ESTUDIOS PARA EL PREDISEÑO DE LA ESTABILIZACION DE LA LADERA EN LA VIA QUE COMUNICA LOS MUNICIPIOS DE CHARALA Y COROMORO, UBICADO SOBRE LA ABSCISA K4+700
Edinsson Antonio Diaz
Vanessa Mejia Villarreal
UNIVERSIDAD DE SANTANDER UDES FACULTAD DE POSTGRADOS ESPECIALIZACION EN GEOTECNIA AMBIENTAL BUCARMANGA 2014
ESTUDIOS PARA EL PREDISEÑO DELA ESTABILIZACION DE LA LADERA EN LA VIA QUE COMUNICA LOS MUNICIPIOS DE CHARALA Y COROMORO, UBICADO SOBRE LA ABSCISA K4+700
Edinsson Antonio Diaz
Vanessa Mejia Villarreal
Trabajo de grado presentado como requisito para optar el título de especialista en geotecnia ambiental
Directora
María Lucia Sierra Sierra
Esp. En métodos y técnicas de investigación social
UNIVERSIDAD DE SANTANDER UDES FACULTAD DE POSTGRADOS ESPECIALIZACION EN GEOTECNIA AMBIENTAL BUCARMANGA 2014
AGRADECIMIENTOS
A Dios por poner en frente el camino lleno de esperanza y bondades para alcanzar las metas deseadas, logrando dar un paso más en mi vida ingenieril con mejores valores.
A mi esposa que con su apoyo, carisma y cariño, me dio las fuerzas y el ánimo de seguir adelante en mi vida profesional.
A mi familia quien ha sido mi base fundamental durante todo el recorrido de las etapas de mi vida, enseñándome los mejores valores y apoyándome incondicionalmente.
Edinsson Antonio Diaz Peña.
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AGRADECIMIENTOS
Primero y antes que nada, doy gracias a Dios, por estar conmigo en cada paso que doy, por fortalecer mi corazón e iluminar mi mente y por haber puesto en mi camino a aquellas personas que han sido mi soporte y compañía durante todo el periodo de estudio.
A mis amigos Rene Barrios, Juan Pablo Macías y Leon Sarmiento, con quienes pasé muy gratos momentos durante este proceso.
A mi familia y a mi novio por apoyarme incondicionalmente en todas las etapas de mi vida.
Vanessa Mejía Villarreal
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TABLA DE CONTENIDO
INTRODUCCION ...... 15
GLOSARIO ...... 16
1. OBJETIVOS ...... 17
1.1 OBJETIVO GENERAL ...... 17 1.2 OBJETICOS ESPECIFICOS ...... 17
2. MARCO TEORICO ...... 18
2.1 ANTECEDENTES ...... 18 2.1.1 MANUAL CON EJERCICIOS PARA LA MODELACIÓN MATEMÁTICA Y NUMÉRICA DE LA ESTABILIDAD DE TALUDES ...... 18 2.1.2 MANUAL PARA EL ANÁLISIS SÍSMICO DE ESTABILIDAD DE TALUDES UTILIZANDO MÉTODOS PSEUDO ESTÁTICOS Y MÉTODOS DE DESPLAZAMIENTO...... 19 2.1.3 REVISIÓN DE LAS METODOLOGÍAS DE DISEÑO EN CIMENTACIONES PROFUNDAS PARA MUROS DE CONTENCIÓN TENIENDO EN CUENTA LAS RECOMENDACIONES DEL CÓDIGO COLOMBIANO DE PUENTES...... 20
3. GENERALIDADES DEL PROYECTO ...... 21
3.1 LOCALIZACIÓN GENERAL DEL PROYECTO ...... 21 3.2 DESCRIPCION DEL PROYECTO...... 21 3.3 TOPOGRAFIA ...... 22 3.4 PRECIPITACION ...... 24 3.4.1 PRECIPITACIÓN MEDIA ...... 25 3.4.2 PRECIPITACIÓN MÁXIMA EN 24 HORAS ...... 25 3.5 CLIMATOLOGÍA ...... 27 3.6 SISMICIDAD ...... 28 3.6.1 SISMICIDAD HISTÓRICA ...... 29 3.7 FACTORES PSEUDO ESTÁTICOS DE LA NORMA NSR 10 ...... 31
3.8 GEOLOGIA GENERAL ...... 37
3.8.1 MARCO GEOLÓGICO REGIONAL ...... 37 3.8.1.1 FORMACIÓN PAJA (KIP) ...... 37
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3.8.1.2 FORMACIÓN TABLAZO (KIT) ...... 38 3.8.1.3 DEPÓSITOS CUATERNARIOS ALUVIALES (QAL) ...... 38 3.9 GEOLOGÍA LOCAL ...... 38 3.9.1 UNIDADES GEOLÓGICAS SUPERFICIALES ...... 38 3.9.2 UNIDADES DE SUELO RESIDUAL (SRS) ...... 39 3.9.3 UNIDADES DE SUELO TRANSPORTADO (SCO) ...... 39 3.10 GEOLOGIA ESTRUCTURAL ...... 40 3.10.1 SINCLINAL DE CINCELADA ...... 41 3.10.2 ANTICLINAL DE ENCINO ...... 41
4. MARCO REFERENCIAL ...... 41
4.1. NOMENCLATURA ...... 41 4.1.1. LADERA Y TALUD...... 42 4.1.2. PARTES DE UN TALUD...... 43 4.1.3. DESLIZAMIENTO ...... 44 4.2. DIMENSIONES DE LOS MOVIMIENTOS ...... 45 4.3. ETAPAS EN EL PROCESO DE FALLA...... 46 4.4. ETAPAS DE DETERIORO...... 47 4.5. ANALISIS DE ESTABILIDAD DE LADERAS...... 49 4.5.1. METODOLOGÍAS PARA EL ANÁLISIS DE ESTABILIDAD...... 49 4.6. ANALISIS DE CAPACIDAD DE CARGA EN ZAPATAS SUPERFICIALES ...... 54 4.7. ANALISIS DE CAPACIDAD DE CARGA EN PILAS...... 57 4.7.1. CAPACIDAD DE CARGA EN PUNTA VESIC (1967) ...... 59 4.7.2. CAPACIDAD DE CARGA POR FRICCIÓN PARA SUELOS ARENOSOS...... 59 4.7.3. NORMALIZACIÓN DE LAS CARGA POR FRICCIÓN EN SUELOS ARENOSOS ...... 59 4.7.4. NORMALIZACION DE LA CARGA POR PUNTA PARA SUELOS ARENOSOS ...... 60 4.8. ANALISIS GEOTECNICO DE MURO EN VOLADIZO ...... 60 4.8.1. PRESIÓN LATERAL EN REPOSO...... 60 4.8.2. PRESIÓN ACTIVA DE TIERRA ...... 61 4.8.3. PRESIÓN PASIVA DE TIERRA ...... 62 4.8.4. COEFICIENTE DE PRESIÓN DE TIERRAS EN CONDICIÓN ACTIVA MOVILIZADA KAMOB ...... 62 4.9. TIPOS DE MUROS EN GRAVEDAD...... 62 4.9.1. REVISIONES DE LOS MUROS ...... 64
5. DISEÑO METODOLOGICO ...... 66
5.1. TIPO DE INVESTIGACION ...... 66 5.1.1 INVESTIGACION DESCRIPTIVA ...... 67 5.1.2 INVESTIGACION DE CAMPO ...... 67 5.1.3 INVESTIGACION EXPERIMENTAL ...... 67
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6. ANALISIS DE DATOS ...... 68
6.1 ALCANCES ...... 69 6.2. EXPLORACION GEOTECNICA GENERAL ...... 69 6.2.1 RECONOCIMIENTO E INVESTIGACIÓN DEL TERRENO ...... 70 6.3. REGISTROS DE PERFORACIÓN SPT ...... 72 6.4. ENSAYOS DE LABORATORIO ...... 73 6.4.1. ENSAYO DE CLASIFICACIÓN DE SUELOS, HUMEDADES, LÍMITES DE CONSISTENCIA Y PESOS ESPECÍFICOS ...... 73 6.5. RESULTADOS DE LABORATORIOS PARA SONDEOS ...... 76 6.6. RESULTADOS DE ENSAYOS DE CORTE DIRECTO ...... 77 6.7. CORRELACIONES PARA LA INTERPRETACION DE LOS ENSAYOS SPT ...... 77 6.7.1. CORRELACIÓN DEL ÁNGULO DE FRICCIÓN PARA SUELOS...... 78 6.7.2 CORRELACIONES PARA SUELOS USANDO DINAMYCPROBING ...... 79 6.8. ANALISIS DE RESULTADOS ...... 79 6.9. DISTRIBUCION DE LOS MATERIALES EN PROFUNDIDAD ...... 79 6.10. PARÁMETROS GEOTÉCNICOS EMPLEADOS EN EL MODELAMIENTO ...... 81 6.11. ESCENARIOS DEL MODELAMIENTO ...... 82 6.12. CATEGORIZACION DE ESTABILIDAD ...... 82 6.13. RESULTADOS DE LOS ANALISIS DE ESTABILIDAD ANTE DESLIZAMIENTO... 83 6.13.1. ESCENARIO 1: TERRENO NATURAL EN CONDICIÓN ESTÁTICA Y NIVEL FREÁTICO ENCONTRADO ...... 84 6.13.2. ESCENARIO 2: TERRENO NATURAL CON ACELERACIÓN PSEUDO - ESTÁTICO (0.13G) Y ASCENSO MÁXIMO DEL NIVEL FREÁTICO ...... 86 6.13.3. ESCENARIO 3: TERRENO CON OBRAS DE MITIGACIÓN EN CONDICIÓN PSEUDO- ESTÁTICA (0.13G) Y ASCENSO MÁXIMO DEL NIVEL FREÁTICO...... 88 6.14. ANALISIS DE ESTABILIDAD INTERNA DEL MURO PROPUESTO ...... 92 6.15. CALCULO DE ASENTAMIENTOS ...... 95 6.15.1. CÁLCULOS DE FUERZAS Y MOMENTOS RESISTENTES ...... 97 6.15.2. CALCULO DE FUERZAS Y MOMENTOS ACTUANTES...... 97 6.15.3. CHEQUEO POR DESLIZAMINETO EN CONDICIONES ESTATICAS ...... 98 6.15.4. CHEQUEO POR DESLIZAMIENTO EN CONDICIONES PSEUDOESTATICAS 98 6.15.5. CHEQUEO POR VOLCAMIENTO EN CONDICIONES ESTÁTICAS ...... 98 6.15.6. CHEQUEO POR DESLIZAMIENTO EN CONDICIONES PSEUDOESTATICAS 98 6.15.7. CHEQUEO DE FALLA POR CAPACIDAD PORTANTE ...... 98 6.16. DISEÑO GEOTECNICO DE LA CIMENTACION ...... 99
7. DISEÑO DE OBRAS GEOTECNICAS DE MITIGACIÓN Y ESTABILIZACIÓN ...... 107
7.1. OBRAS DE ESTABILIZACIÓN ...... 107 7.1.1. MURO DE CONTENCIÓN EN VOLADIZO ...... 107 7.1.2. PERFILADO DE LA LADERA ...... 112
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7.1.3. CIMENTACIÓN PROFUNDA “PILAS” ...... 113 7.2. OBRAS DE MITIGACIÓN ...... 120 7.2.1. CONTROL DE EROSIÓN Y REFUERZO DE VEGETACIÓN CON MANTO TERRATRACTRM 15 120 7.2.2. GEO ESTERAS ...... 123 7.2.3. CUNETA REVESTIDA EN CONCRETO ...... 126
8. CONCLUSIONES ...... 130
9. RECOMENDACIONES ...... 134
10. BIBLIOGRAFIA ...... 135
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LISTA DE FIGURAS
FIGURA 1. LOCALIZACIÓN DE LA ZONA DE ESTUDIO...... 21 FIGURA 2. PANORÁMICA DE LA ZONA INESTABLE ...... 21 FIGURA 3. PROCESOS DE SOCAVACIÓN SOBRE EL PIE DE LADERA ...... 22 FIGURA 4. LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO ...... 23 FIGURA 5. PERFIL TRANSVERSAL ...... 23 FIGURA 6. INFORMACIÓN DE LA PLUVIOMETRÍA MEDIA MENSUAL ESTACIÓN CHARALÁ ...... 25 FIGURA 7. MAPA TECTÓNICO DE BUCARAMANGA Y ALREDEDORES ...... 29 FIGURA 8. ZONAS DE AMENAZA SÍSMICA ...... 31 FIGURA 9. MAPA DE VALORES AA (COEFICIENTE QUE REPRESENTA LA ACELERACIÓN HORIZONTAL PICO EFECTIVA) ...... 32 FIGURA 10. MAPA DE VALORES AV. (COEFICIENTE QUE REPRESENTA LA VELOCIDAD HORIZONTAL PICO EFECTIVA) ...... 33 FIGURA 11. COEFICIENTE DE AMPLIFICACIÓN FA DEL SUELO PARA PERIODOS CORTOS DEL ESPECTRO...... 35 FIGURA 12. COEFICIENTE DE AMPLIFICACIÓN FV DEL SUELO PARA LA ZONA DE PERÍODOS INTERMEDIOS DEL ESPECTRO...... 36 FIGURA 13. ESPECTRO ELÁSTICO DE ACELERACIONES DE DISEÑO COMO FRACCIÓN DE G...... 36 FIGURA 14. LOCALIZACIÓN ZONA DE ESTUDIO ...... 37 FIGURA 15.SUELO RESIDUAL ANTIGUO FORMACIÓN TABLAZO (KIT) ...... 39 FIGURA 16. SUELO COLUVIAL DE LA FORMACIÓN TABLAZO (KIT)...... 40 FIGURA 17. SUELO ALUVIAL DEL RIO TAQUIZA (SAL)...... 40 FIGURA 18. DETALLE DE LADERA ...... 42 FIGURA 19. DETALLE DE TALUD ...... 42 FIGURA 20. PARTES DE UN DESLIZAMIENTO ...... 45 FIGURA 21. DIMENSIONES DE LOS MOVIMIENTOS ...... 46 FIGURA 22. TIPOS DE DETERIORO Y FALLA ...... 47 FIGURA 23. SUPERFICIE DE FALLA CIRCULAR ...... 50 FIGURA 24. MÉTODOS DE ANÁLISIS DE ESTABILIDAD DE TALUDES ...... 52 FIGURA 25. TAJADAS EN UNA LADERA...... 53 FIGURA 26. DIAGRAMAS DE FUERZAS ANALIZADAS PRO BISHOP ...... 53 FIGURA 27. FALLA DEL SUELO POR CAPACIDAD DE CARGA (FALLA GENERAL) ...... 54 FIGURA 28. EXCENTRICIDAD EN ZAPATAS CON EXCENTRICIDAD EN UNA DIRECCIÓN ...... 56 FIGURA 29. PRESIONES EN EL SUELO PARA ZAPATAS EXCÉNTRICAS...... 56 FIGURA 30. ÁREAS EFECTIVAS EN ZAPATAS EXCÉNTRICAS ...... 56 FIGURA 31. TIPOS DE PILAS ...... 57 FIGURA 32. CARACTERÍSTICAS DE LAS PILAS ...... 57 FIGURA 33. PROCEDIMIENTOS DE CONSTRUCCIÓN ...... 58 FIGURA 34. VALORES NQ EN FUNCIÓN DEL ÁNGULO DE FRICCION ...... 59 FIGURA 35. NORMALIZACIÓN DE LAS CARGA POR FRICCIÓN EN SUELOS ARENOSOS ...... 59 FIGURA 36. NORMALIZACION DE LA CARGA POR PUNTA PARA SUELOS ARENOSOS ...... 60 FIGURA 37. PRESIÓN LATERAL EN REPOSO ...... 61 FIGURA 38. TIPOS DE MUROS ...... 62 FIGURA 39. DIMENSIONAMIENTO DE MUROS DE RETENCIÓN ...... 63
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FIGURA 40. DIAGRAMAS DE FUERZAS ACTUANTES EN LOS MUROS...... 63 FIGURA 41. CHEQUEO POR DESLIZAMIENTO ...... 65 FIGURA 42. REVISIÓN POR CAPACIDAD DE APOYO ...... 65 FIGURA 43. UBICACIÓN DE LA EXPLORACIÓN GEOTÉCNICA EN PERFIL...... 70 FIGURA 44.UBICACIÓN DE LA EXPLORACIÓN GEOTÉCNICA EN PLANTA ...... 71 FIGURA 45. RESULTADOS DE LABORATORIO PARA EL SONDEO 1 ...... 76 FIGURA 46. RESUMEN SONDEO 1...... 76 FIGURA 47. ÁNGULO DE FRICCIÓN CORRELACIONADO Φ PARA SUELOS ...... 78 FIGURA 48. PERFILES MODELADOS EN PLANTA TOPOGRÁFICA...... 80 FIGURA 49. DISTRIBUCIÓN DE LOS MATERIALES DE SUELO PERFIL A A´ ...... 80 FIGURA 50. DISTRIBUCIÓN DE LOS MATERIALES DE SUELO PERFIL B B´ ...... 81 FIGURA 51. RESULTADOS DE ANÁLISIS DE ESTABILIDAD ESCENARIO 1 PERFIL A-A´ (BISHOP) .. 84 FIGURA 52. FACTOR DE SEGURIDAD A TRAVÉS DE LA LADERA PERFIL AA´ ESCENARIO 1 ...... 84 FIGURA 53. RESULTADOS DE ANÁLISIS DE ESTABILIDAD ESCENARIO 1 PERFIL B-B´ (BISHOP) .. 85 FIGURA 54. FACTOR DE SEGURIDAD A TRAVÉS DE LA LADERA PERFIL B-B´ ESCENARIO 1 ...... 85 FIGURA 55. RESULTADOS DE ANÁLISIS DE ESTABILIDAD ESCENARIO 2 PERFIL A-A´ (BISHOP) .. 86 FIGURA 56. FACTOR DE SEGURIDAD A TRAVÉS DE LA LADERA PERFIL A-A´ ESCENARIO 2 ...... 86 FIGURA 57. RESULTADOS DE ANÁLISIS DE ESTABILIDAD ESCENARIO 2 PERFIL B-B´ (BISHOP) .. 87 FIGURA 58. FACTOR DE SEGURIDAD A TRAVÉS DE LA LADERA PERFIL B - B´ ESCENARIO 2 ...... 87 FIGURA 59. RESULTADOS DE ANÁLISIS DE ESTABILIDAD ESCENARIO 3 PERFIL A-A´ (BISHOP) .. 89 FIGURA 60. FACTOR DE SEGURIDAD A TRAVÉS DE LA LADERA PERFIL AA´ ESCENARIO 3 ...... 90 FIGURA 61. RESULTADOS DE ANÁLISIS DE ESTABILIDAD ESCENARIO 3 PERFIL B-B´ (BISHOP) .. 90 FIGURA 62. FACTOR DE SEGURIDAD A TRAVÉS DE LA LADERA PERFIL B - B´ ESCENARIO 3 ...... 91 FIGURA 63. PRESIÓN LATERAL DE TIERRAS CONSIDERADA PARA LA ESTRUCTURA ...... 92 FIGURA 64. DIMENSIONAMIENTO DEL MURO ...... 93 FIGURA 65. DIMENSIONES MODELADAS...... 93 FIGURA 66. PROPIEDADES GEOMÉTRICAS DEL MURO ...... 94 FIGURA 67. SECCIÓN TÍPICA MURO EN VOLADIZOPROPUESTO ...... 107 FIGURA 68. PERFILADO BANCA INTERNA DE LA VÍA ...... 112 FIGURA 69. PERFILADO BANCA EXTERNA DE LA VÍA ...... 112 FIGURA 70. DETALLE DE PILA...... 113 FIGURA 71. MODELO TRIDIMENSIONAL DEL MURO SOBRE LA PILA ...... 114 FIGURA 72. ALINEACIÓN VERTICAL RESPECTO AL EJE DE LA PILA ...... 116 FIGURA 73. PROTECCIÓN DEL CAISSON...... 117 FIGURA 74. CUBIERTA DEL CAISSON ...... 118 FIGURA 75. DETALLE TRANSVERSAL DE LA REVEGETALIZACIÓN...... 122 FIGURA 76. PROTECCIÓN DE LAS ORILLAS RIBEREÑAS CON GEO-ESTERAS ...... 123 FIGURA 77. ENSAMBLE DE GEO ESTERAS CON HIDROMALLA GEOESTERA ...... 124 FIGURA 78. DETALLES DE LAS GEO ESTERAS...... 126 FIGURA 79. DETALLE CUNETA REVESTIDA EN CONCRETO ...... 127 FIGURA 80.CUNETA FLEXIBLE ...... 128 FIGURA 81.CUNETA FLEXIBLE DISIPADORA...... 129
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LISTA DE TABLAS
TABLA 1. ESTACIONES DE PRECIPITACIÓN ...... 24 TABLA 2. DATOS DE PRECIPITACIÓN MEDIA MENSUAL ...... 25 TABLA 3. PRECIPITACIÓN MÁXIMA EN 24 HORAS ...... 26 TABLA 4. RESUMEN DE MÁXIMOS ANUALES EN 24 HORAS Y ANÁLISIS DE GUMBEL ...... 26 TABLA 5. DATOS DE CLIMATOLOGÍA ESTACIÓN CHARALÁ ...... 27 TABLA 6. CALCULO DEL N PROMEDIO ...... 34 TABLA 7. CLASIFICACIÓN DE LOS PERFILES DEL SUELO ...... 35 TABLA 8. RESUMEN DE PARÁMETROS PSEUDO ESTÁTICOS PARA EL MUNICIPIO DE CHARALA...... 36 TABLA 9. RESUMEN DE LAS UNIDADES GEOLÓGICAS SUPERFICIALES ...... 39 TABLA 10.APIQUE 1 ...... 71 TABLA 11.ENSAYO DE CAMPO SPT, SONDEO 1 ...... 72 TABLA 12. RESUMEN DE ENSAYOS DE LABORATORIO...... 73 TABLA 13. RESUMEN DE ENSAYOS DE LABORATORIO...... 74 TABLA 14. RESULTADOS DE CORTE DIRECTO ...... 77 TABLA 15. CORRELACIONES PARA INTERPRETAR LOS ENSAYOS SPT EN SUELOS GRANULARES ...... 77 TABLA 16. CORRELACIONES PARA INTERPRETAR LOS ENSAYOS SPT EN SUELOS ARCILLOSOS ...... 78 TABLA 17. PARÁMETROS ASUMIDOS ...... 82 TABLA 18. FACTORES DE SEGURIDAD BÁSICOS MÍNIMOS DIRECTOS ...... 83 TABLA 19. RESULTADOS DEL ANÁLISIS DE ESTABILIDAD ESCENARIO 1 ...... 85 TABLA 20. RESULTADOS DEL ANÁLISIS DE ESTABILIDAD ESCENARIO 2 ...... 87 TABLA 21. RESULTADOS DEL ANÁLISIS DE ESTABILIDAD ESCENARIO 3 ...... 91 TABLA 22. PRESIÓN LATERAL EN REPOSO ...... 94 TABLA 23. PRESIÓN LATERAL EN CONDICIÓN ACTIVA MOVILIZADA ...... 95 TABLA 24. PRESIÓN LATERAL A PARTIR DE DUREZA DEL MATERIAL...... 95 TABLA 25. PRESIÓN LATERAL PASIVA (COULOMB) ...... 95 TABLA 26. PRESIÓN LATERAL ARCILLAS MEDIAS ...... 95 TABLA 27. PRESIÓN LATERAL ACTIVA (COULOMB) ...... 95 TABLA 28. CALCULO DE ASENTAMIENTO ...... 95 TABLA 29.CLASES DE CONCRETO ESTRUCTURAL ...... 108 TABLA 30. GRANULOMETRÍA DEL AGREGADO FINO PARA CONCRETO ESTRUCTURAL ...... 108 TABLA 31. REQUISITOS DEL AGREGADO GRUESO PARA CONCRETO ESTRUCTURAL ...... 109 TABLA 32. DIMENSIONES NOMINALES DE LAS BARRAS DE REFUERZO EXPRESADAS EN MILÍMETROS 110 TABLA 33. DIMENSIONES NOMINALES DE LAS BARRAS DE REFUERZO EXPRESADAS EN OCTAVOS DE PULGADA ...... 110 TABLA 34. ESPECIFICACIONES DEL LODO BENTÓNICO ...... 115 TABLA 35. CARACTERÍSTICAS DEL MANTO PERMANENTE TERRATRAC TRM 15 EN VALORES TÍPICOS ...... 120 TABLA 36. FRECUENCIA DE LOS DISPOSITIVOS DE ANCLAJE ...... 121 TABLA 37. REQUERIMIENTOS MÍNIMOS DE PROPIEDADES MECÁNICAS DE LA HIDROMALLA GEOESTERA EN VALORES VMPR ...... 125 TABLA 38. PROPIEDADES MECÁNICAS E HIDRÁULICAS DEL GEO-TEXTIL FORTEX® BX 40 EN VALORES VMPR2 ...... 125
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LISTA DE ANEXOS
ANEXO 1. CARTERA TOPOGRAFICA ...... 138 ANEXO 2. REGISTRO DE SONDEOS Y APIQUES ...... 146 ANEXO 3. RESULTADOS DE LABORATORIO...... 163 ANEXO 4. CORRELACIONES SPT Y ANALISIS ESTADISTICOS ...... 211 ANEXO 5. CANTIDADES Y PRESUPUESTO ...... 237 ANEXO 6. PLANOS GENERADOS ...... 239
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RESUMEN
Título: ESTUDIOS PARA EL PREDISEÑO DE LA ESTABILIZACION DE LA LADERA EN LA VIA QUE COMUNICA LOS MUNICIPIOS DE CHARALA Y COROMORO, UBICADO SOBRE LA ABSCISA K4+700
Autores: Edinsson Antonio Diaz
Vanessa Mejia Villarreal
Descripción
El presente proyecto de grado pretende estudiar el comportamiento geológico geotécnico de la ladera inestable que se encuentra en el kilómetro K4+700 de la vía que comunica los municipios de Charala y Coromoro. También tiene como objetivo determinar las posibles superficies de falla que se pueden presentar en condiciones críticas de ascenso máximo de nivel freático y aceleración pseudo estática.
Para la realización del proyecto de grado, se realizó un reconocimiento del campo, con el fin de identificar la problemática actual, luego se realizó un levantamiento topográfico. También se definió una exploración geotécnica por medio de sondeos SPT y apiques en el terreno para la obtención de muestras de suelo, a las cuales se les realizaran ensayos de laboratorios de suelos para la determinación de sus propiedades físicas y geotécnicas. Luego se definirán los modelos geológicos geotécnicos de estabilidad para la determinación de los niveles de amenaza por fenómenos de remoción en masa.
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SUMMARY
Title: STUDIES AND PRE DESIGNS FOR STABILIZATION OF THE SLOPE UNSTABLE IN THE ROAD BETWEEN CHARALÁ AND COROMORO, ON THE KILOMETER K4+700.
Authors: Dias Antonio, Edinsson Villarreal Mejia Vanessa
Description
This proyect aims to study the geological and geotechnical behavior of the instable slope located at kilometer K 4+700 of the road that connects the municipalities of Charala and Coromoro. It also aims to identify the potential slip surface that may accur in critical conditions of water table and pseudo static acceleration.
For this proyect, was performed a recognition field, with the purpose of identify the actual problematic, then was performed a topographic survey.
Also was defined a geotechnical exploration through trials SPT and trench in the field for obtanining of soil samples, to which they undertake laboratory soil tests for the determination of their physical and geotechnical propierties. Then was defined the geological and geotechnical models of stability for the determination of the levels of threat for phenomena of mass removal
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INTRODUCCION
La integridad de las vías en sectores ondulados y empinados, se encuentran afectadas principalmente por fenómenos de remoción en masa, ya sea por la depositación de materiales de suelo producto de deslizamientos sobre la calzada, que generan el cierre de las vías ó por la pérdida de la calzada por deslizamientos en sectores de precipicios. Estos fenómenos son detonados principalmente por eventos críticos de lluvias y sismos. Mediante modelos geotécnicos de estabilidad de taludes pueden ser pronosticados modelando condiciones críticas y verificando si se conserva la estabilidad de las laderas aledañas a los ejes viales. Para realizar estos modelos es necesario conocer la geología local de la zona y la distribución de los suelos en profundidad con sus respectivas propiedades físicas y geotécnicas.
En el presente proyecto de grado se presenta el modelamiento geológico geotécnico de estabilidad de la ladera ubicada en el K4+700 de la vía que comunica los municipios de Caharala y Coromoro, se utiliza el software SLIDE de la firma ROCSCIENCE, el cual realiza los cálculos matemáticos por medio de múltiples iteraciones y utilizando los métodos conocidos de equilibrio limite y talud infinito, arrojando los resultados de los factores de seguridad que determinan la estabilidad de las laderas en función del tipo de suelo, propiedades geotécnicas y los escenarios planteados, donde se asumen niveles freáticos máximos y aceleraciones pseudo estáticas de acuerdo a la norma NSR 10. Este software además de utilizar los métodos mencionados, permite identificar los factores de seguridad para diferentes teorías como lo son las teorías de Bishop, Jambu, Spencer y otros científicos con teorías aceptadas. Para la realización de este informe se utilizó la normatividad que plantea la Norma Sismo Resistente Colombiana NSR-10, específicamente utilizando los títulos A y H y la resolución 1294 de las normas geotécnicas de la CDMB.
El presente trabajo tiene como objetivo realizar el reconocimiento de las unidades geológicas superficiales, la realización de una exploración geotécnica para la toma de muestras de suelo e información de campo, la realización de ensayos de laboratorio a las muestras extraídas de la exploración geotécnica, el modelamiento geológico geotécnico de las laderas, la identificación del tipo de falla y las obras necesarias para evitar movimientos en masa y garantizar la integridad del eje vial.
Los resultados del análisis geotécnico, sirve como insumo para la construcción de obras geotécnicas de prevención, mitigación y estabilización, para garantizar la integridad de la ladera inestable identificada.
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GLOSARIO
Amenaza: se define como el evento amenazante o probabilidad de ocurrencia de un fenómeno natural potencialmente perjudicial en un área dada en un periodo específico.
Amenaza Relativa: se emplea para referirse a casos donde la amenaza se evalúa de manera cualitativa o semi cualitativa, es decir, no se obtiene un valor numérico absoluto de probabilidad de ocurrencia del fenómeno, sino por medio de la ponderación empírica de los factores que intervienen en la generación de un movimiento en masa, se establecen zonas con mayor o menor posibilidad de fallar o ser afectadas por fenómenos de remoción en masa.
Deslizamiento: movimiento en los que hay un deslizamiento de corte a lo largo de una o varias superficies de falla, que pueden detectarse fácilmente o dentro de una zona relativamente delgada. Este puede ser progresivo, es decir, que no se inicia simultáneamente a lo largo de toda la superficie de falla. Los deslizamientos pueden ser de una sola masa que se mueve o pueden comprender varias unidades o masas semi independientes.
Estructura: ingenierilmente, es un conjunto de elementos conectados con el fin de soportar una carga o solicitación. Geológicamente, consiste en la disposición de las capas o unidades del terreno de acuerdo a la acción de los esfuerzos tectónicos en un modelo definido (sinclinales, anticlinorios, depresiones, etc.)
Erosión: su principal acción se efectúa sobre la capa meteorizada en donde se desarrolla el suelo haciéndole perder la materia orgánica, la capacidad de infiltración, acumulación y almacenamiento de agua, elemento vital para la conservación de su fertilidad y el desarrollo de las plantas. Además la erosión es agente principal de trasporte que colmata embalses, canales, acueductos y factor contaminante de quebradas, ríos, lagos, de esta forma la erosión no solo afecta el suelo sino también el recurso hídrico.
Fenómenos de remoción en masa: son todos aquellos procesos que indican el desplazamiento de las formaciones superficiales y material litológico (rocas) sobre pendientes topográficas, bajo la acción combinada de la gravedad y de la saturación de agua.
Mitigación: Es el resultado de la aplicación de un conjunto de medidas tendientes a reducir el riesgo y a eliminar la vulnerabilidad física, social y económica. La mitigación tiene el propósito de reducir significativamente las consecuencias esperadas por un evento y se utiliza para disminuir la exposición de los elementos vulnerables tales como asentamientos humanos, actividades productivas, reforzamiento de edificios y desarrollo de obras de ingeniera.
Suelos residuales: Estos suelos son el producto de la meteorización de las rocas, su comportamiento depende de las propiedades de la roca original y del grado de descomposición.
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1. OBJETIVOS
1.1 OBJETIVO GENERAL
Realizar estudios para el prediseño de la estabilización de la ladera en la vía que comunica los municipios de Charala y Coromoro, ubicado sobre la abscisa k4+700, de acuerdo con la normativa nacional determinada por la norma NSR 10.
1.2 OBJETICOS ESPECIFICOS
Identificar la geología regional de la zona de estudio.
Efectuar el análisis geomorfológico y de unidades geológicas superficiales presentes en las zonas críticas.
Efectuar la exploración geotécnica en las zonas identificadas como inestables, por medio de ensayos SPT y apiques para la toma inalterada de suelo.
Realizar ensayos de laboratorio para la identificación de las propiedades físicas y geotécnicas de los suelos identificados, entre los ensayos se identifican: humedad natural, peso específico, granulometría, límites de consistencia y corte directo.
Identificar el modelo geológico geotécnico de los sectores identificados, a partir de la información de campo y laboratorio.
Efectuar el modelamiento de estabilidad de taludes asumiendo escenarios críticos de ascenso máximo de nivel freático y aceleración Pseudo-estática, mediante el software SLIDE de la forma ROCSCIENCE, con obras y sin obras de estabilización. Utilizando la normativa nacional, regida por la norma NSR 10.
Realizar los diseños geotécnicos de las obras que garanticen la estabilidad de la ladera.
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2. MARCO TEORICO
2.1 ANTECEDENTES
Para la elaboración del presente proyecto de grado se consultaron trabajos existentes referentes al tema de estabilidad de laderas y obras de mitigación y contención. Para esto se realizó una fase de recopilación de información existente en la cual se identificaron trabajos acordes al tema presentado en este proyecto de grado, que consiste en el análisis de estabilidad geotécnica y determinación de obras de mitigación y estabilización para garantizar la estabilidad geotécnica de la calzada vial en escenarios críticos de ascenso máximo del nivel freático y aceleración pseudo estática. A continuación se presen los trabajos consultados y un breve resumen de la información que contienen que fueron utilizadas para la elaboración del proyecto Geotécnico.
2.1.1 Manual con ejercicios para la modelación matemática y numérica de la estabilidad de taludes
Este trabajo pertenece a un proyecto de grado, efectuado en la Universidad Industrial de Santander, para la facultad física mecánica, en la escuela de ingeniería civil, para el año 2008. Los autores son; Gina Patricia Marín Rodríguez y Leidy Katherine Quintero Díaz.
Este proyecto de grado consiste en la recopilación de información puntual para el análisis de estabilidad de taludes, expone los diferentes tipos de superficies de falla encontradas y la solución matemática para la determinación de los factores de seguridad ante el deslizamiento. También presenta diferentes metodologías para el análisis de estabilidad de taludes, en condiciones estáticas y pseudo estáticas. También se presenta la teoría de empujes en el terreno, encontrando los empujes en reposo, el empuje activo y el empuje pasivo. Este material bibliográfico fue una herramienta clave en la realización del presente proyecto de grado, ya que se exponen las teorías de análisis geotécnico de laderas y las metodologías para la determinación de los comportamientos de laderas.
Como resultado del análisis realizado en el proyecto de grado se destaca:
Que de acuerdo a los análisis, se concluye que la cantidad de métodos que se utilizan, los cuales dan resultados diferentes y en ocasiones contradictorios son una muestra de la incertidumbre que caracteriza los análisis de estabilidad geotécnica de laderas. No existe un método de equilibrio completo que sea significativamente más preciso que otro. Los métodos más utilizados por los ingenieros geotécnicos en todo el mundo, son el método simplificado de Bishop y los métodos precisos de Morgenstern y Price y Spencer.
Los problemas de estabilidad de taludes no pueden resolverse con soluciones tabuladas, ya que no hay dos deslizamientos iguales por la sencilla razón de que la producción de la
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inestabilidad en un suelo, suele originarse por la convergencia de múltiples condicionantes. Actualmente se realizan los cálculos de estabilidad por medio de Software especializados, que arrojan resultados exactos1
2.1.2 Manual para el análisis sísmico de estabilidad de taludes utilizando métodos pseudo estáticos y métodos de desplazamiento.
Este trabajo pertenece a un proyecto de grado, efectuado en la Universidad Industrial de Santander, para la facultad física mecánica, en la escuela de ingeniería civil, para el año 2008. Los autores son; Laura Yarick Barragan Rodriguez.
En este proyecto de grado se exponen las variables sísmicas y fuerzas dinámicas que pueden interactuar en la estabilidad de una ladera, se muestran las teorías actuales que contemplan estas fuerzas sísmicas en los análisis geotécnicos de estabilidad de laderas. También se describen las variables pseudo estáticas encontradas en la Norma Sismo Resistente Colombiana NSR 10. También exponen como es el modelamiento geotécnico usando software especializados en el análisis de estabilidad de laderas (SLOPEW). Este proyecto de grado hizo grandes aportes al análisis de estabilidad presentado, ya que se identificaron las herramientas computacionales existentes para el análisis de estabilidad, encontrando esta herramienta que se utilizó en el análisis de la inestabilidad encontrada en la vía que comunica los municipios de Charalá con Coromoro. También se destaca la importancia de utilizar fuerzas pseudo estáticas para el análisis de ladera para la simulación de los efectos ante un sismo. De este proyecto se destacan las siguientes conclusiones:
La variable sismo esta dada por los valores de aceleración o respuesta sísmica evaluados previamente para la zona y dadas para cada unidad geológica superficial. La aceleración sísmica esta asociada con la ocurrencia de deslizamientos de acuerdo a su intensidad y magnitud, y se representa como una carga dinámica horizontal aplicada al terreno.
El método pseudo estático es un método convencional de equilibrio límite que involucra una fuerza horizontal que se asemeja a la fuerza producidas por un sismo sobre el talud. Se recomienda que este valor sea inferior a la aceleración PGS, ya que las fuerzas sísmicas son de corta duración y por esto mismo en la mayoría de los casos se utilizan resistencias no drenadas para el análisis. El método presenta unas limitaciones ante suelos con presiones altas u en la degradación alta de la resistencia en algunos suelos después del sismo.2
1 Gina Patricia M, Leidy Katherine Q. Manual con ejercicios para la modelación matemática y numérica de la estabilidad de taludes, proyeto de grado, UIS, escuela de ingeniería civil, 2008. 2 Laura Yaric B. Manual para el análisis sísmico de estabilidad de taludes utilizando métodos seudo estáticos y métodos de desplazamiento, proyecto de grado, UIS, escuela de ingeniería civil, 2008. 19
2.1.3 Revisión de las metodologías de diseño en cimentaciones profundas para muros de contención teniendo en cuenta las recomendaciones del código colombiano de puentes.
Este trabajo pertenece a un proyecto de grado, efectuado en la Universidad Industrial de Santander, para la facultad física mecánica, en la escuela de ingeniería civil, para el año 2012. Los autores son; IVan Leonardo Gil Vargas , Pedro Pablo Pico Velandia.
En este proyecto de grado, se exponen las metodologías para la evaluación de cimentaciones profundas, cumpliendo con lis lineamientos mínimos del Código Colombiano de Puentes y la Norma Sismo Resistente Colombiana NSR 10. También se expone la teoría existente para el análisis de cimentaciones profundas y la determinación de la capacidad de carga y asentamientos para este tipo de cimentación. Se presenta los modelos de elementos finitos para la modelación geotecnia en software computacional existente.
Este proyecto fue una herramienta utilizada para la identificación del comportamiento de la cimentación profunda y la implementación de las normas geotécnicas para este análisis de cimentaciones. De este estudio se determinó lo siguiente:
Al hacer una revisión de las metodologías del Código Colombiano de Puentes y la Norma Sismo Resistente Colombiana NSR 10., con respecto al uso de cimentaciones, se puede inferir que el CCP tiene una metodología más completa, mas estricta y dirigida en cuanto a requerimiento para cimentaciones profundas, es decir presenta unas condiciones donde restringe hasta cierto punto el uso de fórmulas o valores para el diseño de dichos elementos. Por otro lado la NSR 10 presenta este tipo de restricciones solo para unos ítems muy particulares, mientras que para los otros factores la mayoría de las veces deja libre la escogencia del diseñador los métodos para cumplir con los requerimientos que se plantea. En la recopilación de información con respecto a métodos y teorías de diseño enfocadas a cimentaciones profundas, hay muchas metodologías ed diferentes autores tales como Terzaghi, Meyerhoff, Nordlund, Cono de penetración, Poulus y Davis.
Tomando las recomendaciones de los dos códigos, se plantea una metodología que se ajuste a los dos códigos, partiendo del argumento de que en ambos códigos se deja libre la escogencia del método de diseño, siempre y cuando se ajuste a las teorías de mecánica de suelos El manejo de herramientas computaciones aplicado a cimentaciones profundas ofrece grandes ventajas, tales como el ahorro de tiempo, precisión en los cálculos y resultados más confiables.3
3 Ivan Leonardo G, Pedro Pablo P, Revision de las metodologías de diseño en cimentaciones profundas para muros de contención teniendo en cuenta las recomendaciones del código colombiano de puestes y de la NSR 10, proyecto de grado, UIS, escuela de ingeniería civil, 2012. 20
3. GENERALIDADES DEL PROYECTO
3.1 LOCALIZACIÓN GENERAL DEL PROYECTO
La zona de estudio se encuentra localizada sobre la vía que comunica los Municipios de Charalá y Coromoro, aproximadamente sobre el kilómetro K 4 +700 medidos desde el municipio deCharalá. Las coordenadas planas aproximadas de la localización de la zona inestable son: E=1´107.630 m, N=1´185.088 m y una altura promedio de 1335 m.s.n.m.
Figura 1. Localización de la zona de estudio
Fuente. Google earth.
3.2 DESCRIPCION DEL PROYECTO
Sobre la vía que comunica los municipios de Charalá y Coromoro, sobre la abscisa K 4 + 700, se puede identificar la inestabilidad de la banca externa de la vía, observándose un fenómeno de remoción en masa, que compromete la ladera baja. Este problema se encuentra afectando la integridad de la calzada vial, ya que se identifica la perdida de aproximadamente el 50% de esta y los procesos de remoción en masa siguen activos. Por esta razón es de extrema urgencia mitigar estos procesos de remoción en masa y garantizar la totalidad de la calzada vial, con el fin de habilitar el paso fluido de vehículos que no es posible, debido a que en este sector permite el paso de un vehículo al tiempo, lo que retrasa la movilidad entre estos municipios.
Figura 2. Panorámica de la zona inestable
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Fuente. Autor
En las anteriores figuras, se muestra el deslizamiento activo encontrado en la zona inestable, también se puede observar la perdida de la banca externa en un alto porcentaje. Debido a esto se requiere proponer obras de mitigación que garanticen la estabilidad global de la ladera y que se garantice la totalidad de la calzada para contar con un flujo vehicular controlado.
Además de los procesos de remoción en masa encontrados, también se identifica un fenómeno de socavación, sobre el pie de la ladera, que se encuentra afectando el pie de la ladera. Si este fenómeno de socavación continua, también puede afectar la estabilidad de la ladera.
Figura 3. Procesos de socavación sobre el pie de ladera
Fuente. Autor
3.3 TOPOGRAFIA
Para la realización del presente proyecto, se ejecutó un levantamiento topográfico, efectuándola la empresa ALICON S.A.S. utilizando una estación TOPCON ES-105, con certificado de calibración GG0259 de 02 noviembre de 2012 realizado por instrumentos e
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ingeniería GGP, donde se levantaron curvas de nivel cada metro. El grupo topográfico se encontró conformado por un topógrafo y dos cadeneros.
Figura 4. Levantamiento Topográfico
Fuente. Autor Figura 5. Perfil transversal
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Fuente. Autor
El levantamiento topográfico, se realizó teniendo en cuenta el área de influencia directa del deslizamiento encontrado. De este levantamiento topográfico, se puede identificar que en la calzada existente, sobre la banca interna, se encuentra una ladera de 4 metros de altura, con una pendiente de 114% aproximadamente. Sobre la banca externa, se observa una ladera de aproximadamente 12 metros de altura, con una pendiente promedio de 54%, la cual llega a la banca del cauce existente (Tarqui) y actualmente se identifican procesos de socavación, causada por las crecientes del cauce.
3.4 PRECIPITACION
La información consultada es la obtenida IDEAM del Estudio de Diseño; Construcción, Rehabilitación y Operación y Mantenimiento del Proyecto vial Duitama – Charalá-San Gil (1990) desarrollado por la Secretaría de Infraestructura Pública del Departamento de Boyacá, tomado las estaciones 2402003 y 2402005 ubicadas en Charalá como se muestra en la tabla:
Tabla 1. Estaciones de Precipitación
Fuente. Tecnoconsulta, 1990
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3.4.1 Precipitación Media
Tabla 2. Datos de precipitación media mensual
Fuente. Tecnoconsulta, 1990
La distribución temporal de la lluvia, en la estación Charalá para el sector El Cedro - Charalá, tiene una tendencia bimodal, la cual presenta dos períodos de pocas lluvias de diciembre a febrero y junio - agosto, siendo enero el mes más bajo; dos períodos húmedos de marzo a mayo y septiembre - noviembre, siendo octubre el mes con mayor pluviosidad, como se observa en la siguiente figura:
Figura 6. Información de la Pluviometría media mensual Estación Charalá PLUVIOGRAMA MEDIA MENSUAL ESTACIÓN CHARALÁ 317 353 400 290 262 270 209 201 162 176 167 146 200 94
mensual[mm] 0 Precipitación media Precipitación
Mes
Fuente. Tomado y modificado de Tecnoconsulta, 1990
3.4.2 Precipitación Máxima en 24 Horas
En la siguiente tabla se visualizan las precipitaciones máximas en 24 horas mensuales multianuales de las estaciones, entre estas se encuentran las dos estaciones de Charalá, donde se observan las precipitaciones más altas para los meses de enero en una estación y el mes de abril para la otra estación.
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Tabla 3. Precipitación máxima en 24 horas
Fuente. Tecnoconsulta, 1990
El Análisis de Gumbel es un método que se utiliza para calcular la precipitación diaria máxima donde se debe conocer la pluviometría de la zona y el periodo de registro, y dichos datos se le realizan análisis estadístico de las frecuencias de las precipitaciones máximas. Los resultados obtenidos se muestran en la siguiente tabla.
Tabla 4. Resumen de máximos anuales en 24 horas y Análisis de Gumbel
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Fuente. Tecnoconsulta, 1990
3.5 CLIMATOLOGÍA
A continuación, se muestra un resumen donde se presentan los principales parámetros del clima para el periodo 1975-1997 de la Estación Charalá.
Tabla 5. Datos de Climatología Estación Charalá
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Fuente. Tecno consulta, 1990
En la tabla se observa que la precipitación es mayor para los días del mes de octubre con un mínimo de 99mm y máxima de 425mm; la tasa de evaporación en mayor para los meses de enero con un valor promedio de 121mm, un máximo de 209mm y un máximo de 64mm en 24 horas; la humedad relativa es mayor para los meses de junio y octubre, con un porcentaje promedio de 84%, un mínimo de 80% y máximo de 90%, los días con las mayores horas de brillo solar son las del mes de enero con un promedio de 210 horas y un máximo de 246 horas; los mayores día con lluvia se presentan en los meses de octubre con un promedio de 27 y un máximo y un mínimos de 30 y 21 respectivamente, para enero se presenta el número menor de días con lluvia; las mayores temperaturas las tiene el mes de febrero con un valor promedio de 21.2°C, un mínimo y un máximo de 19.9°C y 23°C respectivamente.
3.6 SISMICIDAD
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Las zonas dentro del área de Santander presentan una sismicidad fuerte con la mayoría de los eventos sísmicos, provenientes del nido sísmico de Bucaramanga. Los nidos sísmicos son concentraciones de sismos muy profundos los cuales ocurren en forma muy frecuente. El nido sísmico de Bucaramanga es uno de los más conocidos el continente americano.Todos los municipios del Departamento de Santander se encuentran constantemente amenazados por movimientos de origen telúricos. En Santander la actividad sísmica se encuentra constante con sismos diarios en el denominado “Nido sísmico de Bucaramanga". El centro del nido sísmico se encuentra aproximadamente a 50 kilómetros al sur del municipio de Bucaramanga entre los centros poblados de Umpalá y Cepritá en el cañón del Chicamocha y cuentan con un epicentro ubicado a 150 Kilómetros de profundidad.
La actividad sísmica y constante del nido sísmico de Bucaramanga, registra un promedio diario de 85 sismos de baja magnitud en la escala de Richter e intensidades nulas. Además, Buena parte del territorio santandereano está amenazado por fenómenos naturales atribuidos a una tectónica por choques entre las placas de Nazca, Caribe y Continental.4
Figura 7. Mapa tectónico de Bucaramanga y alrededores
Fuente.(INGEOMINAS, 1997)
3.6.1 Sismicidad Histórica
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.
4 Wilson Almeyda R, Evaluación del riesgo sísmico del sistema de acueducto de Bucaramanga a partir del estudio de microzonificación sísmica indicativa de Bucaramanga- Colombia, [en línea] Articulo, 2008. Disponible en http://www.bvsde.paho.org/bvsade/e/fulltext/uni/ponen3.pdf 29
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.
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.
A continuación se presenta información sobre los efectos más relevantes que han dejado algunos sismos en el departamento de Santander:
El sismo de Abril 4 de 1952
El sismo de Diciembre 14 de 1952
El sismo de Abril 22 de 1956
El sismo de septiembre 2 de 1964
El sismo de julio 7 de 1967
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3.7 Factores Pseudo Estáticos de la Norma NSR 10
Figura 8. Zonas de amenaza Sísmica
Fuente. NSR – 10
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Figura 9. Mapa de valores Aa (coeficiente que representa la aceleración horizontal pico efectiva)
Fuente. NSR – 10
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Figura 10. Mapa de valores Av. (coeficiente que representa la velocidad horizontal pico efectiva)
Fuente.NSR – 10
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Perfil de Suelo Definido por Norma
De acuerdo con la Normativa vigente (NSR -10), y los resultados de los sondeos SPT efectuados, se determinara el N promedio para cualquier tipo de suelo (NSR 10- A-2-4-3- 2), este se calcula en número medio de golpes para el ensayo de penetración estándar aplicando la formula A-2-4-2, que se puede utilizar indistintamente para cualquier tipo de suelo cohesivo y no cohesivo. Este N promedio, será utilizado para determinar el erfil del suelo.
N promedio:
Tabla 6. Calculo del N promedio PROF (m) S 1 S2 S3 S4 S5 0.5 7 8 15 23 38 1 11 7 18 25 43 1.5 8 8 16 24 40 2 9 11 20 31 51 2.5 10 12 22 34 56 3 12 11 23 34 57 3.5 13 12 25 37 62 4 12 16 28 44 72 4.5 10 13 23 5 10 15 25 5.5 11 17 28 6 14 23 37 6.5 18 33 51 7 20 43 63 7.5 22 42 64 8 19 44 63 8.5 34 50 9 47 103 N PROM 12.59 15.26 26.12 30.08 50.13 N PROM PARA CUALQUIEN 26.8 ESTRATO Fuente. Autor
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Con base en el N promedio para Cualquier estrato 26.8 Se obtiene un Perfil de suelo D – Tabla NSR -10 (A-2-4-1).
Tabla 7. Clasificación de los perfiles del suelo
Figura 11. Coeficiente de amplificación Fa del suelo para periodos cortos del espectro.
Fuente.NSR-10
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Figura 12. Coeficiente de amplificación Fv del suelo para la zona de períodos intermedios del espectro.
Fuente.NSR-10 Tabla 8. Resumen de parámetros pseudo estáticos para el municipio de Charala. Perfil Grupo Coeficiente Aa Av Ae Ad de de de Fa Fv suelo uso Importancia 0.2 0.25 0.08 0.05 D IV 1.5 1.4 2 Fuente. Autor
Figura 13. Espectro Elástico de Aceleraciones de Diseño como fracción de g.
Fuente. Autor
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3.8 GEOLOGIA GENERAL
3.8.1 MARCO GEOLÓGICO REGIONAL
Según los estudios cartográficos realizados por INGEOMINAS para la zona de estudio ubicada entre la vía Charalá – Coromoro, departamento de Santander, se identifican las unidades estratigráficas denominadas como: Formación Paja, Miembro Paja Arenoso, Formación Tablazo y Depósitos Cuaternarios Aluviales.
Figura 14. Localización zona de estudio
Fuente. Plancha 151 Charalá. INGEOMINAS, 2001.
3.8.1.1 Formación Paja (Kip)
Inicialmente descrita por Wheeler (en MORALES, et al., 1958), su localidad tipo es el Cerro Rosablanca al oriente del puente sobre el Río Sogamoso. Esta unidad está constituida por lutitas y shales gris oscuros a azulosos fosilíferos, con intercalaciones de areniscas gris amarillentas, de grano fino, con algunas intercalaciones de shales grises, localmente arenosos, calcáreos, fosilíferos, localmente limosos a arenosos, con intercalaciones de areniscas gris amarillentas, de grano fino, también pequeñas intercalaciones de calizas grises, localmente arenosas, fosilíferas. Se estima que su depósito tuvo lugar en un ambiente epicontinental. El espesor varía entre 125 y 625 m. El límite estratigráfico de esta unidad con la suprayacente Formación Tablazo es concordante. La edad ha sido determinada del Barremiano inferior al Aptiano inferior. Se compara en parte con la Formación Tibú-Mercedes. (Clavijo & Royero, 2001).
En la región de estudio la Formación Paja se divide en dos conjuntos: conjunto inferior, descrita inicialmente por Renzoni & Ospina (1969), denominada Miembro inferior de la
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Formación Paja (Kimpa), compuesta por una alternancia de areniscas y shales de color gris oscuro. El conjunto superior (Kip) constituido por una secuencia de shales negro a gris castaño con intercalaciones de caliza con nódulos calcáreos hasta de 25 cm de diámetro, generalmente piritosos. (Pulido, 1979).
3.8.1.2 Formación Tablazo (kit)
Descrita por Wheeler (en MORALES, et al., 1958); la localidad tipo está en el sitio Tablazo, en el puente del cruce del Río Sogamoso de la vía Bucaramanga-San Vicente. La secuencia de esta unidad consiste en calizas gris a negras, fosilíferas, localmente glauconíticas y arcillosas de color negro, con niveles intercalados de arcillolitas grises a gris azulado, calcáreas, fosilíferas, en capas medianas a gruesas, con intercalaciones de areniscas grises, grano fino a medio, arcillosas, levemente calcáreas, en capas delgadas. El ambiente de depósito parece corresponder a condiciones neríticas, poco profundas. El espesor varía entre 150 y 325 m. (Clavijo & Royero, 2001).
3.8.1.3 Depósitos Cuaternarios Aluviales (Qal)
Conformada por depósitos no consolidados de aluvión, coluvión, derrubios, glaciares, fluvioglaciares, que son considerados del Holoceno. (Clavijo & Royero, 2001).
3.9 GEOLOGÍA LOCAL
3.9.1 Unidades Geológicas Superficiales Hermelin (1987) denomina Formación Superficial al conjunto de materiales que conforman la superficie del terreno hasta profundidades del orden de decenas de metros. Las Formaciones Superficiales incluyen rocas con diferentes grados de meteorización, suelos y depósitos no consolidados. Esta metodología de Unidades Geológicas Superficiales (UGS) clasifica los materiales geológicos como rocas (R), materiales intermedios (I), suelos residuales y transportados (S).
Las Unidades Geológicas Superficiales se consideran como formaciones correlativas de los procesos morfodinámicos, debido a la acción de agentes exógenos y endógenos que modelan la superficie terrestre, son unidades cartografiables y uno de los productos básicos de la Geología aplicada a la Ingeniería (INGEOMINAS, 2007). La metodología a emplear es la utilizada en el estudio de Zonificación de Amenaza por Movimientos en masa de algunas laderas de los municipios de Bucaramanga, Floridablanca, Girón y Piedecuesta (Santander) desarrollado por INGEOMINAS (2007).5
5 INGEOMINAS. Zonificación de amenaza por movimientos en masa de algunas laderas de los municipios de Bucaramanga, Floridablanca, Girón y Piedecuesta. Subdirección de Amenazas Geológicas y Entorno Ambiental, Bucaramanga. 2007. 631 p.
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Tabla 9. Resumen de las unidades geológicas superficiales UNIDADES GEOLÓGICAS SUPERFICIALES, UGS CLASE UNIDAD NOMENCLATURA Unidades de Suelo Residual de la Suelo Srs1 Formación Tablazo Residual Unidades de Suelo Coluvial Antiguo de Suelo Unidades de Sco1 Suelo la Formación Tablazo Transportado Suelo Aluvial Sal Fuente. Autor
3.9.2 Unidades de Suelo Residual (Srs)
Suelo Residual de la Formación Tablazo (Srs1):Los suelos residuales presentes en el área de estudio, se originan a partir de la meteorización de rocas sedimentarias de la Formación Tablazo, compuesto por un suelo lodoso de color café, superficialmente orgánico, debido a la alteración adquiere tonalidades grises a naranja claro. Conserva algunos fragmentos de roca angulosos altamente meteorizados.
Figura 15.Suelo Residual antiguo Formación Tablazo (Kit)
Fuente. Autor
3.9.3 Unidades de suelo Transportado (sco)
Suelo Coluvial Antiguo (Sco1): Depósitos coluviales conformados por bloque de hasta 1.5 m de calizas y areniscas en una matriz areno-arcillosa.
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Figura 16. Suelo Coluvial de la Formación Tablazo (Kit).
Fuente. Autor
Suelo Aluvial (Sal): Corresponde con suelos de origen transportado, generados a partir de la meteorización de sedimentos que han sido transportados por los cauces de las quebradas y redes de drenaje afluentes del Rio Taquiza.
Están conformados por bloques, cantos, gravas y arenas, de formas redondeados y subredondeados, por lo general clasto soportados, de composición variada.
Figura 17. Suelo Aluvial del Rio Taquiza (Sal).
Fuente. Autor
3.10 GEOLOGIA ESTRUCTURAL
La zona de estudio se encuentra relacionada con la actividad tectónica de la Cordillera Oriental, donde ocurre un plutonismo asociado al complejo ígneo metamórfico del Macizo
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de Santander, así como fallas de tipo normal, inversa y plegamientos causados por esfuerzos compresionales y extensionales.
En este sector de la cordillera, se han identificado cuatro regiones que modelan el marco estructural de la región: Aratoca-Coromoro-Encino, Charalá- Oiba- Olival, región de mesas y cuestas y la región de la cordillera de los Cobardes y de Lloriquies. (Pulido, 1979).
3.10.1 Sinclinal de Cincelada
Estructura localizada al sur de la zona de estudio, tiene una dirección NE y está afectado por la falla Cobaría la cual va diagonal cortando y desplazando el eje del sinclinal de forma notoria en aproximadamente 400 metros.
3.10.2 Anticlinal de Encino
Se encuentra al sur de la zona de estudio. Su eje posee una dirección NNE, afectando las rocas Cretácicas presentes en el área de estudio, generando un control estructural fuerte sobre las geoformas de la zona.
De acuerdo a la geomorfología local del territorio santandereano, que presenta geoformas onduladas y empinadas. Se presentan constantes deslizamientos durante las épocas de lluvia, debido a la saturación de las masas de suelo que disminuyen los parámetros de resistencia de los materiales y generan estas inestabilidades. La estabilización de deslizamientos es una actividad compleja que combina la geometría de las geoformas identificadas, con las propiedades físicas y mecánicas de los suelos, para generar un modelo geológico geotécnico que represente el comportamiento del suelo y pueda pronosticar la estabilidad de la ladera para condiciones críticas.
4. MARCO REFERENCIAL
4.1. NOMENCLATURA
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En un estudio geotécnico, es necesario conocer las partes que componen una ladera y un deslizamiento. Actualmente existen nomenclaturas aceptadas para la identificación de las partes de un deslizamiento y una masa de tierra. La nomenclatura más comúnmente utilizada en las ciencias geotécnicas, se basa en los sistemas de clasificación propuestos por Hutchinson (1968) y por Varnes (1958 y 1978). Este último sistema fue actualizado por Cruden y Varnes en el “Special Report 247” del Transportation Research Board de los Estados Unidos (1996) y es el sistema de nomenclatura y clasificación más utilizado en el mundo.
4.1.1. LADERA Y TALUD
Se conoce como ladera, a una masa de suelo o roca con alta pendiente, que está conformada por procesos naturales. Por el contrario se denomina talud cuando la ladera ha sufrido cambios antrópicos (generados por el hombre) y es conformada artificialmente. A continuación se presenta el detalle de un talud y una ladera: Suarez Díaz Jaime. Deslizamientos y estabilidad de taludes en zonas tropicales, Instituto De Investigaciones sobre erosiones y deslizamientos. Ediciones UIS, Bucaramanga, Santander 1998.
Figura 18. Detalle de ladera
Fuente. Deslizamientos, análisis geotécnico, Jaime Suarez.
Figura 19. Detalle de talud
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Fuente. Deslizamientos, análisis geotécnico, Jaime Suarez.
4.1.2. PARTES DE UN TALUD.
Pie, pata o base: El pie corresponde al sitio de cambio brusco de la pendiente en la parte inferior del talud o ladera. La forma del pie de una ladera es generalmente cóncava.
Cabeza, cresta, cima o escarpe: Cabeza se refiere al sitio de cambio brusco de la pendiente en la parte superior del talud o ladera. Cuando la pendiente de este punto hacia abajo es semi-vertical o de alta pendiente, se le denomina “escarpe”. Los escarpes pueden coincidir con coronas de deslizamientos. La forma de la cabeza generalmente es convexa.
Altura: Es la distancia vertical entre el pie y la cabeza, la cual se presenta claramente definida en taludes artificiales, pero es complicada de cuantificar en las laderas debido a que el pie y la cabeza generalmente no son accidentes topográficos bien marcados.
Altura de nivel freático: Es la distancia vertical desde el pie del talud o ladera hasta el nivel de agua (la presión en el agua es igual a la presión atmosférica). La altura del nivel freático se acostumbra medirla debajo de la cabeza del talud.
Pendiente: Es la medida de la inclinación de la superficie del talud o ladera. Puede medirse en grados, en porcentaje o en relación m:1, en la cual m es la distancia horizontal que corresponde a una unidad de distancia vertical
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4.1.3. DESLIZAMIENTO
Los deslizamientos (“Landslides”) consisten en “movimientos de masas de roca, residuos o tierra, hacia abajo de un talud” (Cruden 1991). En el término “deslizamiento” se incluyen tanto los procesos de erosión como los procesos denudacionales. La naturaleza precisa del proceso no está incluida en la definición e incluye procesos que son producto de la acción de las fuerzas gravitacionales, hidráulicas, etc. Los movimientos ocurren generalmente a lo largo de las superficies de falla, por caída libre, movimientos en masa, erosión o flujos. Algunos segmentos del talud o ladera, pueden moverse hacia abajo mientras otros se mueven hacia arriba. Los fenómenos de inestabilidad incluyen, generalmente, una combinación de procesos erosionales y denudacionales interrelacionados entre sí y a menudo mezclado.
PARTES DE UN DESLIZAMIENTO.
Cabeza. Parte superior de la masa de material que se mueve. La cabeza del deslizamiento no corresponde necesariamente a la cabeza del talud. Arriba de la cabeza está la corona.
Cima. El punto más alto de la cabeza, en el contacto entre el material perturbado y el escarpe principal.
Corona. El material que se encuentra en el sitio, (prácticamente inalterado), adyacente a la parte más alta del escarpe principal, por encima de la cabeza.
Escarpe principal. Superficie muy inclinada a lo largo de la periferia posterior del área en movimiento, causado por el desplazamiento del material. La continuación de la superficie del escarpe dentro del material conforma la superficie de la falla.
Escarpe secundario. Superficie muy inclinada producida por el desplazamiento diferencial dentro de la masa que se mueve. En un deslizamiento pueden formarse varios escarpes secundarios.
Superficie de falla. Área por debajo del movimiento y que delimita el volumen del material desplazado. El suelo por debajo de la superficie de la falla no se mueve, mientras que el que se encuentra por encima de ésta, se desplaza. En algunos movimientos no hay superficie de falla.
Pie de la superficie de falla. La línea de interceptación (algunas veces tapada) entre la parte inferior de la superficie de rotura y la superficie original del terreno.
Base. El área cubierta por el material perturbado abajo del pie de la superficie de falla.
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Punta o uña. El punto de la base que se encuentra a más distancia de la cima.
Cuerpo principal del deslizamiento. El material desplazado que se encuentra por encima de la superficie de falla. Se pueden presentar varios cuerpos en movimiento.
Superficie original del terreno. La superficie que existía antes de que se presentara el movimiento. Costado o flanco. Un lado (perfil lateral) del movimiento. Se debe diferenciar el flanco derecho y el izquierdo. Derecha e izquierda. Para describir un deslizamiento se recomienda utilizar la orientación geográfica (Norte, Sur, Este, Oeste); pero si se emplean las palabras derecha e izquierda, deben referirse al deslizamiento observado desde la corona hacia el pie.
Figura 20. Partes de un deslizamiento
Fuente. Deslizamientos, análisis geotécnico, Jaime Suarez.
4.2. DIMENSIONES DE LOS MOVIMIENTOS
Para definir las dimensiones de un movimiento se utiliza la terminología recomendada por el IAEG:
Ancho de la masa desplazada Wd. Ancho máximo de la masa desplazada, perpendicular a la longitud Ld.
Ancho de la superficie de falla Wr. Ancho máximo entre los flancos del deslizamiento perpendicular a la longitud Lr.
Longitud de la masa deslizada Ld. Distancia mínima entre la punta y la cabeza.
Longitud de la superficie de falla Lr. Distancia mínima desde el pie de la superficie de falla y la corona.
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Profundidad de la masa desplazada Dd. Máxima profundidad de la masa movida perpendicular al plano conformado por Wd y Ld.
Profundidad de la superficie de falla Dr. Máxima profundidad de la superficie de falla con respecto a la superficie original del terreno, medida perpendicularmente al plano conformado por Wr y Lr.
Longitud total L. Distancia mínima desde la punta a la corona del deslizamiento.
Longitud de la línea central Lc. Distancia que hay desde la punta (o uña) hasta la corona del deslizamiento, a lo largo de los puntos ubicados sobre la superficie original y equidistantes de los bordes laterales o flancos.
Figura 21. Dimensiones de los movimientos
Fuente. Deslizamientos, análisis geotécnico, Jaime Suarez.
4.3. ETAPAS EN EL PROCESO DE FALLA
Etapa de deterioro: se presenta durante el tiempo de meteorización del suelo, donde aún no se han presentado movimientos.
Etapa de falla: se caracteriza por la formación de una superficie de falla o el movimiento de una masa importante de material.
Etapa de post-falla: el transcurso del tiempo durante el movimiento.
Etapa de posible reactivación: cuando la falla se detiene, sin embargo continua estabilizándose la ladera y ocasionando más superficies de falla.
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4.4. ETAPAS DE DETERIORO.
Son las generadas por los factores naturales y que desintegran las partículas de suelo por medios físicos y químicos. A continuación se presentan algunos agentes generadores de fallas en las laderas.
Figura 22. Tipos de deterioro y falla
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Fuente. Deslizamientos, análisis geotécnico, Jaime Suarez.
Caída de granos: Representa la caída de partículas de suelo, erosionadas de la roca por medios físicos como impactos, fuerzas de viento, saturación del material etc.
Descascaramiento: Se presenta en rocas con planos de debilidad vertical o semivertical, la meteorización de la roca y las presiones horizontales, hacen que estos planos de debilidad se desprendan y lleguen al pie de ladera por caída libre, formándose suelos coluviales.
Caída de losas: Se presenta en rocas con planos de debilidad (diaclasas) distanciados, se desprenden bloques de roca de tamaños considerables.
Desmoronamiento: Se produce por la meteorización de la roca en zonas de alta pendiente.
Caídos de roca: Se presenta por fallas en la ladera, donde se desprende una masa considerable de material rocoso y se desintegra durante la caída del material. 48
Erosión: Se produce en suelos principalmente arenoso, donde por la acción de agentes externos, se produce el desprendimiento de partículas del suelo, algunos tipos de erosión son: eólica, hídrica, laminar etc.
Disolución: Es un tipo de meteorización química, en la cual por procesos de disolución de partículas el suelo cambia sus propiedades, un caso común en la caliza que es una roca soluble.
Deslizamientos rotacionales: Se presenta en suelos homogéneos, donde por la homogeneidad de los materiales el comportamiento de inestabilidad, presenta superficies de falla circulares.
Deslizamientos traslacionales: Se presenta en suelos y rocas, estratificados, en pendientes moderadas, donde se genera un movimiento de la masa superficial sobre el plano de control (generalmente rocas)
De los movimientos mostrados, se identifica que la ladera inestable analizada en este proyecto de grado, presenta superficies de falla de tipo rotacional.
4.5. ANALISIS DE ESTABILIDAD DE LADERAS.
De acuerdo a modelos matemáticos, que utilizan las teorías existentes, la geometría de las laderas, las propiedades físicas y geotécnicas del suelo, es posible determinar el comportamiento de las posibles fallas de la ladera. De encontrarse que las laderas presentan una inestabilidad, es posible proponer obras para la contención de los movimientos. Actualmente existen herramientas computacionales que desarrollan los métodos para la determinación del comportamiento de laderas, algunos métodos utilizados son: Tablas o ábacos, análisis gráficos, cálculos manuales, hojas de cálculo o el uso de software especializados6
4.5.1. METODOLOGÍAS PARA EL ANÁLISIS DE ESTABILIDAD.
Existen diferentes metodologías para el análisis de estabilidad de laderas, a continuación se presentan algunas metodologías utilizadas: Limite de equilibrio, Esfuerzo – Deformación, discontinuos esfuerzo - deformación de elementos discretos, cinemáticos estereográficos para taludes en roca, Dinámica de caídos de roca, dinámica de flujo. De acuerdo al comportamiento de la ladera identificada, se adopta la metodología de Equilibrio límite.
Un análisis de límite de equilibrio permite obtener un factor de seguridad o a través de un análisis regresivo, obtener los valores de la resistencia al cortante en el momento de la
6 Suarez Díaz Jaime. Deslizamientos y estabilidad de taludes en zonas tropicales, Instituto De Investigación, 1998 49
falla. Una vez se han determinado las propiedades de resistencia al cortante de los suelos, las presiones de poros y otras propiedades del suelo y del talud, se puede proceder a calcular el factor de seguridad del talud. Este análisis de estabilidad consiste en determinar si existe suficiente resistencia en los suelos del talud para soportar los esfuerzos de cortante que tienden a causar la falla o deslizamiento.
METODO DE EQUILIBRIO LIMITE
La mayoría de los métodos de límite de equilibrio tienen en común, la comparación de las fuerzas o momentos resistentes y actuantes sobre una determinada superficie de falla. Las variaciones principales de los diversos métodos son, el tipo de superficie de falla y la forma cómo actúan internamente las fuerzas sobre la superficie de falla.
El factor de seguridad es empleado por los ingenieros para conocer cuál es el factor de amenaza para que el talud falle en las peores condiciones de comportamiento para el cual se diseña. Fellenius (1922) presentó el factor de seguridad como la relación entre la resistencia al corte real, calculada del material en el talud y los esfuerzos de corte críticos que tratan de producir la falla, a lo largo de una superficie supuesta de posible falla:
Figura 23. Superficie de falla circular
Fuente. Deslizamientos, análisis geotécnico, Jaime Suarez.
Parámetros utilizados: Topografía del talud, estratigrafía, ángulo de fricción, cohesión, peso unitario, niveles freáticos y cargas externas.
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Ventajas: Existe una gran cantidad de paquetes de software. Se obtiene un número de factor de seguridad. Analiza superficies curvas, rectas, cuñas, inclinaciones, etc. Análisis en dos y tres dimensiones con muchos materiales, refuerzos y condiciones de nivel de agua.
Desventaja: Genera un número único de factor de seguridad sin tener en cuenta el mecanismo de inestabilidad. El resultado difiere de acuerdo con el método que se utilice. No incluye análisis de las deformaciones.
Limitaciones de los métodos de equilibrio limite
Se basan solamente en la estática. Como los métodos de límite de equilibrio se basan solamente en la estática y no tienen en cuenta las deformaciones, las distribuciones de presiones, en muchos casos, no son realistas. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que estos esfuerzos no realistas, generalmente ocurren en algunas tajadas del análisis y no significa que el factor de seguridad general sea inaceptable.
• Suponen los esfuerzos uniformemente distribuidos. Debe tenerse cuidado cuando existan concentraciones de esfuerzos debidos a la forma de la superficie de falla o a la interacción de suelo-estructura.
• Utilizan modelos de falla muy sencillos. El diseño de taludes utilizando solamente la modelación con métodos de límite de equilibrio es completamente inadecuado si los procesos de falla son complejos, especialmente cuando están presentes los procesos de “creep”, la deformación progresiva, el flujo, la rotura por fragilidad, la licuación y otras formas de deterioro de la masa del talud
• Generalmente se asume el material como isotrópico. La mayoría de los trabajos que aparecen en la literatura sobre el tema, asumen que el suelo es un material isotrópico y han desarrollado métodos de análisis de superficies circulares o aproximadamente circulares.
Dentro de los métodos de equilibrio límite, se pueden identificar diferentes autores que crearon metodologías para la determinación de factores de seguridad, para la determinación de la estabilidad de las laderas, a continuación se presenta una tabla donde se presenta diferentes autores:7
7 Suarez Díaz Jaime. Deslizamientos y estabilidad de taludes en zonas tropicales, Instituto De Investigación, 1998
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Figura 24. Métodos de análisis de estabilidad de taludes
Fuente. Deslizamientos, análisis geotécnico, Jaime Suarez.
De acuerdo al tipo de superficie de falla de la ladera analizada en el presente proyecto de grado, se adopta la metodología de Bishop.
METODO DE BISHOP
Bishop (1955) presentó un método utilizando dovelas y teniendo en cuenta el efecto de las fuerzas entre las dovelas. Bishop asume que las fuerzas entre dovelas son horizontales es decir, que no tiene en cuenta las fuerzas de cortante. La solución rigurosa de Bishop es muy compleja y por esta razón, se utiliza una versión simplificada de su método, de acuerdo con la expresión:
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Donde: Δl = longitud de arco de la base de la dovela W = Peso de cada dovela C’, φ= Parámetros de resistencia del suelo. u = Presión de poros en la base de cada dovela = γ w x h w α = Angulo del radio y la vertical en cada dovela.
El método simplificado de Bishop es uno de los métodos más utilizados actualmente para el cálculo de factores de seguridad de los taludes. Aunque el método sólo satisface el equilibrio de momentos, se considera que los resultados son muy precisos. A continuación se presenta la metodología grafica para la determinación del factor de seguridad en una ladera por medio de la utilización de tajadas.8
Figura 25. Tajadas en una ladera.
Fuente. Deslizamientos, análisis geotécnico, Jaime Suarez. Figura 26. Diagramas de fuerzas analizadas pro Bishop
Fuente. Deslizamientos, análisis geotécnico, Jaime Suarez.
8 Morgenstern n., Price V. The analysis of the stability of general slip surfaces. Geotechnique vol 15 2005
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4.6. ANALISIS DE CAPACIDAD DE CARGA EN ZAPATAS SUPERFICIALES
La capacidad de carga en un suelo, es definida como la presión que puede soportar el suelo antes de presentarse la falla en la cimentación, Para el cálculo de la capacidad portante es necesario contar con las propiedades geotécnicas del suelo (peso específico, cohesión y ángulo de fricción) o un ensayo de penetración estándar a la profundidad deseada con el fin de utilizar correlaciones empíricas para la determinación de esta capacidad de carga.9
La capacidad de carga admisible, es la capacidad de carga que se asume para el diseño y es calculada como la capacidad de carga ultima dividida en un factor de seguridad (FS=3).
Tomado de “principio de ingeniería Braja Das”. Considere una cimentación corrida que descansa sobre la superficie de arena densa o suelo cohesivo firme, como lo muestra la siguiente figura. Si la carga se aplica gradualmente a la cimentación, el asentamiento se incrementará. La variación de la carga por unidad de área q, sobre la cimentación también se presenta en la figura mostrada. En cierto punto, cuando la carga por unidad de área es igual a qu, tendrá lugar una falla repentina del suelo que soporta a la cimentación y la zona de falla en el suelo se extenderá hasta la superficie del terreno. Esta carga por área unitaria qu, se denomina generalmente capacidad de carga última de la cimentación.10
Figura 27. Falla del suelo por capacidad de carga (falla general)
Fuente. Braja Das
Terzaghi (1943) fue el primero en presentar una teoría completa para evaluar la capacidad de carga última en cimentaciones superficiales (la profundidad de cimentación Df<4 ancho de cimentación B). Terzaghi sugirió que para una cimentación corrida (L< 9 Lambe, W., Whitman, R., 1972. Mecánica de suelos. Instituto Tecnológico de Massachusetts, Editorial Limusa-Wiley S.A. 10 Braja Das, Principios de ingeniería de cimentaciones, V edición. 54 Figura Falla por capacidad de carga en suelo bajo una cimentación corrida Fuente. Braja Das, principios de ingeniería de cimentaciones Usando el análisis de equilibrio, Terzaghi expresó la capacidad de carga última en la siguiente forma: Donde: C= cohesión del suelo ϒ= peso específico del suelo q= ϒ*Df Nc, Nq y Nϒ= factores de capacidad de carga adimensionales en función del ángulo de fricción. Para cimentaciones que presentan excentricidad en una dirección como los muros en voladizo, se debe realizar modificaciones a las ecuaciones de capacidad de carga teniendo en cuenta dicha excentricidad, a continuación se presenta ilustraciones de las modificaciones y los cálculos para cimentaciones excéntricas en una dirección. 55 Figura 28. Excentricidad en zapatas con excentricidad en una dirección Fuente. Vladimir merchan. Figura 29. Presiones en el suelo para zapatas excéntricas. Fuente. Vladimir merchan Figura 30. Áreas efectivas en zapatas excéntricas Fuente. Vladimir merchan. 56 4.7. ANALISIS DE CAPACIDAD DE CARGA EN PILAS. Las pilas perforadas son elementos estructurales construidos por medio de la excavación del suelo a una profundidad requerida y posteriormente fundidas con hormigón. Figura 31. Tipos de pilas Fuente. Braja Das, principios de ingeniería de cimentaciones En las pilas la capacidad de soporte se divide en dos, la capacidad portante por punta y por fricción, siendo mayores los aportes por punta en las pilas.11 Figura 32. Características de las pilas 11 Braja Das, Principios de ingeniería de cimentaciones, V edición. 57 Fuente. Braja Das, principios de ingeniería de cimentaciones Figura 33. Procedimientos de construcción Fuente. Braja Das, principios de ingeniería de cimentaciones METODO DE CHICAGO:Uno de los metodos mpas viejo de construcción de pilas perforadas es el método de Chicago, para éste, se excavan manualmente agujeros circulares con diametros superiores a 1,1 metros, a intervalos de 0,6 a 1,8 metros de profundidad. Los lados del agujero excavado se forran entonces con tablones verticales, mantenidos firmemente en su posicion por dos anillos circulares de acero. Después de colocar los anillos, la excavación se continua por otros 2 a 6 pies (0,6 a 1,8 m), cuando se alcanza la profundidad deseada, se procede a excavar la campana. finalmente se rellena la pila con concreto METODO DE GOW: el método de Gow de constricción, el agujero se excava a mano. Forros metálicos telescópicos se usan para mantener el barreno. Los forros son retirados uno a la vez conforme avanza el colado. El diámetro mínimo de una pila perforada Gow es de aproximadamente 4 pies (1,22m) Cualquier sección del forro es aproximadamente 2 pulgadas (50 mm) menor en diámetro que la sección inmediatamente arriba de ella. Pilas de hasta 100 pies (30m) se logran con este método.12 Dimensionamiento del fuste 12 Marquez Cardenas, Gabriel. Propiedades ingenieriles de los suelos. Universidad Nacional de Colombia. Seccional Medelliin. Facultad de Minas, Medellin, 1983. 58 4.7.1. Capacidad de carga en punta vesic (1967) Figura 34. Valores Nq en función del ángulo de Friccion Fuente. Braja Das, principios de ingeniería de cimentaciones 4.7.2. Capacidad de carga por fricción para suelos arenosos. 4.7.3. Normalización de las carga por fricción en suelos arenosos Figura 35. Normalización de las carga por fricción en suelos arenosos 59 Fuente. Braja Das, principios de ingeniería de cimentaciones 4.7.4. Normalizacion de la carga por punta para suelos arenosos Figura 36. Normalizacion de la carga por punta para suelos arenosos Fuente. Braja Das, principios de ingeniería de cimentaciones 4.8. ANALISIS GEOTECNICO DE MURO EN VOLADIZO Los taludes verticales o casi verticales de suelo son soportados por muros de retención, tabla estacas en voladizo vertical, ataguías de tabla estacas, cortes apuntalados y otras estructurales similares. El adecuado diseño de esas estructuras requiere de la estimación de la presión lateral de la tierra, que es una función de varios factores como: a) el tipo y magnitud del movimiento de los muros. B) los parámetros de resistencia al cortante del suelo, c) el peso específico del suelo y d) las condiciones de drenaje en el relleno. 4.8.1. Presión lateral en reposo. 60 Se define como la presión lateral en reposo, la condición cuando el muro esta en reposo y no se permite que se mueva respecto a la masa de suelo (es decir deformación horizontal nula) Figura 37. Presión lateral en reposo Fuente. Braja Das, principios de ingeniería de cimentaciones Coeficiente de presión de tierra en reposo 4.8.2. Presión activa de tierra Esta condición se presenta cuando un muro tiende a moverse alejándose del suelo una distancia delta x, Coeficiente de presionde tierra activa 61 4.8.3. Presión pasiva de tierra Esta condición se presenta cuando un muro tiende a moverse acercándose hacia la masa de suelo del suelo una distancia delta x, 13 4.8.4. Coeficiente de presión de tierras en condición activa movilizada Kamob 4.9. Tipos de muros en gravedad. Existen diferentes tipos de muro para la retención de materiales de suelo, entre los que se encuentran los muros en gravedad, muros de semi gravedad y muros en voladizo. Figura 38. Tipos de muros Fuente. Braja Das, principios de ingeniería de cimentaciones 13 Taylor, D.W., 1948. Fundamentals of Soil Mechanics. John Wiley 62 Figura 39. Dimensionamiento de muros de retención Fuente. Braja Das, principios de ingeniería de cimentaciones Figura 40. Diagramas de fuerzas actuantes en los muros 63 Fuente. Braja Das, principios de ingeniería de cimentaciones 4.9.1. Revisiones de los muros Revisión por volteo FS>3 para condiciones estáticas FS>2 condiciones pseudo estáticas. Revisión por deslizamiento a los largo de la base. 64 Figura 41. Chequeo por deslizamiento Fuente. Braja Das, principios de ingeniería de cimentaciones Revisión por capacidad de apoyo Figura 42. Revisión por capacidad de apoyo 65 Fuente. Braja Das, principios de ingeniería de cimentaciones 5. DISEÑO METODOLOGICO 5.1. TIPO DE INVESTIGACION 66 Para la realización del presente proyecto de grado se utilizaron diferentes métodos de investigación, ya que el proyecto consiste en el reconocimiento del terreno, la exploración del terreno, la elaboración de los laboratorios de suelos y la realización de los modelos geológicos geotécnicos de los escenarios encontrados. 5.1.1 INVESTIGACION DESCRIPTIVA El objetivo de la investigación descriptiva consiste en llegar a conocer las situaciones, costumbres y actitudes predominantes a través de la descripción exacta de las actividades, objetos, procesos y personas. Su meta no se limita a la recolección de datos, sino a la predicción e identificación de las relaciones que existen entre dos o más variables. Los investigadores no son meros tabuladores, sino que recogen los datos sobre la base de una hipótesis o teoría, exponen y resumen la información de manera cuidadosa y luego analizan minuciosamente los resultados, a fin de extraer generalizaciones significativas que contribuyan al conocimiento.14 Para el presente proyecto de grado, se utilizó este tipo de investigación ya que fue necesario identificar variables que definen el comportamiento de los suelos y su comportamiento geo mecánico, para la identificación de las respuestas del terreno. una vez conocidas las propiedades de los materiales y la teoría de suelos existentes, es posible conocer el comportamiento de las ladera y predecir la estabilidad de esta. 5.1.2 INVESTIGACION DE CAMPO Constituye un proceso sistemático, riguroso y racional de recolección, tratamiento, análisis y presentación de datos, basado en una estrategia de recolección directa de la realidad de las informaciones necesarias para la investigación. De acuerdo con el propósito, la investigación de campo puede ser de dos tipos: Investigación exploratoria, constituida por aquellos estudios que tratan de describir la situación sin intentar explicar o predecir las relaciones que se encontraran en ella. Verificación de Hipótesis, trata de establecer relaciones entre variables, con la finalidad de explicar el comportamiento del fenómeno o hecho en estudio. Para la realización del proyecto de grado fue necesario efectuar una investigación de campo, por medio de verificación de hipótesis, en la cual se recuperaron muestras de suelo para el estudio del comportamiento de este, por medio de laboratorios de suelos. La exploración se realizó por medio de sondeos SPT y apiques en el suelo a 2 metros de profundidad. 5.1.3 INVESTIGACION EXPERIMENTAL 14 Joan Miro, La investigación Descriptiva, 2006 [online] http://noemagico.blogia.com/2006/091301-la- investigacion-descriptiva.php 67 La investigación experimental se presenta mediante la manipulación de una variable experimental no comprobada, en condiciones rigurosamente controladas, con el fin de describir de qué modo o por qué causa se produce una situación o acontecimiento particular. Su diferencia con los otros tipos de investigación es que el objetivo de estudio y su tratamiento dependen completamente del investigador, de las decisiones que tome para manejar su experimento. El experimento es una situación provocada por el investigador para introducir determinadas variables de estudio manipuladas por él para controlar el aumento o disminución de esas variables y su efecto en las conductas observadas. En el experimento, el investigador maneja de manera deliberada la variable experimental y luego observa lo que ocurre en condiciones controladas. La experimentación es la repetición voluntaria de los fenómenos para verificar su hipótesis.15 En el presente proyecto de grado se utilizó este tipo de investigación experimental, ya que para la determinación de la estabilidad de la ladera, es necesario identificar las variables, que pertenecen a los parámetros del suelo y la geometría (topografía), con estos parámetros de entrada es posible predecir el comportamiento de la estructura del suelo. También se utiliza este tipo de investigación en la determinación de la la capacidad portante de las pilas y el análisis geotécnico del muro en voladizo 6. ANALISIS DE DATOS 15 Ruiz Luin J. Investigacion experimental, 2009 [online] http://www.monografias.com/trabajos14/investigacion/investigacion.shtml 68 En este capítulo, se describe las actividades llevadas a cabo para la determinación de las características principales para el modelamiento geológico geotécnico de la ladera analizada. 6.1 ALCANCES Dentro del alcance del presente proyecto se encuentran las siguientes actividades para cada sector crítico: Realización del levantamiento topográfico del sector a analizar. Reconocimiento de la geología regional de la zona. Identificación de las unidades geológicas superficiales. Levantamiento de las unidades geomorfológicas. Exploración del subsuelo mediante toma de muestras semi- inalteradas por medio de la realización de sondeos SPT y apiques sobre la zona inestable. Realización de ensayos de laboratorio a las muestras extraídas de la exploración geotécnica. Se realizaran ensayos de granulometría, límites de Atterberg, peso específico, humedad natural y ensayos de corte directo. Realizar el modelamiento geológico geotécnico de amenaza por fenómenos de remoción en masa de las secciones transversales modeladas, mediante el uso del software SLIDE de la firma ROCSCIENCE y siguiendo los lineamientos de la normatividad Colombiana regida por la Norma Sismo resistente colombiana NSR -10. Realizar el modelamiento geotécnico con dos escenarios críticos. Escenario 1 Terreno natural con ascenso máximo del nivel freático y aceleración pseudo estática. Escenario 2Terreno con obras de mitigación con ascenso máximo del nivel freático y aceleración pseudo estático. Identificar, planificar y Diseñar las medidas de mitigación y control de la inestabilidad por fenómenos de remoción en masa. Como resultado del estudio se entregará un informe técnico con los análisis geotécnicos. El informe final contendrá los siguientes planos por cada sector crítico: Plano Topográfico en planta y perfiles topográficos. Plano de unidades geológicas superficiales (planta y perfil). Plano geomorfológico. Plano en planta de las obras de mitigación de las alternativas propuestas. Plano de perfiles de las obras de mitigación de las alternativas propuestas. Plano de detalles de obras. 6.2. EXPLORACION GEOTECNICA GENERAL 69 6.2.1 RECONOCIMIENTO E INVESTIGACIÓN DEL TERRENO Para la realización de la fase de campo, se efectuó un reconocimiento preliminar del terreno, donde se identificó la inestabilidad de la zona crítica, la tendencia de sus pendientes, la cobertura vegetal y la geomorfología presente en el terreno, entre otros parámetros que se pueden identificar en la visita de campo. Una vez identificadas las características del terreno a estudiar, se efectuó una exploración geotécnica, por medio de 4 apiques (a 1.5 metros de profundidad y trincheras sobre los cortes de la ladera) y 5 sondeos SPT, ubicados estratégicamente sobre el área analizada. Los Sondeos SPT, permiten conocer como es el comportamiento del suelo en profundidad, a través del N de penetración obtenido del ensayo, además permite la obtención de muestras de suelos semi inalteradas en el tramo del ensayo, a estas muestras se les realizara ensayos de humedad natural, granulometría, límites de Atterberg y peso específico. Los apiques se realizaron con el fin de extraer muestras de suelo inalteradas, para la realización de los apiques se realizaron excavaciones hasta dos metros ó hasta donde se encontrara el estrato de suelo duro. Figura 43. Ubicación de la exploración geotécnica en perfil Fuente. Autor 6.1.1.1 Apiques 70 Sobre el área de la banda de la vía analizada se dispersaron 4 apiques a profundidades variables de aproximadamente 1.5 metros de profundidad (hasta encontrar suelo duro); donde posteriormente se tomó la muestra de suelo inalterada en la profundidad excavada para posteriormente realizar el ensayo de corte directo a estas muestras de suelo, con el fin de determinar los parámetros geotécnicos de ángulo de fricción y cohesión. A continuación se muestra la ubicación de la exploración geotécnica que consta de 5 sondeos SPT y 4 apiques sobre el terreno: Figura 44.Ubicación de la exploración geotécnica en planta Fuente. Autor A continuación se muestra el registro del apique número 1, los demás apiques realizados se presentan en el anexo de registro de sondeos y apiques. Tabla 10.Apique 1 PROFUNDI ESQUE DESCRIPCIÓ APIQUE FOTOGRAFÍA DAD (m) MA N Material 0 - 0,05 orgánico, de color gris 1 Suelo limo arcillosos color 0,05 - 1,4 amarillo pardo plástico Fuente. Autor 71 6.3. REGISTROS DE PERFORACIÓN SPT Sobre el área estudiada, se dispersaron 5 sondeos, con el objetivo de contar con la información geotécnica sobre la mayoría del área de estudio (estratificación, y propiedades mecánicas del suelo), en los sondeos se encontró que el número de golpes aumenta con la profundidad, encontrándose suelos competentes con N de penetración superiores a 50 golpes por pie, a profundidades variables. A continuación se muestra el registro de los sondeos SPT realizados. Tabla 11.Ensayo de Campo SPT, sondeo 1 Fuente. Autor 72 El registro completo de los sondeos realizados, se presentan en el anexo de ensayos de laboratorio. 6.4. ENSAYOS DE LABORATORIO Durante la fase de campo se tomaron muestras semi- inalteradas e inalteradas de suelos, empacadas en bolsas de polietileno debidamente referenciadas y se realizaron ensayos de: Humedad (contenido de agua), peso específico, límites de Atterberg (plasticidad), granulometría (tamaño de granos) y cortes directos. Las muestras fueron transportadas al laboratorio y una vez descritas las muestras obtenidas en los sondeos se identificaron las más representativas y se realizaron los siguientes ensayos de laboratorio: Tabla 12. Resumen de ensayos de laboratorio NO ENSAYO NORMA ENSAYOS NORMAS INV-E 123 Análisis granulométrico por ASTM D422 30 tamizado AASHTO T88 NLT 104 Determinación en laboratorio del contenido de agua (humedad) en NORMAS INV-E 122 30 suelo, roca y mezcla de suelo ó ASTM D 2216 agregado. Determinación del Límite Líquido, NORMAS INV-E 125-126 Límite plástico e índice plasticidad AASHTO T 89-790 30 de los suelos NLT 105-105 Clasificación de suelos ASTM D 2487 30 INV E-154 - ASTM Corte directo 4 D3080 AASHTO T236 Peso especifico I.N.V. E - 128 30 Fuente. Autor 6.4.1. Ensayo de Clasificación de suelos, humedades, límites de consistencia y pesos específicos A continuación se presentan un resumen de los resultados obtenidos en las pruebas de laboratorio realizadas en las muestras extraídas los sondeos SPT realizados, los cuales serán usados para realizar la caracterización geo mecánica del material aflorante. Los ensayos de laboratorio se muestran en el anexo de resultados de laboratorio. Los ensayos corresponden básicamente a ensayos índices de clasificación (Límites de Atterberg, Granulometría, peso específico, Humedad natural y clasificación de suelos). 73 Tabla 13. Resumen de ensayos de laboratorio RESUMEN DE ENSAYOS DE LABORATORIO CHARALA COROMORO PESO LIMITES DE MUESTR PROF GRADACION ESPECIFI USCS WN % ATTERBERG A (m) CO LL % LP % IP % G % A % F % (KN/m3) 64.7 S1 - M1 0 - 1. ML 15.7 30.74 25.26 5.47 0.73 34.5 21.51 7 40.5 S1 - M2 1 - 2. SM 19.75 NP NP NP 11.43 46.02 21.39 1 37.4 S1 - M3 2 - 3. SM 20.37 NP NP NP 6.26 54.1 21.49 4 52.6 S1 - M4 3 - 4. ML 14.58 34.05 23.89 10.16 4.96 40.14 21.3 4 57.8 S1 - M5 4 - 5. ML 21.01 34.94 26.62 8.32 0 42.16 21.17 4 66.6 S1 - M6 5 - 6. ML 25.49 35.54 26.87 8.68 0 33.31 21.49 9 67.7 S1 - M7 6 - 7. ML 30.53 34.59 25.7 8.9 0 32.25 21.3 5 60.0 S1 - M8 7 - 8. ML 38.18 33.21 24.55 8.66 0.48 39.51 21.2 1 25.9 S1 - M9 8 -9. SM 18.53 NP NP NP 4.76 64.14 20.98 2 50.4 S2 - M1 0 - 1. ML 13.61 30.79 26.52 4.26 12.82 36.7 21.7 9 60.7 S2 - M2 1 - 2. ML 19.73 37.01 30.18 6.83 5.18 34.09 21.54 3 24.7 S2 - M3 2 - 3. SM 25.59 NP NP NP 0 75.28 21.41 2 38.2 S2 - M4 3 - 4. SM 23.4 NP NP NP 0 61.72 21.47 8 36.0 S2 - M5 4 - 5. SM 17.88 NP NP NP 6.8 49.85 21.32 7 36.2 S2 - M6 5 - 6. SM 15.6 NP NP NP 15.87 47.92 21.24 1 39.3 S2 - M7 6 - 7. SM 18.28 NP NP NP 11.4 49.21 18.28 8 46.0 S2 - M8 7 - 8. SM 18.7 NP NP NP 13.65 36.53 21.27 7 30.6 S2 - M9 8 -9. SM 21.01 NP NP NP 6.59 59.17 21.18 7 37.2 S3 - M1 0 - 1. SM 12.2 NP NP NP 6.38 56.41 21.05 1 70.6 S3 - M2 1 - 2. ML 14.27 NP NP NP 2.85 26.5 21.27 5 S3 - M3 2 - 3. ML 13.19 34.27 30.46 3.81 7.59 31.91 60.5 21.13 66.7 S3 - M4 3 - 4. ML 17.41 33.89 27.81 6.08 4.33 28.94 21.04 3 74 S3 - M5 4 - 5. ML 27.89 33.32 26.52 6.8 9.88 32.52 57.6 21.15 71.2 S3 - M6 5 - 6. ML 28.08 32.63 25.26 7.36 3.33 25.39 21.03 8 61.7 S3 - M7 6 - 7. ML 27.56 31.65 24.03 7.62 3.1 35.13 21.13 7 46.0 S3 - M8 7 - 8. SC 25.33 30.8 22.82 7.98 4.33 49.6 21.41 7 S4 - 37.8 0 - 2. SM 21.37 NP NP NP 6.37 55.74 21.37 M1M2 8 S4 - 56.6 2 - 4. CL 19.93 29.99 21.63 8.36 3.04 40.27 21.08 M3M4 8 S5 - 23.1 0 - 2. SM 10.63 NP NP NP 29.64 47.25 21.4 M1M2 1 38.2 S5M3M4 2 - 4. SM 11.2 NP NP NP 6.9 54.84 21.36 6 71.2 38.18 37.01 30.46 10.16 29.64 75.28 21.7 Valores Máximos 8 48.7 23.32 33.16 25.87 7.28 6.289 44.03 21.189 Valores Promedios 9 23.1 10.63 29.99 21.63 3.81 0 25.39 18.28 Valores Mínimo 1 Fuente. Autor WN LL LP IP G A F Humedad Limite Índice Limite liquido Gravas Arenas Finos natural plástico plástico De los resultados de clasificación de suelo utilizando la metodología S.U.C.S. se puede observar que el tipo de suelo encontrado en el Proyecto vial, entre los municipios de Charalá y Coromoro, pertenecen principalmente a suelos Areno limosos (SM) y limos de baja compresibilidad (ML), con porcentajes de arenas y finos altos (porcentajes de arenas promedio 44.03% y porcentajes de finos promedio 48.79%), razón por la cual es de esperar características geotécnicas no homogéneas. En cuanto a la humedad natural del suelo, se puede identificar humedades del suelo relativamente altas, con respecto a los límites de consistencia, superando en algunos casos los límites plásticos y para el S1 M8 se supera el límite líquido del material. De acuerdo a estas humedades altas más las precipitaciones constantes del lugar, es necesario disminuir la humedad del suelo, con el fin de evitar la plastificación de este, debido a que sus propiedades geotécnicas disminuyen para la condición plástica del suelo. En la determinación de límites de consistencia, se puede identificar que para algunos suelos no se presentan límites de Atterberg (líquido y plástico), debido a la condición más arenosa del material. En los materiales donde se encontraron límites de consistencia, se evidencian limites líquidos medios del orden de 33.16%, limite 75 plástico promedio de 25.87 e índices plásticos medios de 7.28. que representan materiales con contenido de finos cohesivos. Los ensayos de peso específico de los materiales, arrojaron valores de peso por unidad de volumen promedio de 21.19 (KN/m3). Este peso es característico de materiales finos. 6.5. RESULTADOS DE LABORATORIOS PARA SONDEOS A continuación se muestra un ejemplo del resumen de los ensayos de laboratorios realizados para los sondeos, para la determinación de la granulometría, humedad, límites de consistencia, clasificación y pesos específicos. Figura 45. Resultados de laboratorio para el sondeo 1 Fuente. Autor Figura 46. Resumen sondeo 1 Fuente. Autor 76 La totalidad de los resúmenes de las características para los demás sondeos, se presentan en el anexo de resultados de laboratorio. 6.6. RESULTADOS DE ENSAYOS DE CORTE DIRECTO Mediante esta prueba se pretende determinar los parámetros de resistencia de los diferentes materiales que afloran en la zona, estos ensayos se realizaron para las muestras extraídas de los apiques de donde se muestran los resultados de los ángulos de fricción y de cohesión de los suelos presentes en el área de estudio. Tabla 14. Resultados de corte directo COHESIÓN FRICCIÓN APIQUE KPa (°) 1 18.4 25.1 2 23.4 29.2 3 24.5 25.5 4 37.7 20.2 Fuente. Autor En los resultados de corte directo se pueden apreciar las características geotécnicas del suelo, encontrando valores de cohesión superiores a 23.4 KPa y ángulos de fricción superiores a 20.2°. Estos parámetros geotécnicos, representan valores de cohesión coherentes, debido a la presencia de materiales finos en altos porcentajes y valores de Angulo de fricción medios debido a los porcentajes de arenas encontrados en el suelo. Los resultados de corte directo serán utilizados en la definición para la definición del modelo geológico Geotécnico. 6.7. CORRELACIONES PARA LA INTERPRETACION DE LOS ENSAYOS SPT A continuación se presentan tablas indicativas que permiten la interpretación general de los resultados de los ensayos realizados, para el tipo de suelo encontrado en el área analizada. Densidad relativa y estado del suelo para suelos granulares(Ref.: JamielKowski y otros, “New correlations of penetration tests for design practice”Penetration testing, 1988 ISOPT-1, Balkema, 1988). Tabla 15. Correlaciones para interpretar los ensayos SPT en suelos granulares Número de penetración Densidad Estado del estándar N relativa % suelo 0 a 3 0 a 15 Muy suelto 3 a 8 15 a 35 Suelto 8 a 25 35 a 65 Medio 25 a 42 65 a 85 Denso 42 a 58 85 a 100 Muy Denso Fuente. Braja Das 77 Consistencia y resistencia a la compresión para suelos arcillosos(Ref. Braja Das. “principios de ingeniería de cimentaciones”, Thomson Editores, México, 1999). Tabla 16. Correlaciones para interpretar los ensayos SPT en suelos arcillosos Número de penetración Resistencia a la consistencia estándar N compresión (Kpa) 0 a 2 Muy blanda 0 a 25 2 a 5 Blanda 25 a 50 5 a 10 Medio firme 50 a 100 10 a 20 Firme 100 a 200 20 a 30 Muy firme 200 a 400 >30 Dura >400 Fuente. Braja Das De esta tabla indicativa se puede conocer la consistencia aproximada del suelo y la resistencia a la compresión. Las correlaciones para cada sondeo, se presentan en el anexo de ensayos de laboratorio. 6.7.1. Correlación del ángulo de fricción para suelos. Partiendo de los valores de N obtenidos del ensayo de penetración estándar, y sabiendo que el material aflorarte tiene características finas, con presencia de altos porcentajes de arenas, se utilizó la gráfica planteada por Lambe y Whitman, para determinar el ángulo de fricción correlacionado para arena fina, arena limosa y se utilizó el 80% del valor determinado. Los valores correlacionados para los sondeos realizados, se presentan en el anexo de ensayos de laboratorio. Figura 47. Ángulo de fricción correlacionado φ para suelos Fuente. Lambe y Whitmansoilmechanics 78 6.7.2 Correlaciones para suelos usando DinamycProbing También se realizó la correlación de parámetros como cohesión no drenada, el módulo de Young, peso específico, peso específico saturado, ángulo defricción entre otros parámetros geotécnicos, usando el software Dinamyc Probing, las correlaciones obtenidas se muestran en el anexo de correlaciones. Coeficientes De Presión De Tierra Ka, Kp y K0 El cálculo de los empujes para el diseño de muros de contención, anclaje o cualquier estructura que lo requiera se hará para un ángulo de fricción interna del suelo de φ: 30 (relleno) para el cual los coeficientes de presión de tierras recomendados son los siguientes: Ka (coeficiente de presión activa tan2(45-θ/2) 0,33 Kp (coeficiente de presión pasiva tan2(45-θ/2) 3,00 Ko (coeficiente de presión en reposo 1-sen(θ) 0,50 6.8. ANALISIS DE RESULTADOS El modelo geológico-geotécnico se define como aquel que involucra aspectos geológicos (variación en profundidad de los diferentes depósitos) y geotécnicos (caracterización geo mecánica de los diferentes materiales). Para el modelo geológico geotécnico efectuado en el sector inestable analizado entre las vías de Charala y Coromoro en el kilómetro K4+700, se seleccionaron dos perfiles del terreno natural en estudio, que fueron caracterizados a partir de sus parámetros geo mecánicos obtenidos de los ensayos de campo, laboratorio, correlaciones, las características geológicas y geomorfológicas, Teniendo en cuenta que sean los perfiles más críticos que presenten una topografía con las pendientes mayores encontradas en la zona de estudio, con el fin de modelar el caso más extremo, con esto se garantiza la estabilidad de todo el sector. 6.9. DISTRIBUCION DE LOS MATERIALES EN PROFUNDIDAD De acuerdo a la información obtenida de los resultados de laboratorio (sondeos SPT, ensayos de clasificación de suelos y corte directo) y geología local del sector, se procedió a definir los tipos y espesores de los materiales de suelo encontrados en profundidad, agrupándolos de acuerdo a su similitud y características geo mecánicas (N SPT y clasificación de suelos). De este análisis se puede identificar que la ladera analizada, se encuentra constituida por un suelo residual de la formación el tablazo, superficialmente meteorizado y disminuyendo su perfil de meteorización a medida que se profundiza en el terreno. También se evidencia un suelo coluvial, en la ladera ubicada adyacente a la banca externa de la vía, esta ladera colinda con el cauce identificado. A continuación se muestra los perfiles de suelo realizados de acuerdo a la exploración geotécnica realizada. 79 Figura 48. Perfiles modelados en planta topográfica Fuente. Autor Figura 49. Distribución de los materiales de suelo perfil A A´ S.R.M.M= Suelo Residual Muy Meteorizado S.R.M= Suelo Residual Meteorizado S.R.P.M= Suelo Residual Poco Meteorizad S.C= Suelo Coluvial. L.C Lecho de Cauce Fuente. Autor Slide 80 Figura 50. Distribución de los materiales de suelo perfil B B´ Fuente. Autor Slide De la distribución de los materiales en profundidad, se puede identificar un suelo residual muy meteorizado superficialmente, con espesores de hasta 6 metros y resistencia baja (de acuerdo a la exploración geotécnica y los resultados de laboratorio), bajo este suelo se puede apreciar un suelo residual meteorizado un poco más competente, con espesores medios de 3 metros en la zonas planas del estrato y de hasta 5 metros en las zonas con pendiente, bajo este suelo, se encuentra un suelo residual poco meteorizado, de alta resistencia donde se obtuvo rechazo en suelo del ensayo de penetración estándar con espesores medios de 6 metros hasta encontrar la roca de la formación Tablazo que representa un estrato competente que no se ve afectado por fenómenos de remoción en masa.Adyacente a la banca externa de la vía, sobre la ladera baja, se encontró un suelo coluvial activo suelto con espesores de hasta 1.5 metros de profundidad. Finalmente en el pie del deslizamiento se evidencia el lecho rocoso del cauce existente. 6.10. PARÁMETROS GEOTÉCNICOS EMPLEADOS EN EL MODELAMIENTO Para la definición de los parámetros de resistencia de los diferentes materiales de suelo encontrados, se obtuvieron a partir de los resultados de la exploración geotécnica (tabla de N de penetración), resultados de laboratorio (Corte Directo, Granulometría, Límites de Atterberg, Humedad y pesos específicos) y de las correlaciones con el N de penetración (Correlaciones de consistencia y ángulo de friccion y DinamycProbing), las correlaciones de los sondeos se muestran en el anexo de correcciones con SPT. A continuación se muestra los parámetros asumidos para los diferentes estratos de suelo. 81 Tabla 17. Parámetros asumidos PARAMETROS ASUMIDOS Vel Peso Módulo TIPOS DE Peso onda Coef Fricción Cohesió esp de MATERIALE esp de de (°) n (KPa) sat Young S (T/m3) corte poisson (T/m3) (KN/m2) (m/s) SUELO 5 0 1.5 1.7 3482 83.12 0.35 COLUVIAL SUELO RESIDUAL MUY 25.5 23.4 2.1 2.2 8206 108.46 0.34 METEORIZ ADO SUELO RESIDUAL 161.52 28.8 37.7 2.2 2.4 27526 0.31 METEORIZ 5 ADO [4] - SUELO RESIDUAL POCO 161.52 30 37.7 2.2 2.4 27526 0.31 METEORIZ 5 ADO PROFUNDO LECHO DE 40 0 1.8 - - - - CAUCE Fuente. Autor 6.11. ESCENARIOS DEL MODELAMIENTO Para el análisis de estabilidad, se realizaran modelos de geológicos geotécnicos con las condiciones actuales, con condiciones críticas de ascenso máximo de nivel freático y aceleración Pseudo estática y con obras de mitigación para condiciones críticas. Escenario 1: Terreno natural en condición estática y nivel freático encontrado. Escenario 2: Terreno natural con aceleración Pseudo - estático (2*Aa/3=0.13g) y ascenso máximo del nivel freático. Escenario 3: Terreno con obras de mitigación en condición Pseudo-estática (0.13g) y ascenso máximo del nivel freático. 6.12. CATEGORIZACION DE ESTABILIDAD Como criterios para definir los niveles de seguridad de la ladera, se utilizaron los especificados en el titulo H de la Norma Sismo Resistente NSR-10. En este título se 82 encuentra la tabla H.2.4-1 que muestra los factores de seguridad mínimos directos para garantizar la estabilidad del terreno. Tabla 18. Factores de seguridad básicos mínimos directos FSBM FSBM Condición Diseñ Construcció Diseñ Construcció o n o n Carga muerta + Carga Viva Normal 1.50 1.25 1.80 1.40 Carga muerta + Carga Viva Normal + 1.25 1.1 1.40 Sismo de Diseño Seudo Estático 1.15 No se No se Taludes - Condición Estática y Agua 1.10 1.00 (*) permit permite Subterránea Normal e Taludes Condición Seudo-estática con Agua Subterránea Normal y Coeficiente 1.50 1.25 1.80 Sísmico de Diseño. 1.40 No se No se 1.05 1.00 (*) permit permite e Fuente. NSR-10 De acuerdo a la tabla anterior se asume la condición de taludes – condición Pseudo estática- agua subterránea normal y coeficiente sísmico de diseño. Para los cuales se recomienda un factor de seguridad mínimo de diseño de 1.05 para garantizar la estabilidad del talud, sin embargo para determinar la condición con agua subterránea máxima, se asume como estables los modelos con factores de seguridad superiores a 1.2 para esta condición y para la condición estática se deben garantizar factores de seguridad superiores a 1.5. Para la definición de los factores de seguridad, se determinaron estos, por medio de las metodologías de Bishop, Jambu, Spencer y Morgenstern – Price. Asumiendo los factores de seguridad determinados por Bishop, ya que las superficies de falla predominantes son de tipo rotacional y este método es utilizado en este tipo de superficies de falla. 6.13. RESULTADOS DE LOS ANALISIS DE ESTABILIDAD ANTE DESLIZAMIENTO Por medio del análisis de estabilidad de los taludes donde se realizó el modelamiento de estos en el software SLIDE de la firma ROSCIENCE se analizó la estabilidad general por medio del equilibrio límite, determinando los factores de seguridad de falla para los tres escenarios, cuyos resultados se presentan a continuación: Para la determinación de estos factores de seguridad se asumió el método de Bishop, ya que este método es adecuado para el análisis de fallas circulares, esta falla es representativa de este talud, ya que presenta un perfil de meteorización y no se 83 evidencian estratos de suelo duro o roca cerca a la superficie para que se presente otro tipo de superficies de falla. 6.13.1. Escenario 1: Terreno natural en condición estática y nivel freático encontrado Este escenario describe la condición actual de la ladera y se analiza la estabilidad actual. A continuación se muestra los resultados de los modelamientos para este escenario. Figura 51. Resultados de análisis de estabilidad escenario 1 perfil A-A´ (Bishop) Fuente. Autor–Slide Figura 52. Factor de seguridad a través de la ladera perfil AA´ escenario 1 Fuente. Autor –Slide 84 Figura 53. Resultados de análisis de estabilidad escenario 1 perfil B-B´ (Bishop) Fuente. Autor –Slide Figura 54. Factor de seguridad a través de la ladera perfil B-B´ escenario 1 Fuente. Autor –Slide Tabla 19. Resultados del análisis de estabilidad escenario 1 ESCENARIO 1 PERFIL AA´ PERFIL BB´ METODO FS Determinístico METODO FS Determinístico BISHOP 0,299 BISHOP 0,286 JAMBU 0,295 JAMBU 0,282 SPENCER 0,299 SPENCER 0,285 MORGENSTERN - MORGENSTERN – 0,298 0,285 PRICE PRICE Fuente. Autor 85 De acuerdo a los resultados de los modelamientos, se identifica que la ladera presenta una inestabilidad sobre la parte baja, adyacente a la banca externa de la vía, donde se observa el material coluvial, debido a sus bajas propiedades geomecánicas por la condición de coluvión activo, obteniendo factores de seguridad inferiores a 0.299, estos factores de seguridad representan una inestabilidad inmediata para el material coluvial, sin embargo, no se evidenciar superficies de falla que comprometan el material residual. 6.13.2. Escenario 2: Terreno natural con aceleración Pseudo - estático (0.13g) y ascenso máximo del nivel freático Una vez identificada la estabilidad general de la ladera para las condiciones actuales (a la realización de la exploración geotécnica), se comprobara la estabilidad general de esta, para condiciones críticas de ascenso máximo del nivel freático y aceleración Pseudo- estática, con el fin de realizar el modelamiento para un evento crítico. A continuación se muestran los resultados del modelamiento para este escenario. Figura 55. Resultados de análisis de estabilidad escenario 2 perfil A-A´ (Bishop) Fuente. Autor Figura 56. Factor de seguridad a través de la ladera perfil A-A´ escenario 2 Fuente. Autor 86 Figura 57. Resultados de análisis de estabilidad escenario 2 perfil B-B´ (Bishop) Fuente. Autor Figura 58. Factor de seguridad a través de la ladera perfil B - B´ escenario 2 Fuente. Autor Tabla 20. Resultados del análisis de estabilidad escenario 2 ESCENARIO 2 PERFIL AA´ PERFIL BB´ FS FS METODO METODO Determinístico Determinístico BISHOP 0,242 BISHOP 0,218 JAMBU 0,237 JAMBU 0,213 SPENCER 0,239 SPENCER 0,217 MORGENSTERN MORGENSTERN 0,24 0,216 - PRICE - PRICE Fuente. Autor 87 Para este escenario que contempla un evento de lluvia crítica y una condición Pseudo estática, también se evidencia que los factores de seguridad mínimos, cuentan con magnitudes inestables, siendo estas inferiores a 0.242 y se encuentran sobre el material coluvial, sin embargo, también se encuentran superficies de falla inestables sobre el material de suelo residual meteorizado, lo que compromete la integridad de la ladera general y de la vía existente, pudiendo presentarse fenómenos de remoción en masa y afectando el paso vehicular y la comunicación entre los municipios de Charala-Coromoro. De acuerdo a este análisis es necesario efectuar obras de mitigación y estabilización, que garanticen la integridad de la vía y de la ladera. A continuación se presenta el escenario 3, donde se contempla la realización de obras geotécnicas, que tienen la función de mitigar y estabilizar los fenómenos de remoción en masa. 6.13.3. Escenario 3: Terreno con obras de mitigación en condición Pseudo-estática (0.13g) y ascenso máximo del nivel freático En el escenario 2 se demostró que existe la necesidad de la implementación de obras para la mitigación de la amenaza por deslizamiento, por lo tanto, en este escenario, se realizarán los análisis de estabilidad, teniendo en cuenta las obras que permitan garantizar la estabilidad del talud en estudio, para lo cual se proponelas siguientes medidas: OBRAS DE ESTABILIZACION Construcción de muro en voladizo de 3 metros de altura y 60 metros de longitud, cimentados sobre pilas de 1.1 metros de diámetro y 6 metros de longitud, la ubicación de este muro se encuentra adyacente a la banca externa de la vía, y cumple la función de estabilizar dicha banca, la ladera alta y garantizar la calzada completa, que actualmente se ha perdido aproximadamente el 50%. La ubicación en planta, perfil y detalles del muro, se puede observar en los planos de diseños geotécnicos y en las especificaciones técnicas. Remoción del material coluvial, debido a que este material se encuentra actualmente inestable y se requiere la remoción de estos suelos sueltos, para la realización de la revegetalización de las zonas intervenidas. Además debido a la condición suelta, se aumenta la permeabilidad del suelo, permitiendo la infiltración de aguas de escorrentía.Control de erosión por medio de revegetalización con pasto Pennisetumpurpureum, llamada comúnmente hierba de elefante ó pasto vetiver. 88 OBRAS DE DRENAJE Y CONTROL DE EROSION. Realización de canaletas flexibles con el sistema de bolsas de suelo cemento. Estas canaletas flexibles, cumplen la función de recolectar las aguas de escorrentía superficial y la proveniente de los drenes de penetración horizontal. Canaletas flexibles disipadoras, en los lugares de alta pendiente para el descole de las aguas al cauce. El sistema flexible se recomienda realizar con bolsas de suelo cemento con saltos de como máximo de 0.5 metros.Canaletas rígidas, se ubicaran estas canaletas perimetrales a la vía, con el fin de recolectar las aguas de escorrentía sobre la calzada y el pie del talud y serán entregadas a las alcantarillas existentes. Drenes de penetración horizontal en la ladera alta de profundidad 12 metros en baterías de 3 drenes, distanciadas cada 10 metros horizontales y en la ladera baja drenes de penetración horizontal individuales de 24 metros de profundidad cada 6 metros horizontales, estos drenes de penetración tienen la función de abatir los niveles freáticos y mantienen el terreno superficialmente semi húmedo. Para el control de erosión hídrica, sobre el pie de ladera que colinda con el cauce, se propone la realización de geo esteras de protección de 8 metros de longitud. Los detalles y especificaciones de estas obras se presentan en los planos de diseños geotécnicos y especificaciones técnicas. A continuación se muestra los modelamientos geológicos geotécnicos, donde se muestran las obras de estabilidad (muro sobre caisson, drenes y cortes en la ladera), las obras para el control de erosión y aquellas que no incluyen en los modelos de estabilidad. Figura 59. Resultados de análisis de estabilidad escenario 3 perfil A-A´ (Bishop) 89 Muro Voladizo Bateria de drenes 12m PILA 6m Fuente. Autor Figura 60. Factor de seguridad a través de la ladera perfil AA´ escenario 3 Fuente. Autor Figura 61. Resultados de análisis de estabilidad escenario 3 perfil B-B´ (Bishop) 90 Muro Voladizo Bateria de drenes 12m PILA 6m Fuente. Autor Figura 62. Factor de seguridad a través de la ladera perfil B - B´ escenario 3 Fuente. Autor Tabla 21. Resultados del análisis de estabilidad escenario 3 ESCENARIO 3 PERFIL AA´ PERFIL BB´ FS FS METODO Determinístic METODO Determinístico o BISHOP 1,604 BISHOP 1,653 JAMBU 1,438 JAMBU 1,548 SPENCER 1,608 SPENCER 1,75 MORGENSTE MORGENSTE 1,605 1,754 RN - PRICE RN - PRICE Fuente. Autor 91 Del análisis de estabilidad con obras geotécnicas de mitigación y estabilización, se identifica una estabilidad general de la ladera encontrando factores de seguridad para una condición Pseudo estática y ascenso máximo del nivel freático superiores a 1.438. Estos factores de seguridad garantizan la estabilidad de la ladera. 6.14. ANALISIS DE ESTABILIDAD INTERNA DEL MURO PROPUESTO Este cálculo depende de varios factores, tipo de suelo, sobrecarga, del suelo retenido y el ángulo del talud en el tradós de la estructura de retención, a las condiciones de niveles freáticos que causen presión de poros y empuje sobre la estructura de retención. El empuje dinámico producido en la masa del suelo por el movimiento del terreno que generan incremento de esfuerzos y rotación en las direcciones principales de esfuerzos y deformaciones se analizan de dos maneras, la fuerza sísmica se tendrá en cuenta y las condiciones de cargas dinámicas del tránsito ya que la estructura es parte de la contención lateral de una vía. Para muros permanentes, el cálculo de la carga total o presión lateral total, se basa en una comparación del coeficiente de reposo Ko, El coeficiente de rankine mobilizado Ka mob, El Coeficiente de Coulomb y Los estados de presiones activas y pasivas estos parámetros requieren que para su obtención un factor de seguridad sobre los valores de la resistencia al cortante del suelo. Figura 63. Presión lateral de tierras considerada para la estructura 92 Fuente. Autor La Estructura de Retención considerada consiste en un Muro en Voladizo cimentado en Caissons de 1.10 mts de diámetro y con una longitud de 6 metros, el Muro en voladizo se dimensionó con una altura de 3 metros y las dimensiones que a continuación se describen: Figura 64. Dimensionamiento del muro Fuente. Autor Figura 65. Dimensiones modeladas 93 Fuente. Autor Figura 66. Propiedades geométricas del muro Fuente. Autor Tabla 22. Presión lateral en reposo Fuente. Autor 94 Tabla 23. Presión lateral en condición activa movilizada Fuente. Autor Tabla 24. Presión lateral a partir de dureza del material Fuente. Autor Tabla 25. Presión lateral pasiva (Coulomb) Fuente. Autor Tabla 26. Presión lateral arcillas medias Fuente. Autor Tabla 27. Presión lateral activa (Coulomb) Fuente. Autor 6.15. CALCULO DE ASENTAMIENTOS Se calculan los asentamientos promedios con base en los asentamientos esperados para arenas y arcillas rígidas. Se calcula el asentamiento esperado para una estructura adyacente situada a 3 mts de la corona del muro. Tabla 28. Calculo de asentamiento 95 SOBRECARGA Se considera una sobrecarga por las estructuras adyacentes de 1.8 Ton/m2 Coeficiente de Presión activa en condiciones Sísmicas [ √ ] CÁLCULO DEL EMPUJE COMBINADO { [ ]} Empuje Combinado Empuje Activo Empuje Activo por Sobrecarga 96 Empuje Activo por Sobrecarga es Sismo Empuje sísmico por presión de tierra PresiónHidrostática – Presión de Poro Altura nivel freático (tomado desde la base) 2 mts 6.15.1. CÁLCULOS DE FUERZAS Y MOMENTOS RESISTENTES 6.15.2. CALCULO DE FUERZAS Y MOMENTOS ACTUANTES 97 6.15.3. CHEQUEO POR DESLIZAMINETO EN CONDICIONES ESTATICAS FS deslizamiento = Sumatoria Fuerzas Resistentes / Sumatoria Fuerzas Deslizantes FS: 4.001 FS NSR 10 > 1.6 OK cumple! 6.15.4. CHEQUEO POR DESLIZAMIENTO EN CONDICIONES PSEUDOESTATICAS FS deslizamiento = Sumatoria Fuerzas Resistentes / Sumatoria Fuerzas Deslizantes FS: 3.85 FS NSR 10 > 1.05 OK cumple! 6.15.5. CHEQUEO POR VOLCAMIENTO EN CONDICIONES ESTÁTICAS FS vuelco = Sumatoria Momentos Resistentes / Sumatoria MomentosActuantes FS: 3.25 FS NSR 10 >3 OK cumple! 6.15.6. CHEQUEO POR DESLIZAMIENTO EN CONDICIONES PSEUDOESTATICAS FS vuelco = Sumatoria Momentos Resistentes / Sumatoria MomentosActuantes FS: 3.38 FS NSR 10 >2 OK cumple! 6.15.7. CHEQUEO DE FALLA POR CAPACIDAD PORTANTE Calculo de la Excentricidad en la aplicación de las solicitaciones en el suelo X: Sumatoria de Momentos resistentes .- Sumatoria Momentos Actuantes / Sumatoria Fuerzas Resistente En condiciones Estáticas X: 0.683 En condiciones Pseudoestáticas X: 0.697 Excentricidad: Ancho Zarpa / 2 - x Excentricidad Estáticas 0.367 Excentricidad Pseudo 0.353 Qmax = Sum Fzas Resistentes / Ancho Zarpa *(1 + 6ex / Ancho Zarpa) 98 Qmax: 319.443 Kn/mt Qmax: 26.74 Ton/mt Capacidad Portante TERZAGUI COHESION: 17.3 PESO ESPECIFICO: 21.2 KN/m3 Ang Friccion: 28.9 NC: 17.13 Nq: 7.07 Ny: 329 Df Profundidad desplante cimentación ltz Longitud Total de la Zarpa Chequeo por Capacidad Portante Q trasladada por solicitaciones 319.443 KN/m2 Q max a 1.0 mt de desplante (cim superficiales) 519.468 KN/m2 Parámetrosgeotécnicos a 4 mts del Perfil de diseño Factor de Seguridad 1.626 <3 Dado que la capacidad portante es menor que la que se requiere por las solicitaciones se procede con el diseño de cimentación profunda las solicitaciones se trasladaran a un estrato profundo y se calculará la capacidad de carga para este tipo de cimentación. 6.16. DISEÑO GEOTECNICO DE LA CIMENTACION 99 VIA CHARALA - COROMORO - CALCULO DE CAPACIDAD CIMENTACION MURO VOLADIZO 1. DIMENSIONAMIENTO DEL ELEMENTO Calculo del Ds Minimo (Diametro minimo de fuste) Area de Trabajo Requerida para la carga QW 319.443 ton Carga total QW 319.443 Kn F´C 21000 kn/m2 DS: 0.28 mts Diametro minimo del fuste DS: 1.10 Diametro asumido Diametro minimo de la campana Ap: Area neta punta (m2) Db: Diametro base (m) qp: Resistencia unitaria en punta Qp: neta= Carga de Trabajo * Factor de seguridad Qp= 1,277,772 Kn Esfuerzo Vertícal= q' q' 127.2 Kn/m2 Φ 28.9 grados Nq: 28 qpneta/(Nq-1)*q'= Ap Ap= Db˄2(π/4) AP: 0.37 m2 qp 383 Db 0.686 mts Db asumido: 1.5 mts 2. Meyerhoff (Braja Das - Principios de Ingenieria de Fundaciones) qp= 6*Cub*(1+0.2*L/Db)≤ 9 Cu Cub: Cohesion no drenada promedo dentro del 2Db bajo la base Para Pilas (Pilotes de gran diámetro) se debe chequear la siguiente ecuación para evitar asentamientos excesivos en la base. 100 qp= Fr * qp 5 Fr ≤1 ѱ1퐷푏 ѱ2 ѱ1= 0.0071 + 0.0021 L /Db ≤ 0.015 ѱ2+= 0.45 Cub0.5 0.5≤Ѱ2≤0.015 Qpu=qp * Ap Qpu=qp *σ v*(Nq-1) 2.2 Capacidad de Cargo con Base en el Indice de Rigidez (Vesic) 2.2.1 Según Vesic Qpu=qp *σ v*(Nq-1) 2.2.2 Según Reese - Touma 101 Tipo Arena Ncorr qp (KN/m2) Qp (Ib/pieˆ2) Suelta 10 0 0 Media 20 1530 32000 Muy Densa 50 3830 80000 2.2.3 Según Reese - O'Neill qpu = 06 Nf ≤ 45 Kg/cm2 Qpu=qp * Ap Meyerhoff - Longitud Diametro Diametro Area Punta Cub Ѱ1 Ѱ1 final Ѱ2 Ѱ2 final Fr qp=(KN/m2) Qpu Qpu2 Pilote Fuste (mt) Base (mt) (m2) (kn/m2) 4 1.10 1.5 1.77 172 0.0127 0.0127 5.9 0.5 4.82 1582.4 2800.848 2739.96 5 1.10 1.5 1.77 172 0.0141 0.0141 5.9 0.5 4.8 1720 3044.4 2739.96 6 1.10 1.5 1.77 245 0.0155 0.015 7.04 0.5 4.78 2646 4683.42 3902.85 Vesic - Rigidez Suelo Longitud Diametro Diametro Area Punta ɸ Ko C (Kn/m2) Gs Ko ϒ σv' (T) Irr Nσ Qpu (Kn) Pilote Fuste (mt) Base (mt) (m2) 4 1.10 1.5 1.77 28.90 0.517 17.2 2360 0.517 21.2 84.8 36.868 22 2238.83 5 1.10 1.5 1.77 28.90 0.517 17.2 4700 0.517 21.2 106 62.075 40 5088.25 6 1.10 1.5 1.77 28.90 0.517 24.5 9700 0.517 21.2 127.2 102.409 50 7632.38 Vesic Longitud Diametro Diametro Area Punta ɸ Nq ϒ σv' (T) Qpu (T) Pilote Fuste (mt) Base (mt) (m2) 4 1.10 1.5 1.77 28.90 29 21.2 84.8 4202.688 5 1.10 1.5 1.77 28.90 29 21.2 106 5253.36 6 1.10 1.5 1.77 28.90 29 21.2 127.2 6304.032 Reese - Touma Longitud Diametro Diametro Area Punta Ncorr qpu Q'pu (KN) Pilote Fuste (mt) Base (mt) (m2) 4 1.10 1.5 1.77 22 1686.667 1011.055666 5 1.10 1.5 1.77 21 1610 965.0984 6 1.10 1.5 1.77 23 1763.333 1057.012334 102 Reese - O'Neill Longitud Diametro Diametro Area Punta qpu Ncorr ϒ σvb CN Nf Qpu Pilote Fuste (mt) Base (mt) (m2) (kg/cm2) 4 1.10 1.5 1.77 22 2.12 8.480000 0.21 104.76 62.856 1112.5512 5 1.10 1.5 1.77 21 2.12 10.6 0.17 123.53 74.118 1311.8886 6 1.10 1.5 1.77 23 2.12 12.72 0.15 153.33 91.998 1628.3646 2.3 RESUMEN CAPACIDAD CARGA EN PUNTA Reese- Longitud Diametro Diametro Base Meyerhoff Vesic método Vesic Reese O'Neil Area Punta (m2) Touma Pilote Fuste (mt) (mt) (KN/m2) Rígidez (Ton/m2) (KN/m2) (KN/m2) 4 1.10 1.5 1.77 2739.96 2238.83 4202.688 1011.05567 1112.6 5 1.10 1.5 1.77 2739.96 5088.25 5253.36 965.0984 1311.9 6 1.10 1.5 1.77 3902.85 7632.38 6304.032 1057.01233 1628.4 3.CALCULO DE LA CAPACIDAD POR FRICCION EN EL FUESTE POR VARIOS METODOS 3. Metodo ɑ Qs= Ʃɑ*cu*p*ΔI 3.1 Estimación del metodo ɑ - Metodo Kilhawy y Jackson ɑ = 0.21 + 0.25 *(10.1/Cu t/m ) ≤ 1 3.2 Metodo Reese - O'Nell ɑ=0 Para los 5 pies iniciales - 1.5 mts ɑ=0 Para la longitud tomada desde 1 diametro arriba de la parte superior de la campana hasta la base de la ɑ=0.55 En las demás partes del fuste del pilote 103 Metodo Kilhawy y Jackson "CALCULO DE CAPACIDAD DE CARGA POR FRICCION" CU - Angulo ɑ metodo Qs - Ky PROF N Diametro Peso Cohosión ɑ- Reese Qs (Reese - o' ɑ - Qs - Braja Perimetro de (kwlhawy ɑ*cu*ΔI Jackson ɑ * ΔI*cu ɑ * ΔI*cu (m) diseño Fuste especifico No drenada - o Neill Neill) (Kn) Braja (KN) Friccion 2 y Jackson) (kn) ton/m2 Kg/cm 0.5 20 17.3 22 3.8 0.87 0.435 0 0 0.4 0.76 1 23 17.4 58.4 3.8 0.87 1.653 0 0 0.4 0.76 1.5 20 21.3 29.8 3.3 0.98 1.617 0 0 0.4 0.66 2 22 21.3 30.5 3.5 0.93 1.6275 0.55 0.9625 0.4 0.7 1.1 3.46 529.1897 470.9925 417.968 2.5 21 21.3 29.1 5.8 0.65 1.885 0.55 1.595 0.4 1.16 3 20 21.3 26.8 5.8 0.65 1.885 0.55 1.595 0.4 1.16 3.5 20 21.2 32.5 17.2 0.36 3.096 0.55 4.73 0.4 3.44 4 22 21.2 34.5 17.2 0.36 3.096 0.55 4.73 0.4 3.44 CU - α metodo Peso Angulo Cohesión Qs - K y α - Reese PROF N Diametro (Kwlhawy Qs (Reese - α - Qs - Braja Perimetro especifico de No drenada α * Cu*Δl Jackson - o α * Δl*Cu α * Δl*Cu (m) diseño Fuste 2 2 y O'Neil) (kn) Braja (KN) ton/m Friccion kg cm (kn) Neill Jackson) 0.5 20 17.3 22 3.8 0.87 0.435 0 0 0.4 0.76 1 23 17.4 58.4 3.8 0.87 1.653 0 0 0.4 0.76 1.5 20 21.3 29.8 3.3 0.98 1.617 0 0 0.4 0.76 2 22 21.3 30.5 3.5 0.93 1.6275 0.55 0.9625 0.4 0.7 2.5 21 21.3 29.1 5.8 0.65 1.885 0.55 1.595 0.4 0.70 1.1 3.46 743.4329 798.3085 563.288 3 20 21.3 26.8 5.8 0.65 1.885 0.55 1.595 0.4 1.16 3.5 20 21.2 32.5 17.2 0.36 3.096 0.55 4.73 0.4 1.16 4 22 21.2 34.5 17.2 0.36 3.096 0.55 4.73 0.4 3.44 4.5 21 21.2 27 17.2 0.36 3.096 1 5 0.4 3.44 5 21 21.4 26.0 17.2 0.36 3.096 1 5 0.4 3.44 104 CU- α metodo Peso Angulo Cohesión Qs - K y α - Reese PROF N Diametro (Kwlhawy Qs (Reese - α - Qs - Braja Perimetro especifico de No drenada α * Cu*Δl Jackson - o α * Δl*Cu α * Δl*Cu (m) diseño Fuste 2 y O'Neil) (kn) Braja (KN) ton/m2 Friccion kg cm (kn) Neill Jackson) 0.5 20 17.3 22 3.8 0.87 0.435 0 0 0.4 0.76 1 23 17.4 58.4 3.8 0.87 1.653 0 0 0.4 0.76 1.5 20 21.3 29.8 3.3 0.98 1.617 0 0 0.4 0.76 2 22 21.3 30.5 3.5 0.93 1.6275 0.55 0.9625 0.4 0.7 2.5 21 21.3 29.1 5.8 0.65 1.885 0.55 1.595 0.4 0.70 3 20 21.3 26.8 5.8 0.65 1.885 0.55 1.595 0.4 1.16 1.1 3.46 957.6761 798.3085 801.3360 3.5 20 21.2 32.5 17.2 0.36 3.096 0.55 4.73 0.4 1.16 4 22 21.2 34.5 17.2 0.36 3.096 0.55 4.73 0.4 3.44 4.5 21 21.2 27 17.2 0.36 3.096 1 5 0.4 3.44 5 21 21.4 26.0 17.2 0.36 3.096 1 5 0.4 3.44 5.5 21 21.4 27 17.2 0.36 3.096 0 0 0.4 3.44 6 23 21.1 29.1 17.2 0.36 3.096 0 0 0.4 3.44 CU- α metodo Peso Angulo Cohesión Qs - K y α - Reese PROF N Diametro (Kwlhawy Qs (Reese - α - Qs - Braja Perimetro especifico de No drenada α * Cu*Δl Jackson - o α * Δl*Cu α * Δl*Cu (m) diseño Fuste 2 y O'Neil) (kn) Braja (KN) ton/m2 Friccion kg cm (kn) Neill Jackson) 0.5 20 17.3 22 3.8 0.87 0.435 0 0 0.4 0.76 1 23 17.4 58.4 3.8 0.87 1.653 0 0 0.4 0.76 1.5 20 21.3 29.8 3.3 0.98 1.617 0 0 0.4 0.76 2 22 21.3 30.5 3.5 0.93 1.6275 0.55 0.9625 0.4 0.7 2.5 21 21.3 29.1 5.8 0.65 1.885 0.55 1.595 0.4 0.70 3 20 21.3 26.8 5.8 0.65 1.885 0.55 1.595 0.4 1.16 3.5 20 21.2 32.5 17.2 0.36 3.096 0.55 4.73 0.4 1.16 4 22 21.2 34.5 17.2 0.36 3.096 0.55 4.73 0.4 3.44 1.1 3.46 1279.0409 961.9665 1158.4080 4.5 21 21.2 27 17.2 0.36 3.096 0.55 4.73 0.4 3.44 5 21 21.4 26.0 17.2 0.36 3.096 0.55 4.73 0.4 3.44 5.5 21 21.4 27 17.2 0.36 3.096 0 0 0.4 3.44 6 23 21.1 29.1 17.2 0.36 3.096 0 0 0.4 3.44 6.5 26 21.4 26 17.2 0.36 3.096 0.55 4.73 0.4 3.44 7 28 21.4 27 17.2 0.36 3.096 0 0 0.4 3.44 7.5 28 21.1 29.1 17.2 0.36 3.096 0 0 0.4 3.44 8 27 105 Método Reese y o'Neill "CALCULO DE CAPACIDAD DE CARGA POR FRICCION" Area Longitud Diametro Diametro σv' β (sist Punta Perimetro Δl ϒ β Qs (KN) Pilote Fuste (mt) Base (mt) (ton) Intern) (m2) 4 1.10 1.5 1.77 4.71 3 21.2 84.8 1.33 4.3624 1742.377 5 1.10 1.5 1.77 4.71 4 21.2 106 1.31 4.2968 2145.22 6 1.10 1.5 1.77 4.71 5 21.2 127.2 1.29 4.2312 2534.963 4. CAPACIDAD DE CARGA FINAL TENIENDO EN CUENTA EL ASENTAMIENTO (PARA SUELOS COHESIVOS) 5.1.1 . Ajuste en la Carga en Punta para un asentamiento de 2.5 cms Para un asentamiento normalizado en la base de 1.27% la tranferencia de carga normalizada será Carga en Punta / Carga de Punta Ultima = 0.75 CAISSONS 4MTS Carga en Punta Normalizada 2054.97 KN CAISSONS 5MTS Carga en Punta Normalizada 2054.97 KN CAISSONS 6MTS Carga en Punta Normalizada 2927.138 KN 5. CAPACIDAD DE CARGA TOTAL POR ML DE MURO Diametro Diametro Area Distancia en Qadm (KN) Q Longitud Carga Carga por Capacidad de N Q total X ml Fuste Base Punta Distancia terminos de No Pilas por ml de Solicitaciones Pilote Punta Friccion Carga total (Eficiencia) de muro (KN) (mt) (mt) (m2) B (Diametro) muro (KN) 4 1.10 1.5 1.77 2055 417.968 2472.938 2 1.82 0.67 0.5 828.43 276.14 5 1.10 1.5 1.77 2055 563.29 2618.26 2 1.82 0.67 0.5 877.12 292.37 333.49 6 1.10 1.5 1.77 2927.1 801.34 3728.474 2 1.82 0.67 0.5 1249.04 416.35 Se recomienda trabajar con un Caisson de 6 metros y una campana de 1.20 mts de altura y 1.5 mts de diámetro. 106 7. DISEÑO DE OBRAS GEOTECNICAS DE MITIGACIÓN Y ESTABILIZACIÓN Teniendo en cuenta los análisis de estabilidad geotécnica realizados, las obras de mitigación y estabilización de la ladera, se componen básicamente de un muro en voladizo cimentado sobre caisson, cortes sobre el talud, revegetalización de las zonas intervenidas y aquellas que lo ameriten, estructuras de control de aguas de escorrentía, como cunetas flexibles y rígidas, finalmente se proponen obras para el control de niveles freáticos por medio de drenes de penetración horizontal. En este capítulo se presentan las diferentes obras geotécnicas propuestas para disminuir el problema de inestabilidad y erosión en el talud que se encuentra ubicado en la vía que comunica los municipios de Charalá con Coromoro, en el kilómetro 4+700. Es importante destacar que para garantizar el adecuado comportamiento de la ladera, es necesario que la opción contemplada incluya la totalidad de las medidas de mitigación propuestas, ya que las obras han sido diseñadas de manera integral para trabajar monolíticamente. 7.1. OBRAS DE ESTABILIZACIÓN 7.1.1. Muro de Contención en Voladizo Con el fin de garantizar la estabilidad de la banca de la vía, la cual presenta actualmente fenómenos de remoción en masa, se propone realizar la construcción de un muro en voladizo apoyado sobre Caisson de 1.1 metros de diámetro. El muro deberá tener un filtro construido con material granular envuelto en geotextil no tejido, ubicado sobre el perímetro del relleno compactado, con el fin de recolectar las aguas infiltradas en el terreno, para posteriormente conducir las aguas por un tubo en PVC de 4 pulgadas y entregarlas a un lugar seguro como alcantarillas o drenajes naturales. Las dimensiones del muro se muestran en la siguiente figura: Figura 67. Sección típica muro en voladizopropuesto Fuente. Autor 107 Al muro de contención en voladizo se le realizo propuesto mostrado en la figura anterior, se le realizo chequeo contra volcamiento y deslizamiento, el cual se muestra en los anexos del presente documento. En el capítulo de la evaluación del modelo geológico geotécnico se muestran los análisis frente a fenómenos de remoción en masa, los cuales arrojaron factores de seguridad superiores a 1.2 para un análisis de modelamientos Pseudo-estático. Los materiales empleados en la fabricación del concreto para la construcción del muro en voladizo son: Concreto para la construcción del muro de gravedad fundido en sitio, será de Clase D especificado en la siguiente tabla clases de concreto estructural. Tabla 29.Clases de concreto estructural Fuente. Artículo 630-07 Especificaciones y Normas de Construcción de Carreteras INV- 2007 El cemento deberá ser Portland, normalmente Tipo 1 que cumple con las especificaciones ICONTEC 121 Y 321 ó C - 150 de la ASTM. El cemento que podrá ser suministrado a granel o empacado en bolsas, deberá ser almacenado en forma que garantice protección contra cualquier clase de humedad en todo tiempo y facilite la inspección e identificación de lotes a fin de gastarlos en el mismo orden en que se reciban. El agregado fino será arena natural lavada, u otro material similar que cumpla con la norma MOP M-30-60 y NTC 174 ( ASTM C33); se compondrá de granos duros y estará libre de polvo, esquistos, limos, álcalis, ácidos y materias orgánicas o nocivas; su gradación deberá cumplir con la granulometría de la siguiente tabla: Tabla 30. Granulometría del agregado fino para concreto estructural 108 Fuente. Artículo 630-07 Especificaciones y Normas de Construcción de Carreteras INV El agregado grueso será material pétreo triturado y clasificado o gravas naturales seleccionadas y clasificadas que cumplan con la norma MOP M-31- 60; se compondrá de partículas duras y limpias y estará libre de materias orgánicas o nocivas. Los diferentes tipos de gradación admisibles se identificarán por los tamaños máximos y mínimos de sus partículas y deberán cumplir con los siguientes requisitos: Tabla 31. Requisitos del agregado grueso para concreto estructural Fuente. Artículo 630-07 Especificaciones y Normas de Construcción de Carreteras INV- 2007 Nota: (1) En caso de no cumplirse esta condición, el agregado se podrá aceptar siempre que habiendo sido empleado para preparar concretos de características similares, expuestos a condiciones ambientales parecidas durante largo tiempo, haya dado pruebas de comportamiento satisfactorio. Los tipos o tamaños máximos admisibles del agregado grueso serán los indicados en los planos de diseño del muro en voladizo cuando este sea realizado o en base en las dimensiones de las estructuras proyectadas, y la disposición del acero de refuerzo. Los procedimientos de explotación y elaboración de los agregados deben permitir el suministro de un producto de características uniformes. El agua que se usa para concreto, mortero y lechada así como para el curado deberá ser limpia, libre de cantidades perjudiciales de aceite, ácidos, sales, álcalis, limo, materia orgánica y otras impurezas. Los materiales para los rellenos estabilizantes se obtendrán, según el caso, de las excavaciones o de las fuentes seleccionadas por el Contratista y aprobadas por el Interventor. Por lo menos 15 días antes de que el Contratista se proponga iniciar los trabajos de relleno estabilizante, deberá someter a la consideración del Interventor las fuentes de material seleccionado y deberá presentar muestras representativas y los resultados de los ensayos de laboratorio. El suministro de las muestras y los ensayos no serán objeto de pago 109 adicional. No se hará pago por separado por la explotación, procesamiento, selección, apilamiento o transporte de cualquier material de relleno requerido para la estabilización. El suministro de acero para el desarrollo del muro de contención. La resistencia nominal del acero (fy) define la calidad del material a usar, la cual corresponde a los esfuerzos a la tracción y compresión resistidos por el material en el límite de fluencia, en Colombia el acero más usado es el de un límite de fluencia (fy) de 420 MPa (60000 Psi), el cual es un acero de alta resistencia y que según la norma NSR-10 (C.8.5.2) el módulo de elasticidad se puede tomar como 200000 MPa, las barras comerciales se muestran en las tablas siguientes: Tabla 32. Dimensiones nominales de las barras de refuerzo expresadas en milímetros Fuente. NSR-10- C.3.5.3 Tabla 33. Dimensiones nominales de las barras de refuerzo expresadas en octavos de pulgada Fuente. NSR-10- C.3.5.3 110 Antes de iniciar las excavaciones se requiere la aprobación, por parte del Interventor, de los trabajos de localización, desmonte, limpieza y demoliciones, así como los de remoción de especies vegetales, cercas de alambre y demás obstáculos que afecten la ejecución de las obras del proyecto. Durante la ejecución de los trabajos se tomaran, en todos los casos, las precauciones adecuadas para no disminuir la resistencia o estabilidad del terreno excavado. En especial, se atenderá a las características tectónico-estructurales del entorno y a las alteraciones de su drenaje y se adoptaran las medidas necesarias para evitar fenómenos como inestabilidad de taludes; deslizamientos ocasionados por el descalce del pie de la excavación; encharcamientos debidos a un drenaje defectuoso de las obras o taludes provisionales excesivos. La secuencia de todas las operaciones de excavación debe ser tal, que asegure la utilización de todos los materiales aptos y necesarios para la construcción de las obras señaladas en los planos del proyecto o indicadas por el Interventor. Los perfilados de las laderas se deberán construir de acuerdo con las secciones, pendientes transversales y cotas especificadas en los planos o modificadas por el Interventor. Todo daño posterior a la ejecución de estas obras, causado por negligencia del Constructor, deberá ser subsanado por este. El nivel sobre el cual se construirá la cimentación deberá estar libre de cualquier material orgánico o de baja resistencia, para lo cual se recomienda una verificación por parte del consultor geotecnista del proyecto, el muro de contención en concreto reforzado debe ser cimentado sobre un muerto de concreto ciclópeo en caso de encontrar un suelo con bajas capacidades de carga hasta encontrar el nivel de suelo competente, el material granular será piedra limpia fracturada de tamaño promedio 10 cm, este muerto de ciclópeo transmitirá las cargas correspondientes al estrato de suelo resistente, en la interface concreto ciclópeo-base del muro debe generarse fricción por consiguientes se recomienda que el material de piedra quede incrustado dentro del concreto de base alrededor de 5 centímetros para garantizar un comportamiento de conjunto.El material de Relleno de compactación será de material seleccionado constituido por materiales pétreo, proveniente de fuentes seleccionadas, que no contenga limo orgánico, materia vegetal, basuras, desperdicios o escombros; el tamaño máximo del material no deberá exceder de cinco (5) centímetros. El contenido de finos (porcentaje que pasa por el tamiz #200) deberá ser inferior al veinticinco por ciento (25%), y el índice de plasticidad del material que pasa por el tamiz #40 será menor de 10: La compactación se hará con pisones apropiados o planchas vibratorias y con la humedad óptima, a fin de obtener una compactación mínima del 90% del Proctor Modificado. El material se colocará y compactará en capas simétricas sucesivas como mínimo hasta treinta (30) centímetros. El relleno o rellenos estabilizantes que se coloquen previa aprobación del Interventor por debajo de la cota proyectada de fondo de la zanja excavada para la colocación de las tuberías con el objeto de mejorar el piso de fundación, deberá hacerse con el material debidamente compactado como mínimo al 95% del Proctor Modificado. 111 7.1.2. Perfilado de la Ladera Se propone realizar una conformación de la ladera tanto en la banca interna como externa de la vía, donde los análisis de estabilidad arrojaron factores de seguridad inferiores a 1,2 para un escenario Pseudo-estático. Esta es una de las técnicas más utilizadas para garantizar la estabilidad de los taludes, con el fin de disminuir la masa de suelo sobre el talud La conformación de un talud comprende inicialmente la remoción de toda la capa vegetal, para posteriormente darle forma a la superficie de la ladera realizando un perfilado con pendientes de 1.25H: 1V sobre el talud de la banca interna de la vía, donde se plantea ubicar baterías de drenes horizontales de penetración. Figura 68. Perfilado banca interna de la vía Fuente. Autor Sobre la banca externa de la vía se propone conformar el talud en dos secciones, la primera sección deberá estabilizarse con una pendiente de 1.45H: 1V, y en la parte de debajo de la canaleta se plantea un perfilado de 2H: 1V. Figura 69. Perfilado banca externa de la vía Fuente. Autor 112 Los perfilados de las laderas se deberán construir de acuerdo con las secciones, pendientes transversales y cotas especificadas en los planos o modificadas por el Interventor. Todo daño posterior a la ejecución de estas obras, causado por negligencia del Constructor, deberá ser subsanado por este. Ejecución de los trabajos: Este trabajo consiste en el conjunto de las actividades de excavar, remover, cargar y transportar hasta el límite de acarreo libre y colocar en los sitios de disposición o desecho, los materiales provenientes de los cortes requeridos para la explanación, construcción y estabilidad geotécnica de la ladera. 7.1.3. Cimentación profunda “Pilas” La cimentación propuesta es tipo pila o“caisson”, para el muro en concreto reforzado tipo voladizo, debido a que el primer estrato de suelo sobre el cual se va a cimentar el muro, presenta bajas propiedades geotécnicas y N de penetración bajos (inferiores a 15 golpes/pie), también se identifica que para el segundo estrato se encuentran N de penetración medios, razón por la cual fue necesario anclar las pilas al estrato de suelo duro, con el fin de que no se presenten asentamientos considerables y se garantice la estabilidad e integridad estructural del muro en voladizo, ya que pequeños desplazamiento pueden generar la falla de la estructura. De acuerdo al diseño geotécnico de la pila, mostrado en el anexo de capacidad portante de las pilas, se determinó un diámetro de fuste de 1.1 metros (este diámetro corresponde a un diámetro para el cual se puede realizar la excavación manual) y una altura de 8 metros. Constructivamente se recomienda realizar la excavación manual utilizando tablestacas y anillos en tramos de 1 metro de profundidad. A continuación se muestra el detalle de la pila. Se recomienda realizar toma de muestras de suelo a medida que se realiza la excavación de las pilas y efectuar ensayos de corte directo a profundidades variables (donde se evidencien cambios de estratos), con el fin de conocer las propiedades del suelo y calibrar el modelo geológico geotécnico. Figura 70. Detalle de pila 113 Fuente. Autor Figura 71. Modelo tridimensional del muro sobre la pila Fuente. Autor Especificaciones Técnicas Para la construcción de los caissons pre-excavados se aplicarán las Especificaciones Generales de Construcción de Carreteras, Actualización 2007, del INSTITUTO NACIONAL DE VIAS, Artículo 621-07, adicionado con los requerimientos y procedimientos indicados en esta especificación particular. Consideraciones Generales Replantear la localización de la captación de acuerdo con el plano de diseño. Efectuar la nivelación, limpieza o desbroce del terreno. Establecer cotas de referencia. Materiales Salvo que los documentos del proyecto establezcan un valor diferente, el concreto utilizado en la construcción de los caisson tendrá las características correspondientes a la clase D indicada en el Artículo 630-07, ¨Concreto estructural¨, y deberá tener una docilidad suficiente para garantizar una continuidad absoluta en su colocación, aun extrayendo la entubación, con una consistencia líquida Concretos:Deben cumplir las siguientes especificaciones: - Resistencia a la compresión 21 MPa - Cemento y agregados compatibles con la agresividad del medio envolvente - Diámetro máximo de los agregados igual a 1/8 del diámetro interno del tubo para el vaciado del concreto. 114 Lechada: Las características del lodo serán controladas en la central de lodos antes de iniciar las excavaciones, durante las excavaciones y al finalizar las mismas; en el inicio y término del cambio de lodo; y durante y después del vaciado. El lodo bentónico que se prepare deberá cumplir con lo especificado en la siguiente tabla: Tabla 34. Especificaciones del lodo bentónico Acero de refuerzo: El acero empleado en la construcción de las canastas de refuerzo cumplirá con las características indicadas en el Artículo 640, ¨Acero de refuerzo ¨, de las presentes especificaciones. Camisas o revestimiento de concreto:El concreto empleado en la fabricación del revestimiento interno de la excavación deberá ser como Mínimo de la misma calidad que el concreto a utilizar en el caisson propiamente dicho, a no ser que los documentos del proyecto exijan algo diferente. Construcción manual - Construcción de la corona en la superficie - Preparar la armadura de la uña de la corona, y verificar las dimensiones interiores y Exteriores. - Colocar el encofrado de la corona sobre la superficie nivelada alrededor de la armadura, y asegurarse que el refuerzo tenga el recubrimiento mínimo. - Dejar el acero de refuerzo en la parte superior de la corona, para el empalme con el primer anillo. - Preparar el concreto con una resistencia mínima de f’c = 210 kg/cm2, y establecer una maniobrabilidad adecuada según el tipo de compactado. - El encofrado debe mantenerse por un tiempo mínimo de tres días después del Vaciado y efectuar el curado del concreto por siete días. Hundimiento de la corona - Después del fraguado del concreto de la corona, excavar en pequeñas capas, Primero en el centro y después bajo la corona. 115 - Cavar uniformemente alrededor de la corona para evitar que se hunda y pierda la verticalidad. - Profundizar la corona a niveles hasta una profundidad que permita el armado y encofrado del primer anillo sobre la corona con comodidad. - Vaciar el anillo para proceder a la excavación y hundimiento del tramo. Construcción de anillos - El primer anillo debe construirse monolíticamente sobre la corona del caisson, el que debe estar previamente acondicionado. - Para asegurar que la junta entre los anillos y la corona sea la mejor posible, las barras de refuerzo longitudinales deben extenderse sobre el nivel de vaciado a una longitud equivalente a 30 diámetros del refuerzo o 30 cm. - Colocar el refuerzo longitudinal y anular del anillo, y efectuar los empalmes necesarios con el tramo anterior. Encofrar el tramo y verificar la verticalidad y alineamiento con el tramo anterior. - Se debe utilizar la misma calidad del concreto de la corona, en todo caso debe ser de un f’c mínimo de 175 kg/cm2.Colocar la mezcla de concreto con una consistencia acorde con el tipo de vibración que se aplique, sea manual o mecánica. Se podrá desencofrar a las 24 horas de vaciado, y se procederá al curado durante siete días. - A los siete días de vaciado, se debe proceder al hincado del tramo respectivo. Hincado del caisson - Excavar en pequeñas capas, primero removiendo en el centro para asegurar que lo excavado se deposite en el centro. - Excavar de manera que el caisson se hunda gradualmente en el terreno, por efecto de su propio peso. - Procurar que el caisson mantenga siempre su alineación vertical respecto a su eje. Figura 72. Alineación vertical respecto al eje de la pila Fuente. Braja - Das - Cuando la excavación deba efectuarse en presencia de agua, es necesario contar con un equipo para evacuar el agua hacia un punto seguro. Podrá utilizarse el sistema 116 “Air Lift” o cualquier otro proceso de succión apropiado y aprobado previamente por el Interventor, que no perturbe la estabilidad de las paredes de la excavación, mantenida por la acción de la bentonita o el polímero. - Continuar con la excavación, hincado y construcción de los anillos del caisson, y proceder de la misma manera hasta alcanzar la profundidad necesaria. - Proteger el pozo en la superficie mediante un área no menor a un diámetro de 2 m alrededor del caisson. Figura 73. Protección del caisson. Fuente. Braja - Das - El área se protegerá con una loza de concreto que se armará según el tipo de terreno. - Efectuar el curado del concreto por un mínimo de 7 días. Cubierta del caisson - Podrá tener forma circular y como mínimo el mismo diámetro exterior del caisson. - El concreto deberá tener una resistencia mínima de f’c = 175 Kg./cm2 - La cubierta deberá contar con un buzón de inspección de aproximadamente 600 mm de diámetro. - Para el ensamble y colocación de equipo y accesorios, deberá disponerse de los dados con pernos de sujeción y perforaciones que permitan un ensamble adecuado. - El desencofrado deberá realizarse por lo menos 15 días después de vaciada la losa. - Efectuar el curado durante 7 días. 117 Figura 74. Cubierta del caisson Fuente. Braja - Das Mano de Obra El personal debe estar capacitado y tener experiencia en el tipo de obra. El personal debe contar con equipo de protección y seguridad para todo el proceso constructivo. Materiales, equipos y herramientas Para los encofrados utilizar materiales locales. Debe ubicarse canteras cercanas a la obra. El cemento y refuerzo deben almacenarse adecuadamente y en un lugar libre de humedad. El cemento debe ser del tipo Portland, estar seco y libre de terrones duros. La arena debe estar limpia y árida, clasificada y muy bien graduada. La grava debe ser limpia y clasificada de origen aluvial. El agua para la fabricación del concreto debe estar limpia y clara. Los trabajadores deben contar con las herramientas y equipos adecuados para la fabricación y montaje de la estructura. Para los anillos del caisson, se necesitarán los moldes y las plantillas deslizantes Condiciones para el Recibo de los Trabajos a) Control del concreto: Adicional a los controles indicados en las Especificaciones Generales 630-07, se ejecutará: - Para cada caisson se tomará una muestra compuesta por lo menos de 12 cilindros de prueba del concreto utilizado, para ser ensayados por pares a 3, 7 y 28 días, de acuerdo con la norma INV-E-410. 118 - La prueba de asentamiento para determinar la consistencia del concreto será obligatoria cada 5 m3 del vaciado y siempre que ocurra un cambio en el abastecimiento del concreto y se hará según la norma INV-E-404. - Antes de iniciarse la etapa de construcción, deberán ser aprobados por el Interventor: la dosificación del concreto, tipo y marcas de cemento, bentonita, agregados, aditivos y demás materiales a ser usados en la obra. b) Ensayos no destructivos:Los ensayos no destructivos serán del tipo P.I.T. (Pile Integrety Test), se ejecutarán a la totalidad de los caisson construidos y deberán cumplir con la norma ASTM D 5882 y las normas ICE y EUROCODE. El objetivo del ensayo es observar que el caisson construido satisface las premisas básicas de diseño para transferir las cargas de la estructura de manera segura al subsuelo, manteniendo su integridad durante el funcionamiento normal a carga axial, así como durante un sismo o con posterioridad al mismo. El ensayo debe detectar defectos constructivos inadmisibles, tales como cuellos, ensanchamientos, cortes, discontinuidades u otras anomalías por fuera de lastolerancias de construcción. Con 30 días de anticipación a la iniciación de la excavación de los caisson, el Constructor deberá presentar para aprobación del Interventor, el procedimiento propuesto para ejecutar los ensayos no destructivos tipo PIT. El personal presentado para ejecutar esta actividad deberá acreditar su experiencia y los equipos propuestos deben poseer un certificado de control de calidad de lecturas con fecha de expedición menor a 30 días. La interpretación de los resultados deberá efectuarse por un profesional de amplia experiencia certificada, el cual será aprobado previamente por el Interventor. El Constructor, a través del profesional aprobado para la interpretación de los resultados, presentará los análisis respectivos y las evaluaciones efectuadas de las dimensiones y calidad del concreto, con relación a las tolerancias de construcción. El Constructor debe incluir los costos de ejecución e interpretación de los ensayos no destructivos, dentro del precio unitario de las pilas pre-excavadas. Forma de Pago Para la construcción de las pilas pre-excavadas, el Constructor decidirá sobre el método constructivo a utilizar, bien sea utilizando medios mecánicos y/o manualmente, es de anotar que la entidad recomienda la construcción mediante medios mecánicos con el fin de aumentar los rendimientos en dicha actividad. Este ítem incluye la camisa metálica recuperable, bien sea metálica o anillos en concreto. En caso de emplearse un sistema constructivo que conlleve al uso de camisas metálicas permanentes, el costo de las mismas deberá estar incluido igualmente en el precio unitario de las pilas. 119 En caso de utilizar anillos en concreto, estos serán considerados parte de la formaleta. Por lo tanto en el momento de cubicar el concreto delas pilas, no se tendrá en cuenta el volumen de dichos anillos. El costo de las pilas pre-excavados se hará de acuerdo con el precio unitario del contrato e incluye todos los costos relacionados con la excavación, retiro, cargue, transporte y disposiciónde material proveniente de la excavación. existentes en la zona; el suministro y colocación de la formaleta, suministro y colocación del concreto, el curado de este último, la ejecución de los ensayos no destructivos, lo mismo que la mano de obra, todos los equipos establecidos en esta especificación particular y general 621-07, materiales, suministro, instalación y remoción de las camisas temporales o suministro e instalación de camisas perdidas; así como la provisión de todos los demás accesorios necesarios para completar el trabajo de acuerdo con los planos y esta especificación, a satisfacción del Interventor. El precio unitario deberá incluir, además, los costos de preparación de los planos de trabajo. No incluye el suministro y colocación del acero de refuerzo. 7.2. OBRAS DE MITIGACIÓN 7.2.1. Control de Erosión y Refuerzo de Vegetación con Manto terratractrm 15 Se realizara un control de erosión por medio de la siembra de pasto pennisetum, cubierto con manto Terratrac TRM 15 en las zonas afectadas por la erosión y las zonas intervenidas donde se remueva la cobertura vegetal.Esta especificación se refiere al uso e instalación de un manto para control de erosión que facilite el establecimiento de la vegetación natural en la cara de los taludes o laderas del proyecto las cuales deben ser geotécnicamente estables. Materiales Se empleará un producto enrollado para control de erosión permanente a largo plazo, compuesto por fibras sintéticas de poliéster no degradables estabilizadas UV, filamentos procesados en una matriz de refuerzo tridimensional diseñado para aplicaciones hidráulicas críticas en donde las descargas proyectadas excedan las velocidades y esfuerzos cortantes soportados por la vegetación natural. El material deberá tener el espesor, resistencia y vacíos suficientes para permitir retener partículas de suelo y permitir el desarrollo de la vegetación a través de la matriz. El manto deberá cumplir con las siguientes características indicadas en la siguiente tabla. Tabla 35. Características del manto permanente terratrac TRM 15 en valores típicos 120 Fuente. Geomatrix Ejecución de los trabajos: Preparación de la superficie Remover cualquier tipo de partícula o elemento que pueda evitar el contacto del manto con la superficie del suelo. Nivelar el área de sembrado de las semillas según el alineamiento y pendiente establecidas en los documentos del proyecto. Con el fin de evitar derrumbes desde la cima del talud e infiltración de agua de escorrentía entre el suelo del talud y el manto para control de erosión, el extremo superior del rollo del manto se deberá enterrar en una zanja, excavada únicamente con dicho propósito, asegurando el manto al extremo superior de la zanja en forma de doble faz y fijándolo al terreno con un gancho cada 1.0 m, después de lo cual se tapara la zanja. Dicha zanja de anclaje deberá ser de treinta por veintecentímetros (30 x 20 cm) y a una distancia de cuarenta a noventa centímetros (40 a90 cm), medidos desde la corona del talud. Instalación del manto para control de erosión Tal como se indicó en el último párrafo del numeral anterior, a continuación se deberá colocar el manto permanente para control de erosión y refuerzo de vegetación Terratrac TRM 15, el cual se dispondrá sobre el área cubierta con suelo, la cual estará a una distancia de cuarenta a noventa centímetros (40.0 a90.0 cm) sobre la corona del talud. El borde superior del manto se ajustará al terreno con grapas metálicas, tal como se indicó anteriormente, estas grapas metálicas son elementos de acero de 3/8” con dimensiones de 15 cm de lado por 30 centímetros de profundidad en forma de U. Desenrollar el manto hacia abajo del talud, traslapando veinte centímetros (20.0 cm) como mínimo los rollos adyacentes. El material se debe extender libremente manteniendo contacto directo con la superficie del talud o la ladera. En el traslapo se colocara una hilera de ganchos separados entre sí a una distancia entre cincuenta centímetros y un metro (50 cm – 1.0 m). El manto se asegurará al talud con dispositivos de anclaje, con la frecuencia que se indica en la siguiente tabla: Tabla 36. Frecuencia de los dispositivos de anclaje 121 Fuente. Geomatrix Figura 75. Detalle transversal de la revegetalización Fuente. Geomatrix Los tubos deberán cumplir con la norma ASTM D 2729-96 A “Standard SpecificationsforPolyvinylChloride (PVC) Drinage Pipe” o con la norma AASHTO M 278- 02 “Class PS46 PolyvinylChloride (PVC) Pipe”. El geotextil para el recubrimiento externo de la tubería, deberá cumplir con lo que le es pertinente al numeral 673.2.1 del Artículo 673 de estas especificaciones del INVIAS. Ejecución de los trabajos Previamente a la perforación de los barrenos, estos se ubicaran mediante el auxilio de trazos topográficos, con base en la distribución espacial establecida en el proyecto. Previamente antes de iniciar los trabajos, la superficie sobre la que se instalaran los drenes de penetración transversal, estará limpia y libre de zonas que puedan presentar riesgos de desprendimientos. En general, se recomienda instalar los drenes de penetración de acuerdo a la ubicación indicada en los planos del proyecto; sin embargo, la ubicación exacta se determinara conforme lo indique el ingeniero perforador o el residente de obra y de acuerdo a la aprobación de la interventoria del proyecto. La inclinación de las tuberías horizontales será de 5° ascendente pudiéndose realizar los últimos ajustes en campo, según las condiciones del terreno en el punto de instalación de cada dren. 122 La tubería estará ranurada en toda su longitud, excepto en el último tramo a la salida del talud, y se introducirá recubierta con un geotextil que funcionara como filtro. La tubería se colocara con la ayuda del equipo de perforación para introducirla en el barreno. Para formar una línea de tubería continua se conectaran los tramos de tubería que sean necesarios. 7.2.2. GEO ESTERAS El presente ítem corresponde a un control de erosión de los escarpes del cauce adyacentes al perfilado propuesto bajo el muro en voladizo, por medio de un sistema de revestimiento con geo-esteras, los cuales son colchones articulados de enrocado confinado con HidromallaGEOESTERA, las cuales se instalarán sobre unacapa de geo- textil FORTEX® X 40 para control de erosión. A continuación se muestra la propuesta: Propuesta Sugerida para Control de Erosión en Orillas Para la protección de las orillas se propone un revestimiento conformado por una serie de Geoesteras, armadas con Hidromalla GEOESTERA (Ver Figura 51), recostadas sobre la orilla, dispuestas transversalmente al río y amarradas entre sí buscando mayor estabilidad ante la fuerza hidrodinámica, de tal manera que genere un escudo o coraza que soporte la energía del flujo y sirva como defensa de la orilla ante la erosión hídrica. Estas Geoesteras presentan las siguientes características: Son una masa continua y flexible que se ajustan a la topografía del terreno y a las variaciones que se presenten por socavación Son un medio poroso y presentan alta estabilidad hidráulica Tienen alta capacidad de disipación de energía Permiten el desarrollo de la vegetación integrándose al terreno de manera natural Dada la geometría y altura del talud, se propone que las Geo-esteras sean llenadas en sitio y deberán revestir toda la superficie como se muestra en los planos de obras.Para el anclaje superior cada Geoestera debe contar con una franja de hidromalla de 3.0 m delongitud que pueda fijarse al terreno a través de una trinchera de anclaje.Entre el terreno natural y las Geo-esteras se deberá instalar un geo-textil para control de erosión FORTEX® BX 40, con el cual se evita el lavado de finos por acción de la corriente. En las siguientes figuras se ilustra una protección de orillas ribereñas con Geo-esteras. Figura 76. Protección de las orillas ribereñas con Geo-esteras 123 Fuente. Geomatrix S.A Recomendaciones Las obras de drenaje necesarias para la captación, conducción y evacuación de las aguasSubterráneas y de escorrentía deberán ser contempladas y construidas según las indicaciones delingeniero responsable del proyecto, de acuerdo a las condiciones topográficas y climáticas del sitio. Ensamble e Instalación Para llevar a cabo una adecuada instalación de los materiales se recomienda seguir elprocedimiento indicado en las Figuras y Guía anexas. Los módulos de Geo-esteras puedenprefabricarse en el sitio del proyecto o pueden suministrase prefabricados desde la planta deGEOMATRIX S.A., según sea conveniente para el proyecto. En la siguiente figura se ilustra unaGeo-estera ensamblada y lista para llenar. Figura 77. Ensamble de Geo esteras con Hidromalla GEOESTERA Fuente.Geomatrix S.A. Materiales La Hidromalla GEOESTERA, está elaborada a partir de fibras del exclusivo Multifilamento G5 de poliéster de alta tenacidad, impregnadas con un copolímero de alto desempeño, 124 capaces de tolerarambientes naturales de degradación química, biológica y mecánica y la acción permanente de lacorriente. La Hidromalla GEOESTERA presenta las propiedades mecánicas indicadas en la siguiente tabla. Tabla 37. Requerimientos mínimos de propiedades mecánicas de la Hidromalla GEOESTERA en valores VMPR Propiedad Norma Unidad Valor Copolímero de alto desempeño Resistencia al intemperismo mínimo resistente a ambientes húmedos y agresivos Resistencia a la abrasión ASTM D % >90 (resistencia retenida) mínimo 3884 Resistencia a UV (radiación ASTM D solar)(% retención a 500 horas) % 98 4355 mínimo Resistencia a la rotura mínimo ASTM D KN/m 53.4 Deformación en la rotura máximo 6637 % 9.9 Fuente. Geomatrix S.A El geotextil para control de erosiónFORTEX® BX 40está elaborado a partir de multifilamentos de poliéster de alta tenacidad, y presenta las propiedades mecánicas e hidráulicas indicadas en la siguiente tabla. Tabla 38. Propiedades mecánicas e hidráulicas del geo-textil FORTEX® BX 40 en valores VMPR2 Propiedad Norma Unidad Valor Resistencia a la tensión tira KN/m 41 ancha ASTM D 4595 Deformación a la rotura máximo % 11.6 ASTM D Permitividad mínimo s1 0.95 4491 Tamaño de abertura aparente ASTM D mm 0.425 máximo 4751 Fuente.Geomatrix S.A Limitaciones de la Propuesta: La presente solución sugerida se ha planteado con base en la información más completa disponible a la fecha. Al momento de la construcción, estas soluciones, así como las características de los materiales considerados y entorno geotécnico deben ser verificadas y avaladas por un ingeniero geotecnista para su correcta implementación. La asesoría técnica de GEOMATRIX S.A. y las recomendaciones para la instalación, son simples sugerencias que pueden ser aplicadas ó no por decisión del cliente, y en caso de serlo sus buenos resultados son de su exclusiva responsabilidad. 125 Figura 78. Detalles de las Geo esteras Fuente. GEOMATRIX S.A Las especificaciones técnicas de los procesos y materiales se encuentran como anexos al informe técnico, en los anexos de: Guía de uso y ensamble de Geoestera. 7.2.3. CUNETA REVESTIDA EN CONCRETO Las cunetas Rígidas son sistemas de drenaje superficial, que consiste en la adecuación del terreno por medio de cortes con la geometría adecuada para soportar un caudal 126 previamente diseñado de acuerdo a las estadísticas hidrológicas, luego fundir el concreto reforzado para que sea el canal de las aguas superficiales y sean llevadas al sistema de alcantarillado o drenaje natural En el presente estudio se propone realizar cunetas en concreto en ambos costados de la banca de la vía, con una geometría de 30 cm de ancho, profundidad de 15 cm y espesor 7 cm, como la mostrada en la siguiente figura: Figura 79. Detalle cuneta revestida en concreto Fuente. Autor 6.7.1.1 Es de gran importancia realizar un control de las aguas superficiales y de escorrentía que se presentan en la zona, ya que con esto garantizamos que se disminuya la erosión e infiltración de agua dentro de la ladera. Para ello se propone la construcción de cunetas rígidas revestidas en concreto en forma de V con un ancho superior de 0.4 m y sus lados con ángulos de inclinación hacia la parte interna de la canaleta de 90° y a la parte exterior de 32° como se indica en los planos anexos al informe, ubicadas en el borde del muro en voladizo. Para el recubrimiento se recomienda utilizar concreto reforzado con resistencia de 21 Mpa con aditivos impermeabilizantes, es necesario realizar constantes mantenimientos a este tipo de obras para la remoción de materiales sólidos en especial en épocas de lluvia, se recomienda realizar mantenimiento cada vez que sea pertinente en épocas secas no menores a tres meses y cada quince días en épocas de lluvias o antes si es pertinente. Este trabajo consiste en el acondicionamiento y el recubrimiento con bolsas de polipropileno llenas de suelo-cemento, de las cunetas del proyecto de acuerdo con las formas, dimensiones y en los sitios señalados en los planos o determinados por el Interventor. Los trabajos se harán de acuerdo con las Especificaciones Generales de Construcción de Carreteras del INVIAS de 1996. Material 127 Se hace una mezcla de suelo con 5% de cemento. En bolsas de polipropileno de 50 kg. Todos los materiales de relleno requeridos para el acondicionamiento de lascunetas, serán seleccionados de los cortes adyacentes o de las fuentes de materiales, según lo determine el Interventor. Equipo Se deberá disponer de elementos para su conformación, excavación, cargue y transporte de los materiales, así como equipos manuales de compactación. Se permite, además, el empleo de mezcladoras estacionarias en el lugar de la obra, cuya capacidad no deberá exceder de tres metros cúbicos (3 m3).La mezcla manual se podrá efectuar, previa autorización del Interventor, o en casos de emergencia que requieran un reducido volumen de suelo - cemento. En tal caso, las cochadas no podrán ser mayores de un cuarto de metro cúbico (0.25 m3). Ejecución de los trabajos Acondicionamiento de la cuneta en tierra: El Constructor deberá acondicionar la cuneta en tierra, de acuerdo con las secciones, pendientes transversales y cotas indicadas en los planos o establecidas por el Interventor. Los procedimientos requeridos para cumplir con esta actividad podrán incluir la excavación, cargue, transporte y disposición en sitios aprobados de los materiales no utilizables, así como la conformación de los utilizables y el suministro, colocación y compactación de los materiales de relleno que se requieran, a juicio del Interventor, para obtener la sección típica prevista. Elaboración del suelo - cemento:El Constructor deberá obtener los materiales y diseñar la mezcla de suelo -cemento, elaborarla con la resistencia exigida, empacarla en bolsas de polipropileno de 50 kg, transportarla y colocarla. Construcción de la cuneta:Previo el retiro de cualquier materia extraña o suelta que se encuentre sobre la superficie de la cuneta en tierra, se procederá a colocar las bolsas de suelo –cemento comenzando por el extremo inferior de la cuneta y avanzando en sentido ascendente de la misma y verificando que su ubicación sea, como lo señalado en los planos o lo indicado por el Interventor. El Constructor deberá nivelar cuidadosamente las superficies para que la cuneta quede con la verdadera forma y dimensiones indicadas en los planos y aprobado por el Interventor. Figura 80.Cuneta flexible 128 Fuente. Autor Figura 81.Cuneta flexible disipadora Fuente. Autor 129 8. CONCLUSIONES Se efectuó el levantamiento topográfico de la zona de influencia directa del sector inestable de la vía que comunica los municipios de Charalá con Coromoro en el kilómetro K4+700. De este levantamiento topográfico, se puede identificar que en la calzada existente, sobre la banca interna, se encuentra una ladera de 4 metros de altura, con una pendiente de 114% aproximadamente. Sobre la banca externa, se observa una ladera de aproximadamente 12 metros de altura, con una pendiente promedio de 54%, la cual llega a la banca del cauce existente (Tarqui) y actualmente se identifican procesos de socavación, causada por las crecientes del cauce. Se encuentran presentes en el área de estudio las rocas calcáreas de la formación tablazo, en forma de suelos residuales y coluviones, debido a que la alta precipitación de aguas de lluvia afectan directamente la composición química de la roca produciendo una disolución en esta, dando paso a la meteorización y a desprendimientos de bloques en el área de estudio. Debido a la alteración avanzada que se presenta los suelos de la formación tablazo en el área de estudio, se genera una inestabilidad del suelo produciendo movimientos de remoción en masa. Otro proceso físico que aumenta el factor crítico en el área de estudio es la erosión hídrica generada por el rio taquiza que fluye paralelo a la vía Charalá – Coromoro afectando la banca externa de la vía debido a la socavación del cauce sobre el pie de la ladera. Se dispersaron 5 sondeos SPT sobre el área de influencia directa de la zona inestable, encontrando profundidades de suelo de 9 metros y encontrando N de penetración bajos (del orden de 12 golpes por pie) hasta profundidades medias de 6.5 metros. 130 De acuerdo a los resultados de clasificación de suelos, se puede observar que el tipo de suelo encontrado en el área de estudio, pertenecen principalmente a suelos Areno limosos (SM) y limos de baja compresibilidad (ML), con porcentajes de arenas promedios de 44.03% y porcentajes de finos promedio de 48.79%. Las humedades naturales de las muestras extraídas presentan un promedio de 23.32%, encontrándose ésta por debajo del valor promedio del límite plástico con un valor de 25.84%; por lo que se puede decir que el material presenta una consistencia rígida, poco compresible y medianamente seca. Los pesos específicos de las muestras extraídas de los sondeos SPT, tienen un promedio de peso específico en condición natural de 21.19 (KN/m2), característico de materiales finos. De los ensayos de corte directo se identificaron los siguientes parámetros geotécnicos: COHESIÓN FRICCIÓN APIQUE KPa (°) 1 18.4 25.1 2 23.4 29.2 3 24.5 25.5 4 37.7 20.2 De acuerdo a la exploración geotécnica efectuada se identificaron 3 estratos de suelos y un afloramiento rocoso. Los parámetros de resistencia obtenidos de acuerdo al análisis de los resultados de ensayos de laboratorio, correlaciones y del ensayo de corte directo, se resumen en la siguiente tabla. TIPO DE Cohesión Peso esp Peso esp sat Módulo de Vel onda de Coef de Fricción (°) MATERIALES (KPa) (T/m3) (T/m3) Young (KN/m2) corte (m/s) poisson SUELO COLUVIAL 5 0 1.5 1.7 3482 83.12 0.35 SUELO RESIDUAL MUY 25.5 23.4 2.1 2.2 8206 108.46 0.34 METEORIZADO SUELO RESIDUAL 28.8 37.7 2.2 2.4 27526 161.525 0.31 METEORIZADO [4] - SUELO RESIDUAL POCO 30 37.7 2.2 2.4 27526 161.525 0.31 METEORIZADO PROFUNDO LECHO DE CAUCE 40 0 1.8 - - - - 131 De acuerdo a los análisis de estabilidad para el escenario 1 y 2 que representan la estabilidad del terreno natural para escenario estático y Pseudo-estático, se pudo comprobar la necesidad de establecer obras que garanticen el buen funcionamiento de la banca de la vía que une los municipios de Charala y Coromoro en el departamento de Santander, ya que actualmente representa un riesgo alto por fenómenos de remoción en masa. A continuación se exponen dichos resultados del análisis de estabilidad: ESCENARIO 1 PERFIL AA´ PERFIL BB´ FS FS METODO METODO Determinístico Determinístico BISHOP 0,299 BISHOP 0,286 JAMBU 0,295 JAMBU 0,282 SPENCER 0,299 SPENCER 0,285 MORGENSTERN - MORGENSTERN 0,298 0,285 PRICE - PRICE ESCENARIO 2 PERFIL AA´ PERFIL BB´ FS FS METODO METODO Determinístico Determinístico BISHOP 0,242 BISHOP 0,218 JAMBU 0,237 JAMBU 0,213 SPENCER 0,239 SPENCER 0,217 MORGENSTERN - MORGENSTERN 0,24 0,216 PRICE - PRICE Los perfiles modelados para el escenario 1 y 2 presentan la falla inmediata frente a fenómenos de remoción en masa ya que los valores mínimos permisibles son de 1.5 y 1.2 respectivamente de acuerdo a la NSR-10. Las medidas de tipo estructural proyectadas, para el sector de estudio son obras de estabilización y mitigación(drenaje superficial, drenaje subterráneo y control de erosión); entre las obras propuestas se encuentran las siguientes: a. Movimiento de tierra b. Muro en voladizo 132 c. Drenes de penetración horizontal d. Canaletas flexibles y disipadoras en bolsa de suelo-cemento e. Caisson f. Cunetas revestidas de concreto g. Revegetalización con pasto Pennisetumpurpureum Se aclara que la construcción de las medidas estructurales, no pueden ser parcial. Las obras proyectadas, deberán ser construidas de manera integral y en su totalidad con el fin de garantizar el adecuado comportamiento de las mismas. Los factores de seguridad obtenidos para los escenarios 3, se fundamentaron en base a las superficies de falla identificadas en los escenarios 1 y 2, encontrándose que las medidas implantadas son obras de estabilización y mitigación, basados en los modelamientos geológicos geotécnicos de los dos perfiles analizados, se obtuvieron factores de seguridad que garantizan la estabilidad de la ladera. A continuación se muestra la tabla resumen de factores de seguridad con las obras implantadas en los modelos: ESCENARIO 3 PERFIL AA´ PERFIL BB´ FS METODO METODO FS Determinístico Determinístico BISHOP 1,604 BISHOP 1,653 JAMBU 1,438 JAMBU 1,548 SPENCER 1,608 SPENCER 1,75 MORGENSTERN - MORGENSTERN - PRICE 1,605 1,754 PRICE 133 9. RECOMENDACIONES Durante la fase constructiva de las obras geotécnicas de estabilización y mitigación, así como la fase de cimentación, se recomienda el acompañamiento de un geotecnista con el fin que oriente y tome decisiones acertadas para el correcto funcionamiento de las obras. Una vez construidas la obras se recomienda un monitoreo de la misma durante un tiempo prudencial (seis meses), con el fin de verificar el correcto funcionamiento de los mismos, en el monitoreo se debe contemplar: piezometos para la medición de los niveles freáticos, inclinometros a media ladera con el fin de verificar si se presentan movimientos en dicha ladera y puntos de referencia sobre el muro de contención, con el fin de comprobar asentamientos diferenciales en el muro. Se recomienda la instalación de mojones con coordenadas georeferenciadas durante su fase constructiva, con el fin de realizar un seguimiento detallado a los desplazamientos diferenciales que se puedan presentar en el talud, con el fin de calibrar los modelos de estabilidad. Se recomienda realizar toma de muestras de suelo a medida que se realiza la excavación de los Caisson y efectuar ensayos de corte directo a profundidades variables (donde se evidencien cambios de estratos), con el fin de conocer las propiedades del suelo y calibrar el modelo geológico geotécnico. Se realizó el diseño Geotecnico de un muro en voladizo de 3 metros soportado sobre caissons de 6 metros de 1.1 metros de diámetro. 134 10. BIBLIOGRAFIA Suarez Díaz Jaime. Deslizamientos y estabilidad de taludes en zonas tropicales, Instituto De Investigaciones sobre erosiones y deslizamientos. Ediciones UIS, Bucaramanga, Santander 1998 Braja Das. “principios de ingeniería de cimentaciones”, Thomson Editores, México, 1999 Lambe, W., Whitman, R., 1972. Mecánica de suelos. Instituto Tecnológico de Massachusetts, Editorial Limusa-Wiley S.A. Taylor, D.W., 1948. Fundamentals of Soil Mechanics. John Wiley Marquez Cardenas, Gabriel. Propiedades ingenieriles de los suelos. Universidad Nacional de Colombia. Seccional Medelliin. Facultad de Minas, Medellin, 1983. Morgenstern n., Price V. The analysis of the stability of general slip surfaces. Geotechnique vol 15 2005. Ruiz Luin J. Investigacion experimental, 2009 [online] http://www.monografias.com/trabajos14/investigacion/investigacion.shtml Joan Miro, La investigación Descriptiva, 2006 [online] 14:06-02/06/2014 http://noemagico.blogia.com/2006/091301-la-investigacion-descriptiva.php INGEOMINAS. Zonificación de amenaza por movimientos en masa de algunas laderas de los municipios de Bucaramanga, Floridablanca, Girón y Piedecuesta. Subdirección de Amenazas Geológicas y Entorno Ambiental, Bucaramanga. 2007. 631 p. Gina Patricia M, Leidy Katherine Q. Manual con ejercicios para la modelación matemática y numérica de la estabilidad de taludes, proyeto de grado, UIS, escuela de ingeniería civil, 2008. Laura Yaric B. Manual para el análisis sísmico de estabilidad de taludes utilizando métodos seudo estáticos y métodos de desplazamiento, proyecto de grado, UIS, escuela de ingeniería civil, 2008. Ivan Leonardo G, Pedro Pablo P, Revision de las metodologías de diseño en cimentaciones profundas para muros de contención teniendo en cuenta las recomendaciones del código colombiano de puestes y de la NSR 10, proyecto de grado, UIS, escuela de ingeniería civil, 2012. 135 Wilson Almeyda R, Evaluación del riesgo sísmico del sistema de acueducto de Bucaramanga a partir del estudio de microzonificación sísmica indicativa de Bucaramanga- Colombia, [en línea] Articulo, 2008. Disponible en http://www.bvsde.paho.org/bvsade/e/fulltext/uni/ponen3.pdf 136 ANEXOS 137 ANEXO 1. CARTERA TOPOGRAFICA 138 139 140 141 142 143 144 145 ANEXO 2. REGISTRO DE SONDEOS Y APIQUES 146 REGISTRO DE PERFORACIÓN SPT Para la realización del estudio geotécnico en la vía que comunica los municipios de Charala y Coromoro, se efectuaron cinco (5) sondeos a percusión SPT. A continuación se muestra el registro de los sondeos realizados: SONDEO SPT 1 CÓDIGO ALICON - FO - 39 REGISTRO DE VERSION 0 PERFORACIÓN SPT FECHA 18-Feb-13 PÁGINA 1 de 1 PROCESO: GEOLOGIA Y DISEÑO GEOTECNICO FECHA: 19-may-2013 PROYECTO: CHARALA COROMORO SONDEO 1 CORONA LADERA NORMA E= 1´107.623 U. SONDEO I.N.V.E 111-07 N=1´185.096 PROF MUESTRA 6" 12" 18" N DESCRIPCION (m) 0.5 3 4 3 7 Suelo limoarcilloso, de color café, 1 1 5 7 4 11 con vetas de color rojo 1.5 4 3 5 8 Suelo limoarcilloso, plástico, de color 2 2 6 4 5 9 amarillo pardo 2.5 5 6 4 10 Suelo limoarcilloso, plástico, de color 3 3 4 7 5 12 amarillo pardo 3.5 5 6 7 13 Suelo limoarcilloso, plástico, de color 4 4 6 7 5 12 amarillo pardo, con vetas rojas 4.5 5 4 6 10 Suelo limoarcilloso, de color amarillo 5 5 7 6 4 10 pardo. Nivel freático 5.5 8 6 5 11 Suelo limoarcilloso, plástico, de color 6 6 7 6 8 14 amarillo pardo. 6.5 9 8 10 18 Suelo limoarcilloso, de color amarillo 7 7 8 11 9 20 pardo. Nivel freático 7.5 8 9 13 22 Suelo limoarcilloso, de color amarillo 8 8 11 10 9 19 pardo. Nivel freático 8.5 8 11 23 34 Suelo limoarcilloso, plástico, de color 9 9 37 27 20 47 amarillo pardo. 147 148 149 SONDEO SPT 2 REGISTRO DE CÓDIGO ALICON - FO - 39 PERFORACIÓN SPT VERSIO 0 N FECHA 18-feb-13 PÁGINA 1 de 1 PROCESO: GEOLOGIA Y DISEÑO FECHA: 19-may-2013 GEOTECNICO PROYECTO CHARALA COROMORO : SONDEO 2 BORDE DE VIA NORMA U. SONDEO E=1´107.621 I.N.V.E 111-07 N=1´185.087 MUESTRA PRO 6" 12" 18" N DESCRIPCION F (m) 1 0.5 4 5 3 8 Suelo limoarcilloso, de color 1 5 4 3 7 amarillo pardo. Relleno en la parte superficial 2 1.5 4 5 3 8 Suelo limoarcilloso, plástico, de 2 4 6 5 11 color amarillo pardo 3 2.5 7 6 6 12 Suelo limoarcilloso, de color 3 8 6 5 11 amarillo pardo, con vetas color café. Nivel freático 4 3.5 7 6 6 12 Suelo limoarcilloso, de color 4 8 7 9 16 amarillo pardo. 5 4.5 8 6 7 13 Suelo limoarcilloso, de color 5 9 7 8 15 amarillo pardo a gris claro. 6 5.5 9 10 7 17 Suelo limoarcilloso, de color 6 8 11 12 23 amarillo pardo a gris claro. 7 6.5 9 14 19 33 Suelo limoarcilloso, color café pardo a gris y pocas vetas 7 18 20 23 43 naranjas. 8 7.5 18 20 22 42 Suelo limoarcilloso, de color 8 19 21 23 44 amarillo pardo a gris claro. 9 8.5 22 24 26 50 Suelo limoarcilloso, de color 9 38 48 55 103 amarillo pardo a gris claro. 150 151 152 SONDEO SPT 3 REGISTRO DE CÓDIGO ALICON - FO - 39 PERFORACIÓN SPT VERSIO 0 N FECHA 18-feb-13 PÁGINA 1 de 1 PROCESO: GEOLOGIA Y DISEÑO FECHA: 20-may-2013 GEOTECNICO PROYECTO CHARALA COROMORO : SONDEO 3 NORMA U. SONDEO E=1´107.631 I.N.V.E 111-07 N=1´185.088 MUESTRA PRO 6" 12" 18" N DESCRIPCION F (m) 1 0.5 3 4 5 9 Suelo limoarcilloso, de color 1 4 6 7 1 amarillo pardo. Relleno en la 3 parte superficial 2 1.5 5 4 6 1 Suelo limoarcilloso, plástico, de 0 color amarillo pardo 2 5 6 4 1 0 3 2.5 6 4 7 1 Suelo limoarcilloso, plástico, de 1 color amarillo pardo a gris claro 3 8 9 11 2 0 4 3.5 10 12 9 2 Suelo limoarcilloso, plástico, de 1 color amarillo pardo, con vetas 4 11 10 13 2 naranjas 3 5 4.5 12 10 11 2 Suelo limoarcilloso, de color 1 amarillo pardo. Nivel freático 5 13 14 12 2 6 6 5.5 14 13 14 2 Suelo limoarcilloso, de color 7 amarillo pardo. Nivel freático 6 13 12 15 2 7 7 6.5 12 14 13 2 Suelo limoarcilloso, de color 7 amarillo pardo, con vetas cafés. 7 14 15 17 3 Nivel freático 2 8 7.5 10 9 10 1 Suelo limoarcilloso, de color 9 amarillo pardo a café, con vetas 8 12 18 15 3 narajas. Nivel freático 3 153 154 155 SONDEO SPT 4 REGISTRO DE CÓDIGO ALICON - FO - 39 PERFORACIÓN SPT VERSIO 0 N FECHA 18-feb-13 PÁGINA 1 de 1 PROCESO: GEOLOGIA Y DISEÑO FECHA: 21-may-2013 GEOTECNICO PROYECTO CHARALA COROMORO : SONDEO 4 PIE DE LADERA NORMA U. SONDEO E=1´107.644 I.N.V.E 111-07 N=1´185.076 MUESTRA PRO 6" 12" 18" N DESCRIPCION F (m) 1 0.5 2 3 2 5 Suelo limoarcilloso, plástico, de 1 3 4 2 6 color café claro. Saturada de agua 2 1.5 3 2 4 6 Suelo limoarcilloso, de color 2 2 3 5 8 amarillo pardo a café. Nivel freático 3 2.5 5 6 10 1 Suelo limoarcilloso, de color 6 amarillo pardo a café. Nivel 3 15 17 12 2 freático 9 4 3.5 20 22 25 4 Suelo limoarcilloso, de color 7 amarillo pardo a café. Nivel 4 30 35 30 6 freático 5 156 157 SONDEO SPT 5 REGISTRO DE CÓDIGO ALICON - FO - 39 PERFORACIÓN SPT VERSIO 0 N FECHA 18-feb-13 PÁGINA 1 de 1 PROCESO: GEOLOGIA Y DISEÑO FECHA: 21-may-2013 GEOTECNICO PROYECTO CHARALA COROMORO : SONDEO 5 NORMA U. SONDEO E=1´107.619 I.N.V.E 111-07 N=1´185.073 MUESTRA PRO 6" 12" 18" N DESCRIPCION F (m) 1 0.5 2 3 2 5 Suelo limoarcilloso, de color gris 1 3 4 3 7 oscuro 2 1.5 4 2 5 7 Suelo limoarcilloso, de color 2 6 4 7 1 amarillo pardo. 1 3 2.5 10 11 9 2 Suelo limoarcilloso, plástico, de 0 color gris oscuro. Nivel freático 3 13 12 15 2 7 4 3.5 14 17 20 3 Suelo limoarcilloso, de color 7 amarillo pardo. Nivel freático 4 28 30 35 6 5 158 159 REGISTRO E APIQUES APIQUE PROFUNDIDAD (m) ESQUEMA DESCRIPCIÓN Suelo orgánico superficial de 0 - 0,5 color café claro, con raíces de maleza. Suelo de textura limoarcillosa, de color amarillo pardo, plástico y húmedo, con vetas grises claras 1 y amarillas, se observan 0,5 - 1,4 fragmentos líticos tamaño grava que oscilan entre 0.2 -1.5cm de lodolitas amarillas y grises oscuras en un porcentaje visual de 10%. 160 APIQUE PROFUNDIDAD (m) ESQUEMA DESCRIPCIÓN Suelo limoarcilloso, de color amarillo pardo, con vetas grises claras, café y naranja pardo, 2 0.0 - 4.0 presenta fragmentos líticos de lodolita tamaño grava que oscilan entre 0.2 -1.2 cm en un porcentaje visual de 7%. 161 APIQU PROFUNDIDAD (m) ESQUEMA DESCRIPCIÓN E Suelo de textura limoarcillosa, plástico, de color amarillo pardo, con vetas café rojizas y negras y pocas ramas de maleza, se 3 0 - 3 observan fragmentos líticos de lodolita tamaño grava que oscilan entre 0.2 -1.6 cm en un porcentaje visual de 5%. APIQU PROFUNDIDAD ESQUEMA DESCRIPCIÓN E (m) Suelo limoarcilloso, plástico y húmedo, de 0 - 1.4 color café pardo a gis oscuro. Se 4 encuentra saturada de agua, nivel freático. 162 ANEXO 3. RESULTADOS DE LABORATORIO 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 ANEXO 4. CORRELACIONES SPT Y ANALISIS ESTADISTICOS 211 ENSAYO PENETROMÉTRICO DINÁMICO ENSAYOS DE PENETRACIÓN DINÁMICA CONTINUA (DYNAMIC PROBING) DPSH – DPM (... scpt ecc.) Notas ilustrativas – Diferentes tipologías de penetrómetros dinámicos El ensayo penetrométrico dinámico consiste en hincar en el terreno una punta cónica (en Los ensayos Penetrométricos Dinámicos son muy conocidos e utilizados en el campo por los geólogos y geotécnicos dada su simplicidad ejecutiva, economía y rapidez de ejecución. Su elaboración, interpretación y visualización gráfica consiente "catalogar y crear parámetros" del suelo atravesándolo con una imagen continua, que permite también hacer una comparación de las durezas de los diferentes niveles atravesados y una correlación directa con sondeos para la determinación estratigráfica. La sonda penetrométrica permite además reconocer bastante bien el espesor de los mantos del subsuelo, la cota de eventuales niveles freáticos y superficies de rotura sobre los taludes, así como la consistencia del terreno en general. La utilización de los datos recabados de correlaciones indirectas y haciendo referencia a varios autores, debe de todas formas hacerse con cautela y si es posible, después de experiencias geológicas adquiridas en la zona. Los elementos característicos del penetrómetro dinámico son los siguientes: - peso masa de golpeo M - altura de caída libre H - - - presencia o no del revestimiento externo (lodos bentoníticos). 212 Con referencia a la clasificación ISSMFE (1988) de los diferentes tipos de penetrómetros dinámicos (ver la tabla abajo) se da una primer subdivisión en cuatro clases (con base en el peso M de la masa de golpeo): - tipo LIVIANO (DPL) - tipo MEDIO (DPM) - tipo PESADO (DPH) - tipo SUPERPESADO (DPSH) Clasificación ISSMFE de los penetrómetros dinámicos: Tipo Sigla de referencia peso de la masa Prof. Máx. estudio M (Kg) golpeo (m) Liviano DPL (Light) 8 Medio DPM (Medium) 10 Correlación con Nspt Ya que el ensayo de penetración estándar (SPT) representa hoy en día uno de los medios más conocidos y económicos para adquirir información sobre el subsuelo, la mayor parte de las correlaciones existentes tienen que ver con los valores del número de golpes Nspt obtenido con dicha prueba, por lo tanto se presenta la necesidad de relacionar el número de golpes de un ensayo dinámico con Nspt. El pasaje se da por: t N Donde: Q t QSPT en donde Q es la energía específica por golpe y Qspt es la referida a la prueba SPT. La energía especifica por golpe se calcula como sigue: M 2 H Q A M M ' donde M = peso masa de golpeo; 213 M’ = peso varillaje; H = altura de caída; A = área base punta cónica; = intervalo de avance. Valuación resistencia dinámica a la punta (Rpd) Formula Olandesi M 2 H M 2 H N Rpd AeM P A M P Rpd = resistencia dinámica punta (área A) e N M = peso masa de golpeo (altura caída H) P = peso total varillaje sistema golpeo Metodología de Elaboración Las elaboraciones han sido efectuadas mediante un programa de cálculo automático, Dynamic Probing, de GeoStru Software. El programa calcula el porcentaje de energías transmitidas (coeficiente de correlación con SPT) con las elaboraciones propuestas por Pasqualini 1983 - Meyerhof 1956 - Desai 1968 - Borowczyk-Frankowsky 1981. Permite además utilizar los datos obtenidos de la realización de ensayos de penetración dinámica para extrapolar útiles informaciones geotécnicas y geológicas. Una vasta experiencia adquirida, unida a una buena interpretación y correlación permiten a menudo obtener datos útiles para el proyecto y frecuentemente datos más verídicos que muchos de los de las bibliografías sobre litologías y datos geotécnicos determinados en las verticales litológicas de pocos ensayos de laboratorio efectuados como representación general de una vertical heterogénea no uniforme y/o compleja. En particular obtener información sobre: - El avance vertical y horizontal de los intervalos estratigráficos, - la caracterización litológica de las unidades estratigráficas, 214 - los parámetros geotécnicos sugeridos por varios autores en función de los valores del número de golpes y de la resistencia en la punta. Evaluaciones estadísticas y correlaciones Elaboración estadistica Permite la elaboración estadística de los datos numéricos de Dynamic Probing, utilizando en el cálculo valores representativos del estrato considerado un valor inferior o mayor al promedio aritmético del estrato (de por sí el dato mayormente utilizado); los valores posibles son: Promedio Promedio aritmético de los valores del número de golpes en el estrato considerado. Promedio mínimo Valor estadístico inferior al promedio aritmético de los valores del número de golpes en el estrato considerado. Máximo Valor máximo de los valores del número de golpes en el estrato considerado. Mínimo Valor mínimo de los valores del número de golpes en el estrato considerado. Desviación estándar Valore estadístico de desviación de los valores del número de golpes en el estrato considerado. Promedio + s Promedio + desviación (valor estadístico) de los valores del número de golpes en el estrato considerado. Promedio - s Promedio - desviación (valor estadístico) de los valores del número de golpes en el estrato considerado. Presión admisible Presión admisible específica en el ínter estrato (con efecto de reducción energía por plegamiento varillaje o no) calculada según las conocidas elaboraciones propuestas por Herminier, aplicando un coeficiente de seguridad (generalmente = 20-22) que corresponde a un coeficiente de seguridad standard de las cimentaciones igual a 4, con una geometría standard de longitud igual a 1 mt. Y empotramiento d = 1 mt. 215 Correlaciones geotécnicas terrenos sin cohesión Liquefacción Permite calcular, utilizando datos Nspt, el potencial de licuefacción de los suelos (predominantemente arenosos). Con la relación de SHI-MING (1982), aplicable a terrenos arenosos poco finos, la licuefacción resulta posible solamente si Nspt del estrato considerado resulta inferior a Nspt crítico calculado con la elaboración de SHI-MING. Corrección Nspt en presencia de nivel freático Nspt correcto = 15 + 0.5 * (Nspt - 15) Nspt es el valor promedio en el estrato La corrección se aplica en presencia de nivel freático solo si el número de golpes es mayor que 15 (la corrección se efectúa si todo el estrato está en nivel freático). ángulo de rozamiento interno (Peck-Hanson-Thornburn-Meyerhof 1956) válida para suelos que no sean blandos en prof. < 5 mt.; correlación válida para arenas y gravas representa valores medios. - Correlación histórica muy usada, válida para prof. < 5 mt. para suelos sobre nivel freático y < 8 mt. para terrenos en nivel freático (tensiones < 8-10 t/mq). (Meyerhof 1956) Correlación válida para suelos arcillosos y arcillosos-margosos fracturados, terrenos sueltos mantos fragmentados (en variación experimental de datos). (Sowers 1961) Ángulo de rozamiento interno en grados válido para arenas en general (cond. óptimas para prof. < 4 mt. sobre nivel freático y < 7 mt. para (De Mello) Correlación válida para suelos predominantemente arenosos y arenosos-gravosos (en variación experimental de datos) con ángulo de rozamiento interno < 38°. 216 (Malcev 1964) Ángulo de rozamiento interno en grados válido para arenas en general (cond. óptimas para prof. > 2 mt. y para valores de ángulo de rozamiento interno < 38° (Schmertmann 1977) Ángulo de rozamiento interno (grados) para varios tipos litológicos (valores máximos). Nota: valores a menudo demasiado optimistas ya que se deducen de correlaciones indirectas de Dr %. Shioi-Fukuni 1982 (ROAD BRIDGE SPECIFICATION) Ángulo de rozamiento interno en grados válido para arenas - arenas finas o limosas y limos orgánicos (cond. óptimas para prof. > 8 mt. sobre nivel freático y > 15 mt. para terrenos en Shioi-Fukuni 1982 (JAPANESE NATIONALE RAILWAY). Ángulo de rozamiento interno válido arenas medias gruesas a gravosas. Ángulo de rozamiento interno en grados (Owasaki & Iwasaki) válido para arenas - arenas medias y gruesas-gravosas (cond. óptimas para prof. > 8 mt. sobre nivel freático y > 15 mt. para terrenos en nivel freático) s>15 t/mq. Meyerhof 1965 - Correlación válida para terrenos por arenas con % de limo < 5% a profundidad < 5 mt. y con % di limo > 5% a profundidad < 3 mt. Mitchell y Katti (1965) - Correlación válida para arenas y gravas. Densidad relativa ( %) Gibbs & Holtz (1957) correlación válida para cualquier presión eficaz, para gravas Dr se sobre estima, para limos es subestimado. (Skempton 1986) elaboración válida para limos y arenas y arenas de finas a gruesas NC en cualquier presión eficaz, para gravas el valor de Dr % se sobreestima, para limos se subestima. Meyerhof (1957). (Schultze & Menzenbach 1961) para arenas finas y gravosas NC, método válido para cualquier valor de presión eficaz en depósitos NC, para gravas el valor de Dr % se sobreestima, para limos es subestimado. Modulo De Young (Ey) 217 Terzaghi- elaboración válida para arena limpia y arena con grava sin considerar la presión eficaz. Schmertmann (1978), correlación válida para varios tipos litológicos. Schultze-menzenbach, correlación válida para varios tipos litológicos. D'Appollonia y otros (1970), correlación válida para arena, arena SC, arena NC y grava Bowles (1982), correlación válida para arena arcillosa, arena limosa, limo arenoso, arena media, arena y grava. Modulo Edométrico Begemann (1974) elaboración derivada de experiencias en Grecia, correlación valida para limo con arena, arena y grava. Buismann-sanglerat, correlación valida para arena y arena arcillosa. Farrent (1963) valida para arenas, algunas veces para arenas con grava (en variación experimental de datos). Menzenbach y Malcev valida para arenas finas, arena gravosa y arena y grava. Estado de consistenciaa Clasificación A.G.I. 1977 Peso Específico Gama Meyerhof y otros, válida para arenas, gravas, limos, limo arenoso. Peso Específico saturado Bowles 1982, Terzaghi-Peck 1948-1967.Correlación valida para especifico del material igual a cerca G=2,65 t/mc) y para peso específico seco variable de 1,33 (Nspt=0) a 1,99 (Nspt=95) Modulo de poisson Clasificación A.G.I. Potencial de licuefacción (Stress Ratio) 218 Seed-Idriss 1978-1981. Tal correlación es valida solamente para arenas, gravas y limos arenosos, representa la relación entre el esfuerzo dinámico promedio Tau y la tensión vertical de consolidación para la valuación del potencial de licuefacción de las arenas y suelos areno-gravosos con gráficos de los autores. Velocidad ondas transversales Vs (m/sec) Tal correlación es válida solamente para suelos sin cohesión arenosos y gravosos. Modulo de deformación de corte (G ) Ohsaki & Iwasaki – elaboración válida para arenas con finos plásticos y arenas limpias. Robertson e Campanella (1983) e Imai & Tonouchi (1982) elaboración válida sobretodo para arenas y para tensiones litostáticas comprendidas entre 0,5 - 4,0 kg/cmq. Modulo de reacción (Ko) Navfac 1971-1982 - elaboración válida para arenas, gravas, limos, limos arenosos. Resistencia a la punta del Penetrómetro Estático (Qc) Robertson 1983 Qc Correlaciones geotecnicas terrenos cohesivos Cohesión no drenada Benassi & Vannelli- correlaciones provenientes de experiencias de la empresa constructora Penetrometri SUNDA 1983 Terzaghi-Peck (1948-1967), correlación valida para arcillas arenosas – orgánicas NC con Nspt <8, arcillas limosas-orgánicas medianamente plásticas, arcillas margosas alteradas-fracturadas. Terzaghi-Peck (1948). Cu mín.-máx. 219 Sanglerat, de datos Penetr. Estático para suelos cohesivos saturados, tal correlación no es válida para arcillas sensitivas con sensitividad >5, para arcillas sobre consolidadas fracturadas y para limos de baja plasticidad. Sanglerat, (para arcillas limo-arenosas con poca cohesión), valores válidos para resistencias penetrométricas < 10 golpes. Para resistencias penetrométricas > 10 la elaboración válida es siempre la de las "arcillas plásticas " de Sanglerat. (U.S.D.M.S.M.) U.S. Design Manual Soil Mechanics Cohesión sin drenaje Cu (Kg/cmq) para arcillas limosas y arcillas de baja, media y alta plasticidad, (Cu- Nspt-grado de plasticidad). Schmertmann 1975 Cu (Kg/cmq) (valores medios), válida para arcillas y limos arcillosos con Nc=20 y Qc/Nspt=2 Schmertmann 1975 Cu (Kg/cmq) (valores mínimos), valida para arcillas NC. Fletcher 1965 - (Arcilla de Chicago) Cohesión sin drenaje Cu (Kg/cmq), columna valores válidos para arcillas de media-baja plasticidad Houston (1960) - arcilla de media-alta plasticidad. Shioi-Fukuni 1982, valida para suelos poco cohesivos y plásticos, arcilla de media-alta plasticidad. Begemann. De Beer. Resistencia a la punta del Penetrómetro Estático (Qc ) Robertson 1983 Qc Modulo Edométrico-Confinado (Mo) Stroud e Butler (1975) - para litotipos de media plasticidad, válida para litotipos arcillosos de media-medio-alta plasticidad - de experiencias con arcillas glaciales. Stroud e Butler (1975), para litotipos de media-baja plasticidad (IP< 20), válida para litotipos arcillosos de media-baja plasticidad (IP< 20) - de experiencias con arcillas glaciales. 220 Vesic (1970) correlación válida para arcillas blandas (valores mínimos y máximos). Trofimenkov (1974), Mitchell e Gardner Modulo Confinado -Mo (Eed) (Kg/cmq)-, válida para litotipos arcillosos y limosos-arcillosos (relación Qc/Nspt=1.5-2.0). Buismann- Sanglerat, valida para arcillas compactas ( Nspt <30) medias y blandas ( Nspt <4) y arcillas arenosas (Nspt=6-12). Modulo De Young (EY) Schultze-Menzenbach - (Mín. e Máx.), correlación válida para limos coherentes y limos arcillosos con I.P. >15 D'Appollonia y otros (1983) - correlación válida para arcillas saturadas-arcillas fracturadas. Estado de consistencia Clasificación A.G.I. 1977 Peso Específico Gama Meyerhof y otros, valida para arcillas, arcillas arenosas y limosas predominantemente con cohesión. Peso Específico saturado Correlación Bowles (1982), Terzaghi-Peck (1948-1967), valida para condiciones específicas: peso específico del material igual a cerca G=2,70 (t/mc) y para índices de vacío variables da 1,833 (Nspt=0) a 0,545 (Nspt=28) 221 ENSAYO...SONDEO 1 Equipo utilizado... SPT (Standard Penetration Test) Ensayo realizado el 31/05/2013 Profundidad ensayo 9.00 mt Cota 1340.00 mt Nivel freático Tipo de elaboración: Medio Profundidad (m) N° de golpesCálculo coef. reducción Res.sonda dinámica reducida Res. dinámicaP res. admisible con reducciónPres. admisible Herminier - Chi (Kg/cm²) (Kg/cm²) Herminier - Olandesi Olandesi (Kg/cm²) (Kg/cm²) 0.50 7 0.849 24.38 28.72 1.22 1.44 1.00 11 0.840 34.65 41.26 1.73 2.06 1.50 8 0.831 24.94 30.01 1.25 1.50 2.00 9 0.823 25.60 31.09 1.28 1.55 2.50 10 0.816 28.18 34.55 1.41 1.73 3.00 12 0.809 31.07 38.43 1.55 1.92 3.50 13 0.752 31.31 41.63 1.57 2.08 4.00 12 0.796 28.50 35.81 1.43 1.79 4.50 10 0.790 23.58 29.84 1.18 1.49 5.00 10 0.785 21.93 27.94 1.10 1.40 5.50 11 0.780 23.97 30.73 1.20 1.54 6.00 14 0.725 26.67 36.76 1.33 1.84 6.50 18 0.721 34.09 47.27 1.70 2.36 7.00 20 0.717 35.53 49.55 1.78 2.48 7.50 22 0.663 36.16 54.50 1.81 2.73 8.00 19 0.710 31.63 44.55 1.58 2.23 8.50 34 0.607 48.36 79.72 2.42 3.99 9.00 47 0.553 57.89 104.60 2.89 5.23 Prof. Estrato NPDM Rd Tipo Clay FractionPeso específicoPeso específico saturadoTensione efficaceCoefic. de correlaciónNspt Descripción (m) (Kg/cm²) (%) (t/m³) (t/m³) (Kg/cm²) con Nspt 6 10.58 Sin cohesión33.9 - Cohesivo 0 1.83 1.89 0.55 0.75 SUELO7.93 RESIDUAL METEORIZADO 9 26.67 Sin cohesión63.36 - Cohesivo 0 2.08 2.29 1.1 0.75 SUELO20 RESIDUAL POCO METEORIZADO 222 ESTIMACIÓN PARÁMETROS GEOTÉCNICOS ENSAYO SONDEO 1 SUELOS SIN COHESIÓN Densidad relativa IntestazioneNSPT$ Prof. Estrato Gibbs & Holtz 1957 Meyerhof 1957Schultze & Menzenbach (1961)Skempton 1986 (m) [1] - SUELO RESIDUAL METEORIZADO 7.93 6.00 26.04 52.91 53.89 28.23 [2] - SUELO RESIDUAL POCO 20 9.00 34.84 65.42 65.52 47.33 METEORIZADO Ángulo de resistencia al corte NsptProf. EstratoNspt corr conPeck Nivel-Hanson Meyerhof- (1956)Sowers (1961)Malcev (1964)Meyerhof Schmertmann (1965) Mitchell (1977) &Shioi Katti-Fukuni Japanese 1982 NationalDe MelloOwasaki & Iwasaki (m) FreáticoThornburn -Meyerhof Sabbie (1981)(ROAD BRIDGERailway 1956 SPECIFICATION) [1] - SUELO RESIDUAL 7.93 6.00 7.93 29.27 22.27 30.22 29.66 32.87 0 <30 25.91 29.38 34.99 27.59 METEORIZADO [2] - SUELO RESIDUAL 20 9.00 17.5 32 25 32.9 29.42 36.29 37.16 30-32 31.2 32.25 39.79 33.71 POCO METEORIZADO Módulo de Young (Kg/cm²) Nspt Prof. EstratoNspt corregido con Nivel TerzaghiSchmertmann (1978)Schultze (Sabbie)-Menzenbach D'Appollonia (Sabbia ed Bowlesaltri 1970 (1982) Sabbia Media (m) Freático ghiaiosa) (Sabbia) [1] - SUELO RESIDUAL 7.93 6.00 7.93 --- 63.44 ------METEORIZADO [2] - SUELO RESIDUAL POCO 20 9.00 17.5 298.60 140.00 207.20 311.25 162.50 METEORIZADO Módulo edométrico (Kg/cm²) Nspt Prof. Estrato Nspt corregido con BuismanNivel -Sanglerat (sabbie)Begemann 1974 (Ghiaia conFarrent 1963Menzenbach e Malcev (Sabbia (m) Freático sabbia) media) [1] - SUELO RESIDUAL 7.93 6.00 7.93 --- 43.75 56.30 73.37 METEORIZADO [2] - SUELO RESIDUAL POCO 20 9.00 17.5 105.00 63.41 124.25 116.05 METEORIZADO Clasificación AGI (Asoc. Italiana. Geolog.) Nspt Prof. Estrato Nspt corregido con Nivel Freático Correlación Clasificación AGI (Asoc. Italiana. (m) Geolog.) [1] - SUELO RESIDUAL 7.93 6.00 7.93Classificazione A.G.I. 1977 POCO ADDENSATO METEORIZADO [2] - SUELO RESIDUAL POCO 20 9.00 17.5Classificazione A.G.I.MODERATAMENTE 1977 ADDENSATO METEORIZADO Peso específico Nspt Prof. Estrato Nspt corregido con Nivel Freático Correlación Peso específico (m) (t/m³) [1] - SUELO RESIDUAL 7.93 6.00 7.93 Meyerhof ed altri 1.66 METEORIZADO [2] - SUELO RESIDUAL POCO 20 9.00 17.5 Meyerhof ed altri 1.94 METEORIZADO 223 Peso específico saturado Nspt Prof. Estrato Nspt corregido con Nivel Freático Correlación Peso específico saturado (m) (t/m³) [1] - SUELO RESIDUAL 7.93 6.00 7.93 Terzaghi-Peck 1948-1967 1.91 METEORIZADO [2] - SUELO RESIDUAL POCO 20 9.00 17.5 Terzaghi-Peck 1948-1967 1.96 METEORIZADO ódulo de Poisson Nspt Prof. Estrato Nspt corregido con Nivel Freático Correlación Poisson (m) [1] - SUELO RESIDUAL 7.93 6.00 7.93 (A.G.I.) 0.34 METEORIZADO [2] - SUELO RESIDUAL POCO 20 9.00 17.5 (A.G.I.) 0.32 METEORIZADO Módulo de deformación al corte dinámico (Kg/cm²) Nspt Prof. Estrato Nspt corregido con Nivel FreáticoOhsaki (Sabbie pulite)Robertson e Campanella (1983) e Imai (m) & Tonouchi (1982) [1] - SUELO RESIDUAL 7.93 6.00 7.93 455.23 442.96 METEORIZADO [2] - SUELO RESIDUAL POCO 20 9.00 17.5 958.01 718.47 METEORIZADO Velocidad ondas de corte Nspt Prof. Estrato Nspt corregido con Nivel Freático Correlación Velocidad ondas de corte (m) (m/s) [1] - SUELO RESIDUAL 7.93 6.00 7.93Ohta & Goto (1978) Limos 121 METEORIZADO [2] - SUELO RESIDUAL POCO 20 9.00 17.5Ohta & Goto (1978) Limos 165.6 METEORIZADO Licuefacción Nspt Prof. Estrato Nspt corregido con Nivel Freático Correlación Fs (m) Licuefacción [1] - SUELO RESIDUAL 7.93 6.00 7.93 Seed e Idriss (1971) -- METEORIZADO [2] - SUELO RESIDUAL POCO 20 9.00 17.5 Seed e Idriss (1971) 1.994 METEORIZADO Módulo de reacción Ko Nspt Prof. Estrato Nspt corregido con Nivel Freático Correlación Ko (m) [1] - SUELO RESIDUAL 7.93 6.00 7.93 --- METEORIZADO [2] - SUELO RESIDUAL POCO 20 9.00 17.5 --- METEORIZADO Qc (resistencia por punta penetrómetro estático) Nspt Prof. Estrato Nspt corregido con Nivel Freático Correlación Qc (m) (Kg/cm²) [1] - SUELO RESIDUAL 7.93 6.00 7.93 --- METEORIZADO [2] - SUELO RESIDUAL POCO 20 9.00 17.5 --- METEORIZADO 224 ENSAYO... SONDEO 2 Equipo utilizado... SPT (Standard Penetration Test) Ensayo realizado el 31/05/2013 Profundidad ensayo 9.00 mt Cota 1335.00 mt Nivel freático Tipo de elaboración: Medio Profundidad (m) N° de golpesCálculo coef. reducción sondaRes. Chi dinámica reducida Res. dinámica Pres. admisible con reducciónPres. admisible Herminier - (Kg/cm²) (Kg/cm²) Herminier - Olandesi Olandesi (Kg/cm²) (Kg/cm²) 0.50 8 0.849 27.86 32.82 1.39 1.64 1.00 7 0.840 22.05 26.26 1.10 1.31 1.50 8 0.831 24.94 30.01 1.25 1.50 2.00 11 0.823 31.28 38.00 1.56 1.90 2.50 12 0.816 33.82 41.46 1.69 2.07 3.00 11 0.809 28.48 35.22 1.42 1.76 3.50 12 0.802 30.82 38.43 1.54 1.92 4.00 16 0.746 35.62 47.74 1.78 2.39 4.50 13 0.740 28.72 38.79 1.44 1.94 5.00 15 0.735 30.80 41.90 1.54 2.10 5.50 17 0.730 34.67 47.49 1.73 2.37 6.00 23 0.675 40.80 60.40 2.04 3.02 6.50 33 0.621 53.83 86.66 2.69 4.33 7.00 43 0.567 60.42 106.53 3.02 5.33 7.50 42 0.563 58.62 104.05 2.93 5.20 8.00 44 0.560 57.76 103.17 2.89 5.16 8.50 50 0.557 65.25 117.23 3.26 5.86 9.00 103 0.553 126.87 229.23 6.34 11.46 Prof. Estrato NPDM Rd Tipo Clay Fraction Peso específicoPeso específico saturadoTensione efficaceCoefic. de correlaciónNspt con Descripción (m) (Kg/cm²) (%) (t/m³) (t/m³) (Kg/cm²) Nspt 5.5 11.82 Sin 38.01cohesión - Cohesivo 0 1.86 1.9 0.44 0.75 8.86 SUELO RESIDUAL METEORIZADO 9 48.29 Sin115.32 cohesión - Cohesivo 0 2.15 2.34 0.92 0.75 36.22SUELO RESIDUAL POCO METEORIZADO ESTIMACIÓN PARÁMETROS GEOTÉCNICOS ENSAYO SONDEO 2 SUELOS SIN COHESIÓN Densidad relativa IntestazioneNSPT$ Prof. Estrato Gibbs & Holtz 1957 Meyerhof 1957Schultze & Menzenbach (1961)Skempton 1986 (m) [1] - SUELO RESIDUAL 8.86 5.50 29.86 58.56 60.23 30.42 METEORIZADO [2] - SUELO RESIDUAL POCO 36.22 9.00 45.62 83.46 82.4 58.69 METEORIZADO Ángulo de resistencia al corte NsptProf. NsptEstrato corregido Peck con-Hanson Meyerhof- (1956)Sowers (1961)Malcev (1964)Meyerhof Schmertmann (1965) Mitchell (1977) &Shioi Katti-Fukuni Japanese 1982 NationalDe MelloOwasaki & Iwasaki (m)Nivel FreáticoThornburn -Meyerhof Sabbie (1981)(ROAD BRIDGERailway 1956 SPECIFICATION) [1] - SUELO RESIDUAL 8.86 5.50 8.86 29.53 22.53 30.48 30.32 33.23 0 <30 26.53 29.66 36.37 28.31 METEORIZADO 225 [2] - SUELO RESIDUAL 36.22 9.00 25.61 34.32 27.32 35.17 30.43 38.63 39.68 32-35 34.6 34.68 43.81 37.63 POCO METEORIZADO Módulo de Young (Kg/cm²) Nspt Prof. EstratoNspt corregido con Nivel TerzaghiSchmertmann (1978)Schultze (Sabbie)-Menzenbach D'Appollonia (Sabbia ed Bowlesaltri 1970 (1982) Sabbia Media (m) Freático ghiaiosa) (Sabbia) [1] - SUELO RESIDUAL 8.86 5.50 8.86 --- 70.88 105.25 ------METEORIZADO [2] - SUELO RESIDUAL POCO 36.22 9.00 25.61 361.22 204.88 302.90 372.08 203.05 METEORIZADO Módulo edométrico (Kg/cm²) Nspt Prof. Estrato Nspt corregido con BuismanNivel -Sanglerat (sabbie)Begemann 1974 (Ghiaia conFarrent 1963Menzenbach e Malcev (Sabbia (m) Freático sabbia) media) [1] - SUELO RESIDUAL METEORIZADO 8.86 5.50 8.86 --- 45.66 62.91 77.52 [2] - SUELO RESIDUAL POCO 36.22 9.00 25.61 153.66 80.07 181.83 152.22 METEORIZADO Clasificación AGI (Asoc. Italiana. Geolog.) Nspt Prof. Estrato Nspt corregido con Nivel Freático Correlación Clasificación AGI (Asoc. Italiana. (m) Geolog.) [1] - SUELO RESIDUAL 8.86 5.50 8.86Classificazione A.G.I. 1977 POCO ADDENSATO METEORIZADO [2] - SUELO RESIDUAL POCO 36.22 9.00 25.61Classificazione A.G.I. 1977 ADDENSATO METEORIZADO Peso específico Nspt Prof. Estrato Nspt corregido con Nivel Freático Correlación Peso específico (m) (t/m³) [1] - SUELO RESIDUAL 8.86 5.50 8.86 Meyerhof ed altri 1.69 METEORIZADO [2] - SUELO RESIDUAL POCO 36.22 9.00 25.61 Meyerhof ed altri 2.09 METEORIZADO Peso específico saturado Nspt Prof. Estrato Nspt corregido con Nivel Freático Correlación Peso específico saturado (m) (t/m³) [1] - SUELO RESIDUAL 8.86 5.50 8.86 Terzaghi-Peck 1948-1967 1.91 METEORIZADO [2] - SUELO RESIDUAL POCO 36.22 9.00 25.61 Terzaghi-Peck 1948-1967 2.50 METEORIZADO Módulo de Poisson Nspt Prof. Estrato Nspt corregido con Nivel Freático Correlación Poisson (m) [1] - SUELO RESIDUAL 8.86 5.50 8.86 (A.G.I.) 0.34 METEORIZADO [2] - SUELO RESIDUAL POCO 36.22 9.00 25.61 (A.G.I.) 0.3 METEORIZADO Módulo de deformación al corte dinámico (Kg/cm²) Nspt Prof. Estrato Nspt corregido con Nivel FreáticoOhsaki (Sabbie pulite)Robertson e Campanella (1983) e Imai (m) & Tonouchi (1982) [1] - SUELO RESIDUAL 8.86 5.50 8.86 505.24 474.01 226 METEORIZADO [2] - SUELO RESIDUAL POCO 36.22 9.00 25.61 1370.31 906.67 METEORIZADO Velocidad ondas de corte Nspt Prof. Estrato Nspt corregido con Nivel Freático Correlación Velocidad ondas de corte (m) (m/s) [1] - SUELO RESIDUAL 8.86 5.50 8.86Ohta & Goto (1978) Limos 121.29 METEORIZADO [2] - SUELO RESIDUAL POCO 36.22 9.00 25.61Ohta & Goto (1978) Limos 175.72 METEORIZADO Licuefacción Nspt Prof. Estrato Nspt corregido con Nivel Freático Correlación Fs (m) Licuefacción [1] - SUELO RESIDUAL 8.86 5.50 8.86 Seed e Idriss (1971) 1.657 METEORIZADO [2] - SUELO RESIDUAL POCO 36.22 9.00 25.61 Seed e Idriss (1971) 9.001 METEORIZADO Módulo de reacción Ko Nspt Prof. Estrato Nspt corregido con Nivel Freático Correlación Ko (m) [1] - SUELO RESIDUAL 8.86 5.50 8.86 --- METEORIZADO [2] - SUELO RESIDUAL POCO 36.22 9.00 25.61 --- METEORIZADO Qc (resistencia por punta penetrómetro estático) Nspt Prof. Estrato Nspt corregido con Nivel Freático Correlación Qc (m) (Kg/cm²) [1] - SUELO RESIDUAL 8.86 5.50 8.86 --- METEORIZADO [2] - SUELO RESIDUAL POCO 36.22 9.00 25.61 --- METEORIZADO 227 ENSAYO...SONDEO 3 Equipo utilizado... SPT (Standard Penetration Test) Ensayo realizado el 31/05/2013 Profundidad ensayo 8.00 mt Cota 1335.00 mt Nivel freático Tipo de elaboración: Medio Profundidad (m) N° de golpesCálculo coef. reducción sondaRes. Chi dinámica reducida Res. dinámica Pres. admisible con reducciónPres. admisible Herminier - (Kg/cm²) (Kg/cm²) Herminier - Olandesi Olandesi (Kg/cm²) (Kg/cm²) 0.50 9 0.849 31.34 36.92 1.57 1.85 1.00 13 0.790 38.51 48.76 1.93 2.44 1.50 10 0.831 31.18 37.51 1.56 1.88 2.00 10 0.823 28.44 34.55 1.42 1.73 2.50 11 0.816 31.00 38.00 1.55 1.90 3.00 20 0.759 48.59 64.04 2.43 3.20 3.50 21 0.702 47.22 67.25 2.36 3.36 4.00 23 0.696 47.77 68.63 2.39 3.43 4.50 21 0.690 43.26 62.66 2.16 3.13 5.00 26 0.685 49.75 72.63 2.49 3.63 5.50 27 0.680 51.30 75.43 2.56 3.77 6.00 27 0.675 47.89 70.90 2.39 3.55 6.50 27 0.671 47.59 70.90 2.38 3.55 7.00 32 0.617 48.93 79.28 2.45 3.96 7.50 19 0.713 33.58 47.07 1.68 2.35 8.00 0 0.760 0.00 0.00 0.00 0.00 Prof. Estrato NPDM Rd Tipo Clay Fraction Peso específicoPeso específico saturadoTensione efficaceCoefic. de correlación conNspt Descripción (m) (Kg/cm²) (%) (t/m³) (t/m³) (Kg/cm²) Nspt 3 12.17 Sin cohesión43.3 - Cohesivo 0 1.87 1.9 0.28 0.75 SUELO9.13 RESUDUAL METEORIZADO 8 22.3 Sin 61.47cohesión - Cohesivo 0 2.04 2.24 0.95 0.75 SUELO16.73 RESIDUAL POCO METEORIZADO ESTIMACIÓN PARÁMETROS GEOTÉCNICOS ENSAYO SONDEO 3 SUELOS SIN COHESIÓN Densidad relativa IntestazioneNSPT$ Prof. Estrato Gibbs & Holtz 1957 Meyerhof 1957Schultze & Menzenbach (1961)Skempton 1986 (m) [1] - SUELO RESUDUAL 9.13 3.00 33.25 64.08 68.73 31.04 METEORIZADO [2] - SUELO RESIDUAL POCO 16.73 8.00 35.72 66.85 66.67 46.05 METEORIZADO Ángulo de resistencia al corte NsptProf. NsptEstrato corregido Peck con-Hanson Meyerhof- (1956)Sowers (1961)Malcev (1964)Meyerhof Schmertmann (1965) Mitchell (1977) &Shioi Katti-Fukuni Japanese 1982 NationalDe MelloOwasaki & Iwasaki (m)Nivel FreáticoThornburn -Meyerhof Sabbie (1981)(ROAD BRIDGERailway 1956 SPECIFICATION) [1] - SUELO RESUDUAL 9.13 3.00 9.13 29.61 22.61 30.56 31.34 33.34 0 <30 26.7 29.74 37.24 28.51 METEORIZADO [2] - SUELO RESIDUAL 16.73 8.00 16.73 31.78 24.78 32.68 29.67 36.05 37.36 30-32 30.84 32.02 39.98 33.29 POCO METEORIZADO 228 Módulo de Young (Kg/cm²) Nspt Prof. EstratoNspt corregido con Nivel TerzaghiSchmertmann (1978)Schultze (Sabbie)-Menzenbach D'Appollonia (Sabbia ed Bowlesaltri 1970 (1982) Sabbia Media (m) Freático ghiaiosa) (Sabbia) [1] - SUELO RESUDUAL 9.13 3.00 9.13 --- 73.04 108.43 ------METEORIZADO [2] - SUELO RESIDUAL POCO 16.73 8.00 16.73 291.96 133.84 198.11 305.48 158.65 METEORIZADO Módulo edométrico (Kg/cm²) Nspt Prof. Estrato Nspt corregido con BuismanNivel -Sanglerat (sabbie)Begemann 1974 (Ghiaia conFarrent 1963Menzenbach e Malcev (Sabbia (m) Freático sabbia) media) [1] - SUELO RESUDUAL 9.13 3.00 9.13 --- 46.22 64.82 78.72 METEORIZADO [2] - SUELO RESIDUAL POCO 16.73 8.00 16.73 100.38 61.83 118.78 112.62 METEORIZADO Clasificación AGI (Asoc. Italiana. Geolog.) Nspt Prof. Estrato Nspt corregido con Nivel Freático Correlación Clasificación AGI (Asoc. Italiana. (m) Geolog.) [1] - SUELO RESUDUAL METEORIZADO 9.13 3.00 9.13Classificazione A.G.I. 1977 POCO ADDENSATO [2] - SUELO RESIDUAL POCO METEORIZADO 16.73 8.00 16.73Classificazione A.G.I.MODERATAMENTE 1977 ADDENSATO Peso específico Nspt Prof. Estrato Nspt corregido con Nivel Freático Correlación Peso específico (m) (t/m³) [1] - SUELO RESUDUAL METEORIZADO 9.13 3.00 9.13 Meyerhof ed altri 1.70 [2] - SUELO RESIDUAL POCO METEORIZADO 16.73 8.00 16.73 Meyerhof ed altri 1.92 Peso específico saturado Nspt Prof. Estrato Nspt corregido con Nivel Freático Correlación Peso específico saturado (m) (t/m³) [1] - SUELO RESUDUAL METEORIZADO 9.13 3.00 9.13 Terzaghi-Peck 1948-1967 1.91 [2] - SUELO RESIDUAL POCO 16.73 8.00 16.73 Terzaghi-Peck 1948-1967 1.96 METEORIZADO Módulo de Poisson Nspt Prof. Estrato Nspt corregido con Nivel Freático Correlación Poisson (m) [1] - SUELO RESUDUAL METEORIZADO 9.13 3.00 9.13 (A.G.I.) 0.34 [2] - SUELO RESIDUAL POCO 16.73 8.00 16.73 (A.G.I.) 0.32 METEORIZADO Módulo de deformación al corte dinámico (Kg/cm²) Nspt Prof. Estrato Nspt corregido con Nivel FreáticoOhsaki (Sabbie pulite)Robertson e Campanella (1983) e Imai (m) & Tonouchi (1982) [1] - SUELO RESUDUAL METEORIZADO 9.13 3.00 9.13 519.70 482.79 [2] - SUELO RESIDUAL POCO 16.73 8.00 16.73 918.33 698.98 METEORIZADO 229 Velocidad ondas de corte Nspt Prof. Estrato Nspt corregido con Nivel Freático Correlación Velocidad ondas de corte (m) (m/s) [1] - SUELO RESUDUAL METEORIZADO 9.13 3.00 9.13Ohta & Goto (1978) Limos 108.46 [2] - SUELO RESIDUAL POCO 16.73 8.00 16.73Ohta & Goto (1978) Limos 154.77 METEORIZADO Licuefacción Nspt Prof. Estrato Nspt corregido con Nivel Freático Correlación Fs (m) Licuefacción [1] - SUELO RESUDUAL 9.13 3.00 9.13 Seed e Idriss (1971) -- METEORIZADO [2] - SUELO RESIDUAL POCO 16.73 8.00 16.73 Seed e Idriss (1971) 2.347 METEORIZADO Módulo de reacción Ko Nspt Prof. Estrato Nspt corregido con Nivel Freático Correlación Ko (m) [1] - SUELO RESUDUAL 9.13 3.00 9.13 --- METEORIZADO [2] - SUELO RESIDUAL POCO 16.73 8.00 16.73 --- METEORIZADO Qc (resistencia por punta penetrómetro estático) Nspt Prof. Estrato Nspt corregido con Nivel Freático Correlación Qc (m) (Kg/cm²) [1] - SUELO RESUDUAL METEORIZADO 9.13 3.00 9.13 --- [2] - SUELO RESIDUAL POCO 16.73 8.00 16.73 --- METEORIZADO 230 ENSAYO...SONDEO 4 Equipo utilizado... SPT (Standard Penetration Test) Ensayo realizado el 31/05/2013 Profundidad ensayo 4.00 mt Cota 1328.00 mt Nivel freático Tipo de elaboración: Medio Profundidad (m) N° de golpesCálculo coef. reducción sondaRes. Chi dinámica reducida Res. dinámica Pres. admisible con reducciónPres. admisible Herminier - (Kg/cm²) (Kg/cm²) Herminier - Olandesi Olandesi (Kg/cm²) (Kg/cm²) 0.50 5 0.849 17.41 20.51 0.87 1.03 1.00 6 0.840 18.90 22.51 0.94 1.13 1.50 6 0.831 18.71 22.51 0.94 1.13 2.00 8 0.823 22.75 27.64 1.14 1.38 2.50 16 0.766 42.33 55.28 2.12 2.76 3.00 29 0.709 65.81 92.86 3.29 4.64 3.50 47 0.602 90.62 150.50 4.53 7.53 4.00 65 0.596 115.60 193.96 5.78 9.70 Prof. Estrato NPDM Rd Tipo Clay Fraction Peso específicoPeso específico saturadoTensione efficaceCoefic. de correlaciónNspt con Descripción (m) (Kg/cm²) (%) (t/m³) (t/m³) (Kg/cm²) Nspt 1.5 5.67 Sin 21.84cohesión - Cohesivo 0 1.66 1.86 0.12 0.75 4.25 SUELO COLUVIAL 2.5 12 Sin 41.46cohesión - Cohesivo 0 1.87 1.9 0.25 0.75 9 SUELO RESIDUAL METEORIZADO 4 47 Sin145.77 cohesión - Cohesivo 0 2.14 2.31 0.4 0.75 35.25SUELO RESIDUAL POCO METEORIZADO ESTIMACIÓN PARÁMETROS GEOTÉCNICOS ENSAYO SONDEO 4 SUELOS SIN COHESIÓN Densidad relativa IntestazioneNSPT$ Prof. Estrato Gibbs & Holtz 1957 Meyerhof 1957Schultze & Menzenbach (1961)Skempton 1986 (m) [1] - SUELO COLUVIAL 4.25 1.50 21.41 47.68 59 18.81 [2] - SUELO RESIDUAL METEORIZADO 9 2.50 33.46 64.5 70.06 30.74 [3] - SUELO RESIDUAL POCO 35.25 4.00 54.13 100 100 58.11 METEORIZADO Ángulo de resistencia al corte NsptProf. NsptEstrato corregido Peck con-Hanson Meyerhof- (1956)Sowers (1961)Malcev (1964)Meyerhof Schmertmann (1965) Mitchell (1977) &Shioi Katti-Fukuni Japanese 1982 NationalDe MelloOwasaki & Iwasaki (m)Nivel FreáticoThornburn -Meyerhof Sabbie (1981)(ROAD BRIDGERailway 1956 SPECIFICATION) [1] - SUELO COLUVIAL 4.25 1.50 4.25 28.21 21.21 29.19 31.87 31.35 0 <30 22.98 28.27 31.16 24.22 [2] - SUELO RESIDUAL 9 2.50 9 29.57 22.57 30.52 31.54 33.29 0 <30 26.62 29.7 37.22 28.42 METEORIZADO [3] - SUELO RESIDUAL 35.25 4.00 25.125 34.18 27.18 35.03 32.23 38.5 42 32-35 34.41 34.54 45.63 37.42 POCO METEORIZADO 231 Módulo de Young (Kg/cm²) Nspt Prof. EstratoNspt corregido con Nivel TerzaghiSchmertmann (1978)Schultze (Sabbie)-Menzenbach D'Appollonia (Sabbia ed Bowlesaltri 1970 (1982) Sabbia Media (m) Freático ghiaiosa) (Sabbia) [1] - SUELO COLUVIAL 4.25 1.50 4.25 --- 34.00 ------[2] - SUELO RESIDUAL 9 2.50 9 --- 72.00 106.90 ------METEORIZADO [3] - SUELO RESIDUAL POCO 35.25 4.00 25.125 357.79 201.00 297.17 368.44 200.62 METEORIZADO Módulo edométrico (Kg/cm²) Nspt Prof. Estrato Nspt corregido con BuismanNivel -Sanglerat (sabbie)Begemann 1974 (Ghiaia conFarrent 1963Menzenbach e Malcev (Sabbia (m) Freático sabbia) media) [1] - SUELO COLUVIAL 4.25 1.50 4.25 --- 36.19 30.17 56.96 [2] - SUELO RESIDUAL METEORIZADO 9 2.50 9 --- 45.95 63.90 78.14 [3] - SUELO RESIDUAL POCO 35.25 4.00 25.125 150.75 79.07 178.39 150.06 METEORIZADO Clasificación AGI (Asoc. Italiana. Geolog.) Nspt Prof. Estrato Nspt corregido con Nivel Freático Correlación Clasificación AGI (Asoc. Italiana. (m) Geolog.) [1] - SUELO COLUVIAL 4.25 1.50 4.25Classificazione A.G.I. 1977 POCO ADDENSATO [2] - SUELO RESIDUAL 9 2.50 9Classificazione A.G.I. 1977 POCO ADDENSATO METEORIZADO [3] - SUELO RESIDUAL POCO 35.25 4.00 25.125Classificazione A.G.I. 1977 ADDENSATO METEORIZADO Peso específico Nspt Prof. Estrato Nspt corregido con Nivel Freático Correlación Peso específico (m) (t/m³) [1] - SUELO COLUVIAL 4.25 1.50 4.25 Meyerhof ed altri 1.51 [2] - SUELO RESIDUAL 9 2.50 9 Meyerhof ed altri 1.70 METEORIZADO [3] - SUELO RESIDUAL POCO 35.25 4.00 25.125 Meyerhof ed altri 2.08 METEORIZADO Peso específico saturado Nspt Prof. Estrato Nspt corregido con Nivel Freático Correlación Peso específico saturado (m) (t/m³) [1] - SUELO COLUVIAL 4.25 1.50 4.25 Terzaghi-Peck 1948-1967 1.88 [2] - SUELO RESIDUAL 9 2.50 9 Terzaghi-Peck 1948-1967 1.91 METEORIZADO [3] - SUELO RESIDUAL POCO 35.25 4.00 25.125 Terzaghi-Peck 1948-1967 2.50 METEORIZADO Módulo de Poisson Nspt Prof. Estrato Nspt corregido con Nivel Freático Correlación Poisson (m) [1] - SUELO COLUVIAL 4.25 1.50 4.25 (A.G.I.) 0.35 [2] - SUELO RESIDUAL 9 2.50 9 (A.G.I.) 0.34 METEORIZADO [3] - SUELO RESIDUAL POCO 35.25 4.00 25.125 (A.G.I.) 0.3 METEORIZADO 232 Módulo de deformación al corte dinámico (Kg/cm²) Nspt Prof. Estrato Nspt corregido con Nivel FreáticoOhsaki (Sabbie pulite)Robertson e Campanella (1983) e Imai (m) & Tonouchi (1982) [1] - SUELO COLUVIAL 4.25 1.50 4.25 253.28 302.59 [2] - SUELO RESIDUAL 9 2.50 9 512.74 478.58 METEORIZADO [3] - SUELO RESIDUAL POCO 35.25 4.00 25.125 1345.90 896.14 METEORIZADO Velocidad ondas de corte Nspt Prof. Estrato Nspt corregido con Nivel Freático Correlación Velocidad ondas de corte (m) (m/s) [1] - SUELO COLUVIAL 4.25 1.50 4.25Ohta & Goto (1978) Limos 83.12 [2] - SUELO RESIDUAL 9 2.50 9Ohta & Goto (1978) Limos 114.37 METEORIZADO [3] - SUELO RESIDUAL POCO 35.25 4.00 25.125Ohta & Goto (1978) Limos 150.01 METEORIZADO Licuefacción Nspt Prof. Estrato Nspt corregido con Nivel Freático Correlación Fs (m) Licuefacción [1] - SUELO COLUVIAL 4.25 1.50 4.25 Seed e Idriss (1971) -- [2] - SUELO RESIDUAL 9 2.50 9 Seed e Idriss (1971) 1.569 METEORIZADO [3] - SUELO RESIDUAL POCO 35.25 4.00 25.125 Seed e Idriss (1971) >10 METEORIZADO Módulo de reacción Ko Nspt Prof. Estrato Nspt corregido con Nivel Freático Correlación Ko (m) [1] - SUELO COLUVIAL 4.25 1.50 4.25 --- [2] - SUELO RESIDUAL 9 2.50 9 --- METEORIZADO [3] - SUELO RESIDUAL POCO 35.25 4.00 25.125 --- METEORIZADO Qc (resistencia por punta penetrómetro estático) Nspt Prof. Estrato Nspt corregido con Nivel Freático Correlación Qc (m) (Kg/cm²) [1] - SUELO COLUVIAL 4.25 1.50 4.25 --- [2] - SUELO RESIDUAL 9 2.50 9 --- METEORIZADO [3] - SUELO RESIDUAL POCO 35.25 4.00 25.125 --- METEORIZADO 233 ENSAYO...SONDEO 5 Equipo utilizado... SPT (Standard Penetration Test) Ensayo realizado el 31/05/2013 Profundidad ensayo 4.00 mt Cota 1329.00 mt Nivel freático Tipo de elaboración: Medio Profundidad (m) N° de golpesCálculo coef. reducción sondaRes. Chi dinámica reducida Res. dinámica Pres. admisible con reducciónPres. admisible Herminier - (Kg/cm²) (Kg/cm²) Herminier - Olandesi Olandesi (Kg/cm²) (Kg/cm²) 0.50 5 0.849 17.41 20.51 0.87 1.03 1.00 7 0.840 22.05 26.26 1.10 1.31 1.50 7 0.831 21.82 26.26 1.09 1.31 2.00 11 0.823 31.28 38.00 1.56 1.90 2.50 20 0.766 52.91 69.10 2.65 3.45 3.00 27 0.709 61.27 86.46 3.06 4.32 3.50 37 0.652 77.27 118.48 3.86 5.92 4.00 65 0.596 115.60 193.96 5.78 9.70 Prof. Estrato NPDM Rd Tipo Clay Fraction Peso específicoPeso específico saturadoTensione efficaceCoefic. de correlaciónNspt Descripción (m) (Kg/cm²) (%) (t/m³) (t/m³) (Kg/cm²) con Nspt 1.5 6.33 Sin 24.34cohesión - Cohesivo 0 1.69 1.87 0.13 0.75 4.75 SUELO COLUVIAL 2.5 15.5 Sin 53.55cohesión - Cohesivo 0 1.95 2.14 0.35 0.75 11.62 SUELO RESIDUAL METEORIZADO 4 43 132.97 0 0.0 0.0 0.33 0.75 SUELO32.25 RESIDUAL POCO METEORIZADO ESTIMACIÓN PARÁMETROS GEOTÉCNICOS ENSAYO SONDEO 5 SUELOS SIN COHESIÓN Densidad relativa IntestazioneNSPT$ Prof. Estrato Gibbs & Holtz 1957 Meyerhof 1957Schultze & Menzenbach (1961)Skempton 1986 (m) [1] - SUELO COLUVIAL 4.75 1.50 23.4 50.34 61.93 20.16 [2] - SUELO RESIDUAL 11.62 2.50 37.02 69.83 72.73 36.46 METEORIZADO Ángulo de resistencia al corte NsptProf. EstratoNspt corregido Peck con- HansonMeyerhof- (1956)Sowers (1961)Malcev (1964)Meyerhof Schmertmann (1965) Mitchell (1977) &Shioi Katti-Fukuni Japanese 1982 NationalDe MelloOwasaki & Iwasaki (m) Nivel FreáticoThornburn -Meyerhof Sabbie (1981)(ROAD BRIDGERailway 1956 SPECIFICATION) [1] - SUELO COLUVIAL 4.75 1.50 4.75 28.36 21.36 29.33 32.01 31.56 0 <30 23.44 28.42 32.12 24.75 [2] - SUELO RESIDUAL 11.62 2.50 11.62 30.32 23.32 31.25 31.25 34.28 37.78 <30 28.2 30.49 39.08 30.24 METEORIZADO Módulo de Young (Kg/cm²) Nspt Prof. EstratoNspt corregido con Nivel TerzaghiSchmertmann (1978)Schultze (Sabbie)-Menzenbach D'Appollonia (Sabbia ed Bowlesaltri 1970 (1982) Sabbia Media (m) Freático ghiaiosa) (Sabbia) [1] - SUELO COLUVIAL 4.75 1.50 4.75 --- 38.00 ------[2] - SUELO RESIDUAL 11.62 2.50 11.62 243.32 92.96 137.82 267.15 133.10 METEORIZADO 234 Módulo edométrico (Kg/cm²) Nspt Prof. Estrato Nspt corregido con BuismanNivel -Sanglerat (sabbie)Begemann 1974 (Ghiaia conFarrent 1963Menzenbach e Malcev (Sabbia (m) Freático sabbia) media) [1] - SUELO COLUVIAL 4.75 1.50 4.75 --- 37.22 33.72 59.19 [2] - SUELO RESIDUAL 11.62 2.50 11.62 69.72 51.33 82.50 89.83 METEORIZADO Clasificación AGI (Asoc. Italiana. Geolog.) Nspt Prof. Estrato Nspt corregido con Nivel Freático Correlación Clasificación AGI (Asoc. Italiana. (m) Geolog.) [1] - SUELO COLUVIAL 4.75 1.50 4.75Classificazione A.G.I. 1977 POCO ADDENSATO [2] - SUELO RESIDUAL 11.62 2.50 11.62Classificazione A.G.I.MODERATAMENTE 1977 ADDENSATO METEORIZADO Peso específico Nspt Prof. Estrato Nspt corregido con Nivel Freático Correlación Peso específico (m) (t/m³) [1] - SUELO COLUVIAL 4.75 1.50 4.75 Meyerhof ed altri 1.53 [2] - SUELO RESIDUAL 11.62 2.50 11.62 Meyerhof ed altri 1.78 METEORIZADO Peso específico saturado Nspt Prof. Estrato Nspt corregido con Nivel Freático Correlación Peso específico saturado (m) (t/m³) [1] - SUELO COLUVIAL 4.75 1.50 4.75 Terzaghi-Peck 1948-1967 1.89 [2] - SUELO RESIDUAL 11.62 2.50 11.62 Terzaghi-Peck 1948-1967 1.93 METEORIZADO Módulo de Poisson Nspt Prof. Estrato Nspt corregido con Nivel Freático Correlación Poisson (m) [1] - SUELO COLUVIAL 4.75 1.50 4.75 (A.G.I.) 0.34 [2] - SUELO RESIDUAL 11.62 2.50 11.62 (A.G.I.) 0.33 METEORIZADO Módulo de deformación al corte dinámico (Kg/cm²) Nspt Prof. Estrato Nspt corregido con Nivel FreáticoOhsaki (Sabbie pulite)Robertson e Campanella (1983) e Imai (m) & Tonouchi (1982) [1] - SUELO COLUVIAL 4.75 1.50 4.75 281.19 323.87 [2] - SUELO RESIDUAL 11.62 2.50 11.62 651.94 559.44 METEORIZADO Velocidad ondas de corte Nspt Prof. Estrato Nspt corregido con Nivel Freático Correlación Velocidad ondas de corte (m) (m/s) [1] - SUELO COLUVIAL 4.75 1.50 4.75Ohta & Goto (1978) Limos 84.74 [2] - SUELO RESIDUAL 11.62 2.50 11.62Ohta & Goto (1978) Limos 119.54 METEORIZADO Licuefacción Nspt Prof. Estrato Nspt corregido con Nivel Freático Correlación Fs (m) Licuefacción [1] - SUELO COLUVIAL 4.75 1.50 4.75 Seed e Idriss (1971) -- [2] - SUELO RESIDUAL 11.62 2.50 11.62 Seed e Idriss (1971) -- METEORIZADO 235 Módulo de reacción Ko Nspt Prof. Estrato Nspt corregido con Nivel Freático Correlación Ko (m) [1] - SUELO COLUVIAL 4.75 1.50 4.75 --- [2] - SUELO RESIDUAL 11.62 2.50 11.62 --- METEORIZADO Qc (resistencia por punta penetrómetro estático) Nspt Prof. Estrato Nspt corregido con Nivel Freático Correlación Qc (m) (Kg/cm²) [1] - SUELO COLUVIAL 4.75 1.50 4.75 --- [2] - SUELO RESIDUAL 11.62 2.50 11.62 METEORIZADO 236 ANEXO 5. CANTIDADES Y PRESUPUESTO 237 238 ANEXO 6. PLANOS GENERADOS 239 PLANO TOPOGRAFICO 240 PLANO UNIDADES GEOLGICAS SUPERFICIALES 241 PLANO DE OBRAS GEOTECNICAS 242 DETALLES DE OBRA 243