Donde ε es el error estándar.

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CAPITULO 9 CAPACIDAD DE SOPORTE

Para el cálculo de la presión admisible del terreno, se utiliza la ecuación:

El factor de seguridad es una función de la importancia de la estructura y de las incertidumbres en la investigación. Para el caso de Bucaramanga y su área metropolitana se utiliza un factor de seguridad de 3.0. Igualmente no se utilizan valores de N superiores a 60, debido a que estos valores van a estar necesariamente relacionados con bloques de roca. En el presente estudio se utilizó el software NovoSPT para obtener el valor de la capacidad de soporte en kPa, utilizando la ecuación de Terzaghi a partir del valor de φ´obtenido por la correlación de Hatanaka y Uchida (1996). Las fórmulas más tradicionales como las de Peck y otros (1974) y Meyerhof (1976), no se recomiendan debido a que los resultados no son confiables. Se utilizó el criterio original de Terzaghi, tomando Nγ de Brinch y Hansen (1977), Nq de Bowles (1996) y φ de Hatanaka y Uchida (1996). Para cimientos a 6.0 metros de profundidad bajo el nivel actual del terreno, se obtiene el siguiente resultado de capacidad de soporte utilizando el criterio de falla al cortante y el software NovoSPT. q admisible = 1146.22 kPa (114.622 Ton/m2) (Criterio de falla al cortante) 2. Criterio de asentamiento Para la correlación de la presión admisible del terreno con el N de penetración estandar (SPT), se utiliza la ecuación de Burland y Burbidge (1985), el cual se considera muy confiable para los suelos del abanico aluvial de Bucaramanga. Para un asentamiento de 2.5 centímetros, la presión admisible en kPa está dada por la siguiente ecuación:

Donde: B = ancho de la cimentación en metros ഥ es el promedio de N del ensayo SPT en la zona de profundidad de influencia del ܰ cimiento, el cual se considera de aproximadamente 1.5 veces el ancho del cimiento.

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CAPITULO 9 CAPACIDAD DE SOPORTE

Τ es un valor evaluado estadísticamente que tiene una distribución normal de 2.23 y una desviación estándar de 0.25. Los valores de incertidumbre en el SPT son tenidos en cuenta en la variable T (Zekkos y otros, 2004). Para cimientos a 6.0 metros de profundidad bajo el nivel actual del terreno, se obtienen los siguientes resultados de capacidad de soporte, utilizando el criterio de asentamientos máximos de 2.5 centímetros. q admisible = 336.02 kPa (33.602 Ton/m2) centímetros)

(Criterio de asentamiento de 2.5

A continuación se presentan los resultados del software NovoSPT para capacidad de soporte

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CAPITULO

10

Cálculo de asentamientos

En este capítulo se presentan los cálculos de asentamientos para las zapatas de cimentación propuestas; estos asentamientos corresponden al análisis de capacidades admisibles (estado límite de servicio). La mayoría de los suelos corresponden a materiales arcillo arenosos, los cuales tienen principalmente un comportamiento elásto-plastico. Los asentamientos elásticos se estiman utilizando la teoría de la elasticidad. Para obtener los parámetros a utilizar en el modelo se utilizan los valores de módulo de elasticidad E obtenidos de las expresiones de Tan Yean Chin (1991). Para el análisis del modelo de asentamientos se utilizó el software para computador PLAXIS 3D FOUNDATION desarrollado por la Universidad de Delft en Holanda, que emplea el método de los Elementos Finitos para calcular los esfuerzos y deformaciones de los suelos que soportan carga producto del peso de las estructuras. En los suelos del sitio no se presentan asentamientos por consolidación. Asentamientos máximos permisibles Cumpliendo con los requerimientos del NSR-10, para diseño se estableció un asentamiento máximo de 2.5 centímetros para carga de trabajo de las zapatas. Modelo general Para el análisis se utilizó el modelo de Mohr-Coulomb con plasticidad perfecta. La plasticidad está asociada con la no recuperación de las deformaciones. Los parámetros básicos del modelo de Mohr-Coulomb son los siguientes: E = módulo de Young (kN/m2) ν = relación de Poisson φ = ángulo de fricción c = cohesión Los valores de ángulo de fricción y cohesión utilizados para la modelación en PLAXIS 3D FOUNDATION, fueron obtenidos a partir de un análisis entre los ensayos de laboratorio de Corte Directo, correlaciones con el programa NovoSPT y los valores obtenidos de acuerdo a la experiencia de los suelos de Bucaramanga. Elementos finitos y malla El mallado es una función automática del software. Se ha seleccionado la mayor densidad posible de elementos dentro del modelo, haciendo refinamiento automático en los contornos de las estructuras planteadas e interfaces de estratos de suelo.

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CAPITULO 10CÁLCULO DE ASENTAMIENTOS

Modelo de Elementos Finitos El análisis por medio de los elementos finitos permite determinar, de acuerdo a las cargas de los equipos en operación y a la carga de la estructura de soporte de cada equipo las condiciones de esfuerzo y asentamientos para los diferentes tipos de cimentación. Presiones de poro Para modelar las presiones de poro se supuso la línea de nivel freático dependiendo de la información obtenida en los sondeos. Cargas externas aplicadas Para la modelación de una zapata tipo se utilizó la carga mayor suministrada por el ingeniero calculista de las estructuras, la cual corresponde a 800 KN (80 Ton). Perfil geotécnico El modelo geotécnico se trabajó con los tipos de material de suelo identificados en campo. Las propiedades de resistencia de los suelos fueron obtenidas en el laboratorio de Geotecnología S.A.S., en Bucaramanga. Propiedades de suelo Las propiedades de los suelos usadas en un análisis esfuerzo-deformación son las siguientes:
Peso unitario
Ángulo de fricción
N corregido (para obtener el módulo de Young)
Cohesión
Coeficiente de Poisson
Módulo de Cortante Resultados En la siguiente tabla se indican los asentamientos de las diferentes zapatas con sus respectivas cargas de diseño, calculado mediante las modelaciones con elementos finitos (se anexan las gráficas de carga Vs asentamiento). Sección (m) 2.5 x 2.5

Carga de diseño (Ton) 80

Asentamiento Total (cm) 2.046

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CAPITULO 10 CÁLCULO DE ASENTAMIENTOS

Modelo tridimensional de elementos finitos, zapata de 3.0x 3.0 metros.

Diagrama de deformaciones

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CAPITULO 10 CÁLCULO DE ASENTAMIENTOS

Grafica Asentamiento vs. % Carga

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CAPITULO

11

Análisis de estabilidad de excavaciones y taludes

Modelo y Software Utilizado: Para el análisis del modelo geotécnico se utilizó el software para computador SLOPE/W, Versión 5 de GEO-SLOPE International Ltd, Calgary Alberta, Canadá. SLOPE/W es un producto de Software que utiliza la teoría de equilibrio límite para obtener los factores de seguridad al deslizamiento de los taludes. Este programa es una solución gráfica de 32 bits, la cual opera dentro de la interface gráfica de Microsoft Windows. Métodos de análisis Aunque el programa permite trabajar con doce diferentes métodos de análisis, para objeto del presente estudio se trabajó conjuntamente con los siguientes cuatro métodos: 1. Método ordinario o de Fellenius 2. Método Bishop simplificado 3. Método de Janbú simplificado 4. Método de Spencer Los resultados de los factores de seguridad se presentan para cada uno de los métodos indicados. Geometría y estratigrafía El modelo geotécnico se trabajó con los tipos de material de suelo identificados en los sondeos realizados. Las propiedades de los suelos fueron obtenidas en el laboratorio de Geotecnología S.A.S., en Bucaramanga. De igual manera, los espesores de los estratos fueron determinados a partir de los sondeos geotécnicos realizados. Superficies de falla Se utilizaron círculos de falla utilizando un sistema de centros de giro y líneas de tangencia, en total se analizaron 1.331 círculos posibles de falla para cada método. Aceleración sísmica seudoestática para diseño De acuerdo al artículo H.5.2.5 y la tabla H.5.2-1, el valor mínimo para análisis seudoestático de taludes es KST/amax = 0.8. amax = 0.25 x 0.8 = 0.2g El reglamento NSR 10 permite utilizar para construcción el 50% de los parámetros sísmicos seudoestáticos de diseño.

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CAPITULO 11 ANALISIS DE ESTABILIDAD DE EXCAVACIONES Y TALUDES

Para las obras de estabilización del lote estudiado se utilizó un coeficiente seudoestático de 0.15g. Presiones de poro Para modelar las presiones de poro se supuso la línea de nivel freático dependiendo de la información obtenida en los sondeos. Propiedades del suelo Se utilizó el sistema de parámetros totales de resistencia, de acuerdo al sistema de Mohr-Coulomb obtenidos de la correlación de ensayos de Corte Directo Drenado, NovoSPT y estudios aledaños. Suelo

Peso unitario 3 KN/m 16.5 18.0

Suelo Suelto Abanico de Bucaramanga de origen aluvial (Qmb)

Fricción o ()

Cohesión 2 KN/m

22 32

10 23

Factores de seguridad mínimos Los factores de seguridad mínimos directos determinados por el NSR-10 son los siguientes: Condición

Taludes – Condición estática y agua subterránea normal Taludes – Condición seudo-estática y agua subterránea normal y coeficiente sísmico de diseño

FSBM Diseño 1.50 1.05

FSBM Construcción 1.25 1.00

Resumen de los factores de seguridad obtenidos Análisis

Talud Vertical excavación camerinos. Análisis estático sin obras. Talud Vertical excavación camerinos. Análisis dinámico sin obras. Con aceleración 0.15g.

F.S. Janbú

F.S. Bishop

F.S. F.S. Fellenius Spencer

1.654

1.627

1.642

1.653

1.313

1.372

1.382

1.272

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ANALISIS DE ESTABILIDAD DE EXCAVACIONES PROYECTO CANCHA SINTETICA 2 SEDE RECREACIONAL COMFENALCO - FLORIDABLANCA PERFIL GEOTECNICO

1.635 FACTORES DE SEGURIDAD ANALISIS ESTATICO CORTE VERTICAL

9 8

Suelos Sueltos

Altura (m)

7

Método de Janbu: Método de Bishop: Método de Fellenius: Método de Spencer:

6 5

3.0 m

4 3

1.654 1.627 1.642 1.635

Suelo Residual

2 1 0 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Distancia (m)

11

12

13

14

15

16

PERFIL GEOTECNICO EXCAVACIÓN CAMERINOS ANALISIS ESTATICO CORTE VERTICAL SEPTIEMBRE DE 2011

ANALISIS DE ESTABILIDAD DE EXCAVACIONES PROYECTO CANCHA SINTETICA 2 SEDE RECREACIONAL COMFENALCO - FLORIDABLANCA PERFIL GEOTECNICO

1.272

FACTORES DE SEGURIDAD ANALISIS DINAMICO CORTE VERTICAL Carga Sismica de 0.15g

9 8

Suelos Sueltos

Altura (m)

7

Método de Janbu: Método de Bishop: Método de Fellenius: Método de Spencer:

6 5

1.313 1.372 1.382 1.272

3.0 m

4 3

Suelo Residual

2 1 0 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Distancia (m)

11

12

13

14

15

16

PERFIL GEOTECNICO EXCAVACIÓN CAMERINOS ANALISIS DINAMICO CORTE VERTICAL SEPTIEMBRE DE 2011

CAPITULO

12

Recomendaciones para la cimentación de la cancha sintética

Estabilidad general del sitio El análisis de las características geológicas y geotécnicas del sitio permitió determinar que no existen limitaciones o amenazas geotécnicas importantes que afecten la estabilidad de la cancha propuesta. Debe tenerse en cuenta que aparecen mantos superficiales de suelos sueltos de espesor aproximado de 0.50 a 1.50 metros, los cuales podrán generar algunos movimientos diferenciales no importantes. El nivel de agua se encuentra poco profundo y se pueden presentar humedades y deformaciones por la concentración de humedad. Recomendaciones para el manejo de aguas subterráneas 1. Excavar hasta el nivel de fondo del colchón de subdrenaje (mínimo 20 centímetros). 2. Recompactar el suelo a este nivel utilizando un rodillo vibratorio pesado. Si durante la compactación se produce acolchonamiento, se requiere remplazar el suelo utilizando material granular. Los volúmenes de material de remplazo pueden variar de acuerdo a la aparición de fallos. Una vez compactada la subrasante, se puede proceder a realizar la excavación de los sub-drenes perimetrales y transversales. 3. Se recomienda que la subrasante maneje una pendiente que facilite el flujo de agua hacia los sub-drenes y no se empoce agua. 4. Construir un sistema de sub-drenes o filtros de 0.8 metros de profundidad alrededor del perímetro de la cancha (80 centímetros por debajo del nivel compactado en el momento de realizar la excavación), con un material que cumpla condiciones de filtro (sin finos, y cantos entre ¾” y 2”). (norma INV E-673). Para la construcción del sub-dren se recomienda utilizar geotextil no tejido (PAVCO NT 2000 o similar) y manguera de filtro de 6.0” de diámetro (PAVCO); Los subdrenes perimetrales están conectados mediante cajas de inspección de 0.80 m x 0.80 m. 5. Construir un sistema de filtros transversales de sección rectangular de 40 centímetros de profundidad (adicionales a los 20 centímetros de remplazo), con un material granular limpio (sin finos, y cantos entre ¾” y 2”), separados cada 5.0 metros, utilizando manguera de filtro de 4” de diámetro (PAVCO). 6. Colocar geotextil no tejido (PAVCO NT 2000 o similar), por debajo de la totalidad del material de remplazo, incluyendo el área sobre los sub-drenes perimetrales. PROYECTO GRADERIA Y NUEVA CANCHA SINTETICA SEDE RECREACIONAL COMFENALCO VIA FLORIDABLANCA – PIEDECUESTA – SANTANDER Revisó: Ingeniero Jaime Suárez Díaz

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CAPITULO 12 RECOMENDACIÓN PARA LA CIMENTACION DE LA CANCHA SINTETICA

7. Colocar una capa de material granular limpio (arena gruesa de río) de 20 centímetros de espesor (INV E-673). 8. En la interface entre el material granular y el césped sintético, se recomienda utilizar una Geomalla Fortgrid BX-65 Lafayette o similar, para aumentar la capacidad de infiltración del agua de escorrentía; sin embargo, el uso de esta Geomalla debe llevar el visto bueno de los proveedores de la grama sintética; Eventualmente podría eliminarse esta Geomalla si así lo recomiendan los proveedores de la grama. Recomendaciones generales
Aplicar matamaleza previamente a la colocación del geotextil y el material granular. La colocación debe ser inmediatamente antes de la colocación del geotextil.
Se debe garantizar la colocación de material granular (arena gruesa de rio) de mínimo 20 centímetros de espesor en toda el área de la cancha.
En los sitios donde se presenten fallos, se recomienda colocar el material granular pasando el rodillo sin vibrar, con el propósito de evitar el aumento de tamaño de los fallos.
Los traslapos del geotextil debe ser de mínimo 30 centímetros y sin coser para evitar el daño del geosintético.
Construir un sistema de canales interceptores para aguas de escorrentía en todo el perímetro de la cancha.
En nuestro criterio es importante que el diseño definitivo se adapte a los requerimientos de los proveedores de la grama sintética, para garantizar un comportamiento adecuado del producto. Procedimiento constructivo de las obras de sub-drenaje 1. Retiro de capa vegetal (excavación manual) y material existente (20 centímetros). 2. Recompactar el suelo por debajo de la capa a remplazar utilizando un rodillo vibratorio pesado. Se deben remplazar los volúmenes que se acolchonen. 3. Excavación de sub-drenes perimetrales y transversales y cajas de inspección. 4. Colocación de geotextil no tejido para construcción de sub-drenes. 5. Colocación de manguera para sub-drenes. 6. Construcción de cajas de inspección. 7. Colocación de material granular limpio (sin finos, y cantos entre ¾” y 2”) de los subdrenes. 8. Colocación de geotextil no tejido sobre toda el área de remplazo. 9. Colocación y compactación de material de remplazo (arena gruesa de rio) de 20 centímetros de espesor. 10. Colocación de geomalla entre el material de reemplazo y el césped sintético. 11. Colocación de la gramilla sintética.

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CAPITULO 12 RECOMENDACIÓN PARA LA CIMENTACION DE LA CANCHA SINTETICA

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CAPITULO

13

Recomendaciones para el diseño del proyecto

Estabilidad general del lote estudiado El análisis de las características geológicas y geotécnicas del lote permitió determinar que no existen limitaciones para las excavaciones de los cimientos teniendo en cuenta que el proyecto no contempla sótanos, adicionalmente presenta suelos areno arcillosos algo duros. La capacidad de soporte de trabajo es mediana (33 Ton/m2) para una profundidad de suelo competente. Se debe esperar la presencia de niveles freáticos poco profundos en temporadas de lluvias. Se recomienda colocar debajo de la placa de entrepiso un manto de triturado limpio de mínimo 15 centímetros de espesor, con el fin de evitar humedades a futuro. Se requiere diseñar y construir un sistema de subdrenes en el fondo del sótano para camerinos para controlar las corrientes de agua subterránea que pueden aparecer. Se recomienda un filtro o subdren de mínimo 50 centímetros de profundidad por debajo del nivel de los sótanos en el perímetro de la excavación. Adicionalmente se requiere un filtro o subdren detrás de los muros del sótano. Todo este sistema debe estar interconectado a una caja de inspección y una entrega. Los resultados de la estabilidad de excavaciones muestran que el talud es relativamente estable a la profundidad prevista y no se requieren obras de contención durante la excavación; sin embargo, se requiere un muro de contención para la obra definitiva. Cualquier modificación del nivel de profundidad del proyecto se deberá consultar con el Ingeniero Geotecnista. Nota importante Aunque el talud de la excavación es estable en términos generales, se debe tener cuidado de que no permanezca expuesto durante mucho tiempo. Se recomienda construir la estructura de contención inmediatamente después de la excavación. Tipo de cimentación Se recomienda analizar las alternativas de cimientos corridos en las dos direcciones o unidos por vigas de amarre rígidas, o placa de cimentación, teniendo en cuenta la presión admisible de trabajo de 33 Ton/m2.

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CAPITULO 13 RECOMENDACIONES PARA EL DISEÑO DEL PROYECTO

En todos los casos la cimentación debe ser totalmente rígida para minimizar la ocurrencia de asentamientos diferenciales. Por debajo de la cimentación, se puede requerir la recuperación del suelo utilizando concreto ciclópeo hasta el nivel de suelo competente. Capacidad de soporte La capacidad admisible de trabajo a nivel de suelo competente es de 3.3 Kg/cm2 (33 Ton/m2). Profundidades a las cuales aparece suelo competente para cimentación Sondeo 1 2 3 4 5 6 7 8

Profundidades a las cuales aparece suelo competente (metros) 1.5 2.0 3.5 2.0 5.0 3.0 4.0 5.0

Asentamientos calculados Los asentamientos calculados se muestran en las gráficas que se incluyen. Los asentamientos teóricos son inferiores a 2.5 centímetros para las presiones de trabajo recomendadas. Perfil de suelo para diseño sismo-resistente De acuerdo al NSR-10 (Tabla A.2.4-1) el tipo y perfil de suelo es: D Recomendaciones generales Los muros de contención deben contener subdrenes en el pié de la parte posterior. Se recomienda colocar un material granular debajo de la placa de entrepiso para minimizar los efectos de las humedades.

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Recomendaciones geotécnicas para la construcción del proyecto

Procedimiento de excavación: Se recomienda utilizar el siguiente procedimiento de excavación para la construcción de los cimientos del proyecto: 1. Colocar una capa de material granular para permitir el trabajo limpio. 2. Realizar las excavaciones para cada uno de los cimientos. 3. Manejar un sistema de entibado a medida que se realiza la excavación. 4. Construir pilas o recuperación en concreto ciclópeo en los sitios en los cuales las zapatas no bajan al suelo competente. 5. Armar las parrillas de hierros en zapatas y vigas de amarre. 6. Fundir el concreto de los cimientos. 7. Construir los subdrenes de zanja, etc.; de acuerdo a los diseños del sistema de subdrenaje. 8. Iniciar la construcción de los muros y columnas. Tiempo máximo de exposición El Reglamento NSR-10 exige indicar en el estudio geotécnico el tiempo máximo de exposición del suelo en los cimientos. Se recomienda que la exposición del suelo no sea superior a 12 horas; por esta razón se recomienda el colocar un solado o concreto pobre en toda el área perimetral del cimiento inmediatamente se realicen las excavaciones. Para este proceso se recomienda colocar una malla de gallinero que evite el agrietamiento excesivo de esta protección. Disposición de sobrantes La norma NSR-10 exige que en el estudio geotécnico se indique la forma y sitio de disposición de sobrantes. Se recomienda los sobrantes de las excavaciones transportarlos y depositarlos en un botadero que tenga la respectiva licencia ambiental para su funcionamiento.

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Recomendaciones geotécnicas para la

protección de edificaciones y predios vecinos

Actas de vecindad Es importante que se realicen con detalle las actas de vecindad con las construcciones y zonas cercanas al proyecto. Igualmente se debe realizar un importante registro fotográfico detallado de las condiciones en las que se encuentra actualmente las construcciones y zonas sociales de la sede recreacional. Obras de contención para la cimentación Se recomienda que para la cimentación se use un sistema de entibado para las excavaciones de los cimientos.

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Anexo 1. Resultados del software NovoSPT

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SPT Correlation Program - NovoSPT 1.7.0.33089 Novo Tech Software Ltd. www.NovotechSoftware.com Developed by : Alireza Afkhami-Aghda This copy of program is licensed to : JAIME SUAREZ DIAZ

all calculations are done for SPT blow count N60=32 at depth 6 m; Corrected SPT N1(60)~31 after Liao and Whitman 1986 Table i : Input data and assumptions. Input Parameter Footing B (m) Footing L (m) Footing Df (m) Footing P (kPa) Safety factor FS Apply ground water correction Ground water level (m) Pile length (m) Pile diameter (m)

Table ii : Soil layers from existing ground. Value 2.5 2.5 0.9 100 3 No 5 0.4

Table iii : In-situ SPT test results. Depth (m) 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6

SPT Blow Counts (N) 14 26 47 40 27 48 68 45 45 16 15 32

N60 14 26 47 40 27 48 68 45 45 16 15 32

Thickness (m) 1.5 4.5

Unit Weight (kN/m3) 16.5 18

Table 16 : Young's Modulus (Es). Reference

Young's Modulus Es (kPa)

Comments

Tan et al., 1991

23500

Sand (normally consolidated)

Bowles, 1996

39598

Sand (normally consolidated)

Bowles, 1996

192000

Sand (normally consolidated)

Bowles, 1996

64116

Sand (normally consolidated)

Bowles, 1996

11750

Sand (saturated)

Bowles, 1996

88000

Bowles, 1996

73600

Sands (all normally consolidated): average value Sand (over consolidated) OCR=1

Bowles, 1996

45600

Gravelly sand

Tan et al., 1991

24800

Gravelly sand

Tan et al., 1991

15040

Clayey sand

Tan et al., 1991

11400

Silts, sandy silt, or clayey silt

Ghahramani and Behpoor, 1989

4250

Saturated clays

Skempton, 1986

44800

Papadopoulos, 1992

33100

Mezenbach, 1961

15760

Fine sand (above water level)

Mezenbach, 1961

22780

Fine sand (below water level)

Mezenbach, 1961

18300

Sand (medium)

Mezenbach, 1961

37400

Coarse sand

Mezenbach, 1961

42060

Sand and gravel

Mezenbach, 1961

19360

Silty sand

Mezenbach, 1961

19760

Silt

Table 17 : Shear Strength (Su) of Clays. Reference

Undrained shear strength Su (kPa)

Comments

Terzaghi and Peck, 1967

416

Meyerhof, 1956

640

Peck et al., 1974

369.79

Ghahramani and Behpoor, 1989

375

based on over 100 data in Iran

Stroud, 1989

288

PI=15%

Stroud, 1989

352

PI=50%

Stroud, 1989

320

Insensitive weak rock with N605

Japanese Road Association

-

valid for N60