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ESTUDIO DE RESULTADOS ENSAYO DE PENETRACIÓN ESTÁNDAR (SPT) PARA EL FACTOR DE CORRECCIÓN (CN) Y EL ÁNGULO DE FRICCIÓN (Ø)

DEL SUELO USANDO DIFERENTES TIPOS DE CORRELACIONES

JULY ESTEFANY CARMONA ÁLVAREZ

UNIVERSIDAD CATÓLICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA

PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL BOGOTÁ D.C.

2014

ESTUDIO DE RESULTADOS ENSAYO DE PENETRACIÓN ESTÁNDAR (SPT) PARA EL FACTOR DE CORRECCIÓN (CN) Y EL ÁNGULO DE FRICCIÓN (Ø)

DEL SUELO USANDO DIFERENTES TIPOS DE CORRELACIONES

JULY ESTEFANY CARMONA ÁLVAREZ

Trabajo de grado para optar al título de Ingeniero Civil

Director JUAN CARLOS RUGE CÁRDENAS

Ingeniero Civil

UNIVERSIDAD CATÓLICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA

PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL BOGOTÁ D.C.

2014

Nota de aceptación ______________________________________ ______________________________________ ______________________________________ ______________________________________

Director de Investigación Ing. Juan Carlos Ruge Cárdenas

______________________________________

Asesor Metodológico Ing. Saieth Baudilio Cháves Pabón

______________________________________ Jurado Bogotá D.C., noviembre de 2014

A mi sobrino Gabriel Rodríguez,, con todo mi amor.

July Estefany

AGRADECIMIENTOS

La autora expresa sus agradecimientos a: Agradezco a Dios y a la Santísima Virgen de Guadalupe por haber permitido llegar al día de dar el paso final y el primeros de muchos en mi vida profesional, dándome la bendición de contar con una familia que fue la columna donde me pude apoyar para que el sueño de todos se volviera realidad. Agradezco a mis padres por la vida, los valores, el ejemplo, la dedicación, los días de trabajo fuerte que tuvieron que vivir para poderme brindar todo lo necesario hasta el día de hoy. Su ejemplo hoy me formó con una profesional íntegra y dispuesta a colaborar a la comunidad. Agradezco a mi hermana y su esposo Juan Rodríguez, que me brindaron su apoyo sin interés en los momentos más indicados e inesperados. En general agradezco a toda la familia Carmona Cuadros y a la familia Álvarez Ángel pude contar con ellos, en especial a mi Tío Elkin Carmona que desde el principio creyó en mí y como él me decía “eres mi orgullo hija”. Hoy soy fruto del orgullo de muchos de ustedes pero gracias al esfuerzo, dedicación y sacrificio de cada uno de ustedes. Agradezco a todos los directivos y docentes de la Universidad Católica de Colombia por la búsqueda diaria de la calidad para que los egresados de la institución seamos competentes para el campo laboral. En especial agradezco al ingeniero Juan Carlos Ruge por haberme brindado su conocimiento y tiempo para poder hacer el trabajo de grado para la obtención del título de ingeniero civil.

CONTENIDO

pág. INTRODUCCIÓN 15 1. GENERALIDADES 16 1.1 ANTECEDENTES 16 1.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 17 1.2.1 Descripción del problema 17 1.2.2 Formulación del problema 18 1.3 OBJETIVOS 19 1.3.1 Objetivo general 19 1.3.2 Objetivos específicos 19 1.4 JUSTIFICACIÓN 20 1.5 DELIMITACIONES 21 1.6 MARCO REFERENCIAL 23 1.6.1 Marco teórico 23 1.6.1.1 Corrección por energía 23 1.6.1.2 Corrección por la influencia del nivel de esfuerzos 26 1.6.2 Marco conceptual 30 1.6.2.1 Ensayo de penetración estándar 30 2. ANÁLISIS 39 2.1 ESTACIÓN CALLE 38 39 2.2 ESTACIÓN CALLE 45 44 2.3 ESTACIÓN CALLE 53 48 2.4 ESTACIÓN CALLE 60 52 2.5 ESTACIÓN CALLE 64 56 2.6 ESTACIÓN CALLE 79 60 2.7 ESTACIÓN CALLE 94 64 2.8 ESTACIÓN CALLE 100 70 2.9 ESTACIÓN CALLE 106 74 2.10 ESTACIÓN CALLE 116 80 2.11 ESTACIÓN CALLE 127 84 2.12 ESTACIÓN CALLE 134 88 2.13 ESTACIÓN CALLE 140 92 2.14 ESTACIÓN CALLE 147 97 2.15 ESTACIÓN CALLE 153 101 2.16 ESTACIÓN CALLE 160 104 2.17 ESTACIÓN CALLE 165 107 2.18 PUENTE PEATONAL CALLE 130 111 2.19 PUENTE PEATONAL CALLE 154 117 2.20 PUENTE PEATONAL CALLE 164 123

pág. 2.21 PUENTE PEATONAL CALLE 170 128 2.22 BOX CULVERT CALLE 108 133 3. CONCLUSIONES 137 BIBLIOGRAFÍA 139

LISTA DE TABLAS

pág. Tabla 1. Factor de Eficiencia e3, en función de m 24 Tabla 2. Valores Empíricos del ángulo de fricción 28 Tabla 3. Compacidad del Suelo (Granulares) 36 Tabla 4. Compacidad del suelo (Cohesivos) 36 Tabla 5. Ventajas y Desventajas del Ensayo SPT 38 Tabla 6. Datos de Perforación Calle 38 39 Tabla 7. Corrección por Confinamiento (Cn) Calle 38 40 Tabla 8. Correlación Presión de Confinamiento y Angulo de Fricción

Calle 38 41 Tabla 9. Datos de Perforación calle 45 44 Tabla 10. Corrección por Confinamiento (Cn) Calle 45 45 Tabla 11. Correlación Presión de Confinamiento y Angulo de Fricción

Calle 45 46 Tabla 12. Datos de Perforación Calle 53 48 Tabla 13. Corrección por Confinamiento (Cn) Calle 53 49 Tabla 14. Correlación Presión de Confinamiento y Angulo de fricción

Calle 53 50 Tabla 15. Datos de Perforación Calle 60 52 Tabla 16. Corrección por confinamiento (Cn) Calle 60 53 Tabla 17. Correlación Presión de Confinamiento y Angulo de Fricción

calle 60 54 Tabla 18. Datos de Perforación Calle 64 56 Tabla 19. Corrección por Confinamiento (Cn) Calle 64 57 Tabla 20. Correlación Presión de Confinamiento y Angulo de Fricción

Calle 64 58 Tabla 21. Datos de Perforación Calle 79 60 Tabla 22. Corrección por Confinamiento (Cn) Calle 79 61 Tabla 23. Correlación Presión por Confinamiento y Angulo de Fricción

Calle 79 62 Tabla 24. Datos de Perforación Calle 94 64 Tabla 25. Corrección por Confinamiento (Cn) Calle 94 65 Tabla 26. Correlación Presión de Confinamiento y Angulo de Fricción



Calle 106 77

pág. Tabla 33. Datos de Perforación Calle 116 80 Tabla 34. Corrección por Confinamiento (Cn) Calle 116 81 Tabla 35. Correlación Presión de Confinamiento y Angulo de Fricción





Calle 147 99 Tabla 48. Datos de Perforación Calle 153 101 Tabla 49. Corrección por Confinamiento Calle 153 102 Tabla 50. Correlación Presión de Confinamiento y Angulo de Fricción

Calle 153 102 Tabla 51. Datos de Perforación Calle 160 104 Tabla 52. Corrección por Confinamiento Calle 160 105 Tabla 53. Correlación Presión de Confinamiento y Angulo de Fricción


Calle 165 109 Tabla 57. Datos de Perforación Calle 130 111 Tabla 58. Corrección por Confinamiento (Cn) Calle 130 112 Tabla 59. Correlación Presión de Confinamiento y Ángulo de Fricción


Calle 154 120 Tabla 63. Datos de Perforación Calle 164 123 Tabla 64. Corrección por Confinamiento (Cn) Calle 164 124

pág. Tabla 65. Correlación Presión de Confinamiento y Angulo de Fricción



Calle 108 135

LISTA DE FIGURAS

pág. Figura 1. Localización Carrera 7ª 21 Figura 2. Zonificación Geotécnica de Bogotá 22 Figura 3. Factor de eficiencia e1, función del mecanismo de liberación

del martillo 24 Figura 4. Factor de eficiencia e2 en función del peso del yunque 24 Figura 5. Relación entre NSPT, Ø y presión vertical 28 Figura 6. Esquema SPT 31 Figura 7. Brazos y Barras de Perforación 32 Figura 8. Tubo Muestreador 33 Figura 9. Sondeo 34 Figura 10. Diagrama de la toma de muestreo 35 Figura 11. Esquema Perforación Calle 38 39 Figura 12. Correlación Presión de Confinamiento y esfuerzo Admisible

Calle 38 43 Figura 13. Esquema Perforación calle 45 44 Figura 14. Correlación Presión de Confinamiento y esfuerzo Admisible

Calle 45 47 Figura 15. Esquema Perforación Calle 53 48 Figura 16. Correlación Presión de Confinamiento y esfuerzo Admisible




Calle 79 63 Figura 23. Esquema Perforación Calle 94 64 Figura 24. Correlación Presión de Confinamiento y Esfuerzo Admisible




Calle 116 83

pág. Figura 31. Esquema Perforación Calle 127 84 Figura 32. Correlación Presión de Confinamiento y Esfuerzo Admisible

Calle 127 87 Figura 33. Esquema Perforación Calle 134 88 Figura 34. Correlación Presión de confinamiento y Esfuerzo Admisible











Calle 108 136

GLOSARIO ALUVIONES: material detrítico transportado y depositado transitoria o permanentemente por una corriente de agua, que puede ser repentina y provocar inundaciones. CONFINAMIENTO: acción o resultado de confinar o confinarse. CONFINARSE: permanecer encerrado. CORRELACIÓN: indica la fuerza y dirección de una relación y proporcionalidad entre dos variables estadísticas. ESFUERZO: la resistencia que ofrece un área unitaria (A) del material del que está hecho un miembro para una carga aplicada externa (fuerza, F). ESTRATIGRAFÍA: rama de la geología que trata el estudio e interpretación de las rocas sedimentarias y los estratos. FRICCIÓN: la fuerza entre dos superficies en contacto, a aquella que se opone al movimiento entre ambas superficies (fuerza de fricción dinámica) o a la fuerza que se opone al inicio del deslizamiento (fuerza de fricción estática). LACUSTRE: formados por la sedimentación en cuerpos de agua como lagos, embalses y cauces abandonados; están compuestos de limos finos y arcillas. Usualmente presentan colores grises y azulados, tienen una densidad baja y un alto grado de saturación. LADERA: declive lateral de un monte o una montaña, cuya pendiente es el ángulo que forma con la horizontal PIEDEMONTE: indica el inicio de una montaña o la llanura formado en zonas montañosas por los conos de aluviones

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INTRODUCCIÓN El ensayo de penetración estándar (SPT), es un ensayo in situ de penetración por medio de golpeteo que define parámetros de diseño geotécnico. Se denomina ensayo estándar, pero este contiene variaciones las cuales se deben correlacionar por diferentes métodos, dependiendo del material extraído del suelo para calcular las correcciones del número de golpes (Ncorr) y por tanto el ángulo de fricción equivalente (Øeqv). Las variaciones del ensayo SPT se deben tener en cuenta para calcular las correcciones de los parámetros de energía y presión por confinamiento (Cn), con los cuales obtendremos los valores finales para las correlaciones entre el número de golpes (N) y el ángulo de fricción (Ø). Calculando estas correlaciones por diferentes métodos y teniendo en cuenta cada método que tipo de material utiliza y valores ya estandarizados en los sectores podremos definir cuál es el método más aproximado para los diseños geotécnicos. La relación con la zonificación geotécnica de Bogotá deberá servir como complemento para la estratigrafía de los ensayos de penetración estándar de la carrera 7a entre la calle 38 y calle 170, unificando los diferentes sistemas evaluadores.

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1. GENERALIDADES 1.1 ANTECEDENTES Los orígenes del ensayo SPT se remontan al año 1902, cuando el Coronel Charles R. Gow comenzó a hacer perforaciones exploratorias utilizando muestreadores hincados, de 1 pulgada (25 mm) de diámetro, el cual se hincaba al suelo mediante un martillo de 110 lb (50Kg) en la base del sondaje, para contribuir en la estimación de costos de excavación manual de Caissons con campana, y con ello desarrolló la práctica de hincar en el suelo un tubo para obtener muestras, marcando el inicio del muestreo dinámico de los suelos. El muestreador de cuchara partida, similar al utilizado actualmente, debe su desarrollo a los trabajos efectuados por H.A. Mohr, Gerente de Distrito de Gow División en Nueva Inglaterra (USA) y a G.F.A. Fletcher de la Raymond Concrete Pile Company en 1927. Fletcher y Mohr “estandarizaron” en 1930 el método de hincar una cuchara partida de 2 pulgadas (50 mm) de diámetro usando una masa de 125 lb (62.5 kg) de peso que cae desde una altura de 30 pulgadas (760 mm), como lo describe Mohr en 1937. Es interesante mencionar que Mohr en 1943 declaró que el ensayo permite tener una gruesa idea de las condiciones del suelo. El término “Ensayo de Penetración Estándar” fue probablemente utilizado por primera vez por Terzaghi en 1947 en su artículo “Recent Trends inSubsoil exploration”, el cual fue presentado en la 7ª Conferencia de Mecánica de Suelos e Ingeniería de Fundaciones efectuada en Texas, USA. El uso del ensayo SPT en el diseño de zapatas superficiales y profundas se extendió rápidamente después de 1948, cuando la primera edición del libro “Soil Mechanics in Engineering Practice” de Terzaghi & Peck fue publicado; ya que en él se indicaba una correlación entre el número de golpes para penetrar 30 cm (Nspt) y la densidad relativa (Dr). Rápidamente el método fue adoptado por el US Corps of Engineers y el US Bureau of Reclamation. Las primeras correlaciones SPT publicadas aparecieron en la Figura 177, de la página 423 de la primera edición de 'Mecánica de Suelos en la Práctica de Ingeniería' de Terzaghi y Peck, publicada en 1948. Este libro es el primer texto donde se hace referencia al ensayo SPT. Posteriormente, se presentaron correlaciones entre el número de golpes del SPT y la consistencia de limos y arcillas, y la densidad relativa de arenas, en Peck, R. B.; Hanson, W. E.; y Thornburn, T. H., 1953, Foundation Engineering: John Wiley & Sons, New York, 410 p. En este libro, los autores indicaron que los datos para las arenas eran más confiables que los publicados para limos y arcillas.

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En 1953, Peck et al, propusieron ábacos para el diseño de zapatas en arena, en donde la capacidad de soporte admisible fue relacionada con el número de golpes (Nspt) y un asentamiento total de 25 mm (2.5 cm). En 1954 Jim Parsons de Moran, Proctor, Freeman & Mueser introdujo el procedimiento convencional donde se registra el número de golpes para los tres incrementos de 6" de longitud, usando un barril muestreador de 18 pulgadas. El valor registrado para la primera etapa de avance es descartado debido a la alteración de la muestra y ajuste por caída de la tubería. Esto ahorró tiempo y dinero ya que no se requería la limpieza con el barreno jet que él había introducido en 1940. El segundo par de numero son entonces combinados y reportados como un único valor para las últimas 12 pulgadas. Este valor se conoció como el número de golpes estándar, N, o Nspt. El interés por estandarizar los métodos comunes de ensayos de penetración en suelos, se remontan a la 4a Conferencia Internacional de Mecánica de Suelos y Fundaciones realizada en Londres en 1957. En aquella ocasión se encargó a un subcomité la tarea de estudiar la posible estandarización de los métodos de penetración estáticos y dinámicos. En el año 1958 la American Standard Testing Method (ASTM) publicó el documento denominado “Tentative method for penetration test and split barrel sampling of soils”. Sólo en el año 1967 alcanzó la categoría de norma (ASTM D1586). En 1999 en el décimo congreso de geotecnias en Colombia el ingeniero Álvaro González, determino una nueva expresión para corregir a presión de confinamiento, con la cual también desarrollo una nueva correlación enfocada suelos de Colombia. 1.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 1.2.1 Descripción del problema. La finalidad de estudiar los ensayos de penetración estándar de forma localizada es para poder interpretar si los valores y métodos utilizados que tanto afectan el diseño final y cuál sería el método apropiado para trabajar en una zona determinada. En el caso de la investigación de la carrera séptima entre calle 38 y calle 170 para las estaciones de servicio masivo de transporte (Transmilenio), los cruces vehiculares y los puentes de servicio peatonal proyectados para la zona mencionada anteriormente. Se busca como resultado final obtener el método de estudio óptimo ya que sabemos que el macizo rocoso hace de esta zona una fuente importante y de seguridad a la hora de la construcción, también pudiendo proporcionar una nueva solución para el diseño de estas estructuras que en otras zonas no han tenidos resultados apropiados a largo plazo pudiendo ser el estudio

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del suelo y el comportamiento del suelo el factor que ha producido deformaciones y daños en las mismas estructuras en zonas diferentes de la ciudad. 1.2.2 Formulación del problema. El ensayo de penetración estándar es un ensayo que tiene diversas falencias a la hora de obtener resultados poniendo en riesgo los diseños de elementos de cimentación dándole inestabilidad a la estructura que se desea ejecutar. El problema del ensayo de campo está centrado en ¿el método empleado para la corrección y correlación de los datos obtenidos en campo dependen del tipo de suelo, según la zona donde se ejecute el ensayo de penetración estándar?, ¿qué otros factores afectarían los resultados finales del ensayo de campo según la zona donde se tomen las muestras? y por último ¿la cantidad de muestras obtenidas en capo son las necesarias para determinar el análisis final del suelo? Con la investigación centrada en la misma zona se podrá dar respuesta a todas estas preguntas dejando de manera clara y precisa la importancia y las falencias del ensayo de penetración estándar.

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1.3 OBJETIVOS 1.3.1 Objetivo general. Determinar la correlación más apropiada, para obtener el ángulo de fricción a partir de los resultados del Ensayo de Penetración Estándar (SPT) para la Carrera 7ª entre Calle 38 y Calle 170. 1.3.2 Objetivos específicos • Corregir los valores obtenidos en campo para los ensayos de la carreara 7ª entre calle 38 y calle 170. • Correlacionar la presión de confinamiento, ángulo de fricción y el esfuerzo de cada una de las perforaciones. • Realizar una estratigrafía del corredor, basada en las correlaciones obtenidas y análisis de los resultados gráficos. • Comparar las estratigrafías obtenidas con la zonificación geotécnica de Bogotá.

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1.4 JUSTIFICACIÓN El ensayo de penetración estándar (SPT) arroja resultados variables, por la obtención de muestras alteradas, que no mantienen el estado natural de la formación del suelo. Por tanto es importante determinar una estratigrafía del suelo partiendo de las correlaciones obtenidas con las correcciones de los valores arrojados por el ensayo in situ. La caracterización estratigráfica que se desea realizar determinara los métodos más precisos para el diseño de cimentaciones con los resultados del ensayo de penetración estándar (SPT), para diferentes tipos de diseño (puentes, estaciones de servicio público, etc.) que sean funcionales y completamente exactos. La estratificación no solo servirá para determinar un método de diseño más preciso, también será una herramienta que determinara de forma clara y precisa el tipo de estudio, análisis y demás tratamiento que se requieran, para la ejecución de los diseños.

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1.5 DELIMITACIONES Figura 1. Localización Carrera 7ª.

Fuente. Autora con ayuda de Google Earth. El análisis del proyecto está limitado para la carrera séptima (7a) entre calles treinta y ocho (38) y calle ciento setenta (170). El suelo de la carrera 7ª está compuesto en mayor parte por areniscas duras y blandas, en menor proporción por suelos compuestos de gravas arcillo arenosas compactas y arcillas gravo arenosas firmes. Es muy inusual encontrar depósitos y rellenos, pero los rellenos presentes son heterogéneos (véase figura 2).

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Figura 2. Zonificación geotécnica de Bogotá.

Fuente. FONDO DE PREVENCIÓN Y ATENCIÓN DE EMERGENCIAS. Zonificación geotécnica de Bogotá [en línea]. Bogotá [Citado: 20, agosto, 2014]. Disponible en Internet: <URL: http://seisan.sgc.gov.co/RSNC/Mapa_Zonifica_Geotecnica.pdf>. Las fuentes de los ensayos de penetración se deben al consorcio TRONCAL CARRERA 7 y fueron elaborados por INGETEC S.A. en el año 2006 para el diseño de las estaciones de transporte masivo (TransMilenio). Estos comprenden los resultados de laboratorio, perforación in situ, ensayo de corte directo y plano de la localización de las mismas.

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1.6 MARCO REFERENCIAL 1.6.1 Marco teórico. 1.6.1.1 Corrección por energía. Si se considera que la energía teórica por caída libre del martillo es:

Las pérdidas de energía necesariamente involucradas en los procedimientos asociados al ensayo, imponen la necesidad de considerar los siguientes factores de eficiencia que afectan el valor de E, para así, obtener la energía incidente neta, E1:

Donde: • e1: Eficiencia dada por el método de levantar y soltar el martillo. Es un factor de corrección de energía cinética y es función del número de vueltas del mecate alrededor del tambor del malacate y de su diámetro (Skempton, 1986). Considerando que se recomienda utilizar 2 vueltas y que el diámetro del tambor comúnmente utilizado es de 20 cm, este factor varía entre 0.57 y 0.75, de acuerdo al gráfico presentado por Skempton, el cual se reproduce en la Figura 1. • e2: Eficiencia o pérdida de transmisión de energía del martillo al cabezote (yunque) y que depende básicamente del peso del último. En el país se utilizan cabezotes de hinca, que además, poseen un acople para el alzado de los forros, por lo que su peso es generalmente de unos 8 Kg. Para esta condición, se obtiene de la gráfica correspondiente, que el factor de eficiencia por entrega (Schmertmann y Palacios, 1979) varía entre 0.65 y 0.81. (Véase Figura 2). • e3: Eficiencia por longitud crítica del varillaje de perforación. La longitud crítica es aquella para la cual el propio peso de las barras es igual al del martillo (Schmertmann op. cit.).Cuando la longitud del varillaje es menor que la longitud crítica, debe aplicarse un factor de eficiencia (e3) que depende de la relación (m) entre el peso del varillaje y del martillo. La tabla 1 adaptada del IRTP, muestra los valores de e3 en función de m, los cuales para mayor figura, se han relacionado además, con la longitud del varillaje de perforación en metros.

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Figura 3. Factor de eficiencia e1, función del mecanismo de liberación del martillo.

Fuente. DÉCOURT, L., [y otros]. The standard penetration test: state of the art. Orlando, USA: ISOPT 1, 1988, p. 26.

Figura 4. Factor de eficiencia e2 en función del peso del yunque.

Fuente. DÉCOURT, L., [y otros]. The standard penetration test: state of the art. Orlando, USA: ISOPT 1, 1988, p. 27. Tabla 1. Factor de Eficiencia e3, en función de m.

m 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 e3 0,33 0,55 0,70 0,80 0,85 0,90 0,93 0,96 0,99 1,00

Long. (m) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Fuente. Autora.

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Considerando que el muestreador (cuchara partida) tiene un longitud de unos 80 cm, la profundidad de la toma de muestra puede considerarse igual a la longitud el varillaje, con excepción de los dos primeros metros, en los cuales se utiliza por lo general, la mitad de barra (1.5 m) o directamente una barra. En este sentido y en concordancia con las recomendaciones de Seed (1985) y Skempton, se sugiere limitar el valor de e3 a 0.75. En resumen, para ensayos SPT realizados a profundidades iguales o mayores a los 10 m, se recomienda utilizar un valor de e3=1.0, en los primeros 3 m del perfil utilizar un factor de reducción de 0.75, y entre 4 m y 9 m de profundidad, aplicar los valores presentados en la tabla 1. Considerando los valores promedio presentados para los factores e1 y e2, y para ensayos realizados a profundidades ≥ a 10 m, se obtendría para martillos de energía 60:

Es decir, la eficiencia energética del sistema (n=E1/E) es del 48 %, teniendo presente que el valor debe corregirse por el correspondiente factor e3, para las pruebas realizadas hasta los9 m de profundidad. Finalmente, con el objeto de simplificar el procedimiento de corrección y para fines prácticos, se sugiere considerar, al igual que como se hizo para los factores e1 y e2, un promedio de los valores de e3 entre 4 y 9 m de profundidad (0.88), proponiendo así, para los ensayos realizados en Venezuela, una energía incidente o eficiencia energética promedio de n=42%. Hay un consenso mundial en que los valores de NSPT deben ser normalizados (o referidos) a una energía estándar, desde que Schmertmann y Palacios op cit, probaron que los valores del número de golpes son inversamente proporcionales a la llamada energía incidente o de entrega.

La mayoría de los investigadores e ingenieros argumentan que para propósitos de comparación, una energía de entrega del 60% de la energía teórica por caída libre, debe ser considerada como referencia (N60). En este sentido y sustituyendo el valor de eficiencia energética propuesto, en la ecuación anterior, se obtiene que:

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Es decir, que el factor (C) por el cual deberían ser afectados los valores de NSPT de campo obtenidos en estudios, para referirlos una energía incidente del 60% , es:

1.6.1.2 Corrección por la influencia del nivel de esfuerzos. La resistencia a la penetración en arcillas, es muy poco afectada por la profundidad o más precisamente por el incremento de la presión de sobrecarga; sin embargo, en arenas esta resistencia depende esencialmente de la presión de confinamiento. Muchos factores de corrección han sido propuestos para tomar en cuenta el efecto de la presión de sobrecarga, en los índices de resistencia a la penetración. La idea más aceptada es que dichos índices sean normalizados al valor correspondiente bajo una presión efectiva vertical de 10 t/m2. Algunas de las correcciones propuestas para la presión de confinamiento son: Peck, 1948

(Ecuación 8)

Meyerhof-Ishihara, 1975

(Ecuación 9)

Seed-Idriss, 1983

(Ecuación 10)

Schmertmann, 1983

(Ecuación 11)

Seed, 1985 (Ecuación 12)

Liao- Whitman, 1986

(Ecuación 13)

Skempton, 1986

(Ecuación 14)

Gonzales (Logaritmo), 1999

(Ecuación 15)

Nota: Las fórmulas anteriores utilizan factores de conversión para usar el valor del esfuerzo vertical de referencia en Kg/cm2, que es equivalente a 1 atm que es lo mismo que 1 Pa.

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Como conclusión de los análisis realizados en los puntos anteriores, se propone que los valores N1(60) a utilizar en las correlaciones entre la resistencia a la penetración en arenas y las velocidades de transmisión de las ondas de corte, vs. necesarias para la selección de la forma espectral tipificada, sean obtenidos mediante la siguiente expresión simplificada:

Aunque el número de golpes puede ser corregidos según los siguientes factores: • Corrección por Energía (σ1) Se considera que el valor de N es inversamente proporcional a la energía efectiva aplicada al martillo y entonces, para obtener un valor de Ne1 a una energía dada "e1", sabiendo su valor Ne2 a otra energía "e2" se aplica sencillamente la relación:

(Ecuación 5) • Corrección por Confinamiento (Cn). Este factor ha sido identificado desde hace tiempo (Gibbs y Holtz, 1957) y se hace por medio del factor Cn de forma tal que:

(Ecuación 6) Y se ha estandarizado a un esfuerzo vertical de referencia vr’=1 kg/cm2 (≈ 1 Pa) , como función del parámetro Rs, definido por:

Para el uso de la formula en Colombia la corrección de energía se usa una corrección de energía de 100%, por tanto la formula se transcribe como:

Con el número de golpes corregido (N), y la presión de confinamiento (Cn) calculada se podrá obtener el ángulo de fricción (Ø) del suelo usando algunas de las siguientes metodologías planteadas:

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Bowels, 1995 Tabla 2. Valores empíricos de ø Japanese Railway Standars, (----)

Para caminos y puentes

Para edificios

(Ecuación 1) (Ecuación 2)

Mitchell, 1978 Figura 3. Este grafica incluye los esfuerzos verticales efectivos.

Muromach, 1974 (Ecuación 3)

Tabla 2. Valores Empíricos del ángulo de fricción.

DESCRIPCIÓN Muy Suelto Suelto Medio Denso Muy

Denso Suelo Fino 26-28 28-30 30-34 33-38 Suelo Medio 27-28 30-32 32-36 36-42 Suelo Grueso 28-30 30-34 33-34 40-50

<50

Densidad Húmeda (KN/m ) 11-16 14-16 17-20 17-22 20-23

Fuente. Autora. Figura 5. Relación entre NSPT, Ø y presión vertical.

Fuente. Mitchell, 1978

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• Correlaciones Ensayo SPT. Los resultados de la prueba de penetración estándar, son ampliamente utilizados para establecer correlaciones con el ángulo de fricción del material (φ), la densidad relativa (Dr), el peso unitario (γ), la resistencia al corte sin drenar (su) e incluso, para estimar el módulo esfuerzo-deformación (Es). La validez de las correlaciones ha sido siempre objeto de discusión, sin embargo, el conocimiento del problema específico, la experiencia y el uso prudente de los resultados obtenidos, permitirá su aplicación en la solución de problemas de fundaciones, estabilidad de taludes y vialidad. La revisión y adaptación de las correlaciones recientes, permiten sugerir el uso de las siguientes expresiones simplificadas:

En arenas. La resistencia a la penetración en arenas, es un reflejo de su capacidad portante, lo que puede relacionarse directamente con el ángulo de fricción (φ), utilizando algunas de las siguientes relaciones:

Para vialidad y puentes (adaptada del Instituto Japonés Railway Standards –JRS-)

Para fundaciones superficiales (adaptada del JRS) El autor1 propone para uso general las siguientes expresiones:

En arcillas. Para estimar la resistencia a la compresión sin confinar (qu) y la resistencia al corte sin drenar (su) en suelos cohesivos saturados, se propone utilizar las siguientes expresiones:

En roca descompuesta. Para lutitas o esquistos cuarzo - micáceos, descompuestos, la resistencia al corte puede estimarse utilizando con prudencia las siguientes expresiones:

1 DE MARCO, Pietro. Corrección del índice de resistencia a la penetración. Caracas: Universidad Central de Venezuela, 2002. 315 p.

30

1.6.2 Marco conceptual. 1.6.2.1 Ensayo de penetración estándar. El SPT (Standard Penetration Test) o ensayo de penetración estándar, es un tipo de prueba de penetración dinámica, que es empleado para realizar ensayos en terrenos que se requiere realizar un reconocimiento geotécnico. Las pruebas de campo adquieren una gran importancia en los suelos muy susceptibles a la perturbación y cuando las condiciones del terreno varían en sentido horizontal y vertical. El método de prueba in situ más ampliamente utilizado es el de penetración. El ensayo de penetración estándar determina la Compacidad y la Capacidad de Soporte del suelo no cohesivo, tomando muestras se pueden hallar múltiples correlaciones como por ejemplo la relación entre el número de golpes NMedido y la compacidad o el ángulo de fricción del suelo y la resistencia a la compresión simple por medio de tablas o ábacos ya existentes. El ensayo SPT se realiza en el interior de sondeos durante la perforación, consiste básicamente en contar el número de golpes (N) que se necesitan para introducir dentro de un estrato de suelo, un toma muestras (cuchara partida hueca y cilíndrica) de 30 cm de largo, diámetro exterior de 51mm e interior 35mm, que permite realizar tomas de muestra naturalmente alterada en su interior, a diferentes profundidades (generalmente con variación de metro en metro). El peso de la masa esta normalizado, así como la altura de caída libre, siendo éstos respectivamente 63.5 kg y 76.2 cm (Figura 2). Este ensayo se realiza en depósitos de suelo arenoso y de arcilla blanda; no es recomendable llevarlo a cabo en depósitos de grava, roca o arcilla consolidada, debido a los daños que podría sufrir el equipo de perforación al introducirlo dentro de dichos estratos.

31

Figura 6. Esquema SPT.

Fuente. FORSUN ULTRA-HARD MATERIAL INDUSTRY CO., LTD. Tomamuestras Ensayo O Penetración Estandar Spt [en línea]. Bogotá [Citado: 20, agosto, 2014]. Disponible en Internet: <URL: http://es.made-in-china.com/co_cnforsuntools/product_Spt-Automatic-Trip-Hammer-Sampler-for-Soil-Test_hiieerhgg.html>. Este ensayo se realiza en depósitos de suelo arenoso y de arcilla blanda; no es recomendable llevarlo a cabo en depósitos de grava, roca o arcilla consolidada, debido a los daños que podría sufrir el equipo de perforación al introducirlo dentro de dichos estratos. • Equipo:

Pesa 63.5 kg con una altura de caída de 76.2 cm Barras y brazos de perforación Flexómetro Fundas de plástico Tarjetas de identificación

76,2 63.5 Kg

32

Figura 7. Brazos y barras de perforación.

Fuente. Autora.

Trípode de carga Toma muestra o tubo partido con las siguientes dimensiones: Largo: 50 cm Diámetro exterior: 51 mm Diámetro interior: 35 mm Peso total 70N (16 lb.)

33

Figura 8. Tubo Muestreador.

Fuente. OSORIO, Santiago. Apuntes de geotecnia con énfasis en laderas [en línea]. Bogotá [Citado: 20, agosto, 2014]. Disponible en Internet: <URL: http://geotecnia-sor.blogspot.com/2012/04/historia-de-la-geotecnia-terzaghi-y-el.html>. El método de Penetración Estándar es el más ampliamente usado para la exploración de suelos, y comprende dos etapas: • El Sondeo: Consiste en hacer una perforación con barreno, inyección de agua o sondeo rotatorio usando un taladro con movimientos de rotación de alta velocidad y circulando agua para extraer los detritos. En los suelos firmes el sondaje se mantiene abierto por la acción del arco del suelo; en las arcillas blandas y en las arenas situadas debajo del nivel freático, el

34

sondaje se mantiene abierto hincando un tubo de acero (tubo de entibado o camisa). Figura 9. Sondeo

Fuente. ENSAYO DE PENETRACIÓN STANDARD (SPT) [en línea]. Bogotá [Citado: 20, agosto, 2014]. Disponible en Internet: <URL: http://notasingenierocivil.blogspot.com/2010_12_01_archive.html>. • El Muestreo: se realiza el sondeo hasta la profundidad establecida, y a continuación se lleva al fondo de dicha perforación una cuchara normalizada que se hinca 15 cm (6’’) en la capa a reconocer, a fin de eliminar la zona superficial parcialmente alterada, por efectos del procedimiento utilizado durante la ejecución del sondaje Se hace una señal sobre el varillaje y se cuenta el número de golpes (N) necesarios para hincar de nuevo la cuchara, la profundidad de 30 cm (12’’). Utilizando la pesa de 63.5 kg con una altura de caída de 76.2 cm. Entonces el parámetro medido será:

Donde: N1: Es el número de golpes necesarios para hundir el toma muestras 15cm. N2: Es el número de golpes que se necesita para hundir los 15 cm. restantes del toma muestras.

35

Figura 10. Diagrama de la toma de muestreo.

Fuente. BLOG DEL INGENIERO CIVIL. Ensayo presiométrico en el terreno [en línea]. Bogotá [Citado: 20, agosto, 2014]. Disponible en Internet: <URL: http://notasingenierocivil.blogspot.com/2011/05/ensayo-presiometrico-en-el-terreno.html>. Si por algún motivo el número de golpes necesarios para hincar cualquier intervalo de 15 cm es superior a 50, entonces el resultado del ensayo deja de ser la suma que se indica anteriormente para convertirse en RECHAZO, teniéndose que anotar la longitud hincada en el tramo en el cuál se han alcanzado los 50 golpes. El ensayo se da por finalizado cuando se alcanza este valor. Finalmente se abre la cuchara partida y se toma la muestra de su interior, para realizar los ensayos correspondientes, (contenido de humedad, granulometría, límites de consistencia, peso específico). Las muestras recuperadas en el penetrómetro que mantienen su forma cilíndrica pueden ser usadas para pruebas de compresión sin confinamiento. Se recomienda que las muestras recuperadas del suelo se introduzcan en unos recipientes herméticos, en los que se fijaran unas etiquetas donde mencionen: localización, denominación del sondeo, fecha, numero de muestra, profundidad de ensayo, resistencia a la compresión del terreno Otro parámetro que se puede determinar a partir del N obtenido y de la clasificación posterior del suelo, es el Grado de Compacidad en caso de suelos arenosos y la consistencia en caso de suelos arcillosos, esto mediante tablas que relacionan los mencionados valores:

36

Tabla 3. Compacidad del Suelo (Granulares).

COMPACIDAD (Suelo

Granular) Grado de

Compactación NSPT Resistencia

a la Penetración

Estática

Angulo de Fricción de

Suelo Ø

Muy Suelta < 0,2 < 4 < 20 < 30 Suela 0,2 - 0,4 4 - 10 20 - 40 30 - 45

Compacta 0,4 - 0,6 10 - 30 40 - 120 35 - 40 Densa 0,6 - 0,8 30 - 50 120 - 200 40 - 45

Muy Densa > 0,8 > 50 > 200 > 45 Fuente. Autora. Tabla 4. Compacidad del suelo (Cohesivos)

COMPACIDAD (Suelo

Cohesivos) NSPT

Resistencia a la compresión Simple

qu (Kg/cm2) Muy Blanda < 2 < 0,25

Blanda 2 - 4 0,25 - 0,50 Mediana 4 - 8 0,50 - 1,00

Compacta 8 - 15 1,00 - 2,00 Muy Compacta 15 - 30 2,00 - 4,00

Dura > 30 > 4,00 Fuente. Autora. La cuchara normalizada, puede variar en la arena fina, según la situación del nivel freático. Si llamamos N’ al número de golpes registrados en un ensayo realizado por debajo del nivel freático, el valor equivalente N que debe considerarse en el cálculo que está dado por la expresión siguiente debida a Terzaghi y Peck.

Es evidente que las relaciones anteriormente señaladas solamente son aproximadas. En efecto, pueden influir en los valores de N muchos factores y particularmente: • El estado de la superficie inferior y exterior de la cuchara, que si están oxidadas o abolladas pueden modificar considerablemente el rozamiento en las capas atravesadas. • La posición del nivel freático respecto del ensayo. • La forma y la superficie de los orificios o ventanas de expulsión del agua.

37

• La posición relativa del fondo del taladro con respecto al límite inferior del entubado al comienzo de la hinca. • El tiempo transcurrido entre la perforación del taladro y la ejecución del ensayo SPT propiamente dicho. • Por último, la flexibilidad del varillaje que absorbe una parte de la energía. En el caso de sondeos muy profundos, Camnefort ha propuesto eliminar este inconveniente utilizando en la hinca una destiladora. Entre los factores importantes que pueden afectar a los resultados del SPT, Fletcher señala además: • La variación de altura de caída de la maza. • El empleo de varillaje más pesado que el previsto. • La elevada longitud de varillaje (por encima de 15 cm.). • La caída libre de la masa obstaculizada por cualquier causa. • El descuido en el número de golpes o en la medida de la penetración. Es fundamental no sobre valorar la significación del calificativo Standard. Efectivamente, las características de los aparatos no son uniformes en los distintos países, e incluso dentro de un mismo país, como en Estados Unidos o en el Brasil, por ejemplo donde hay varios tipos de SPT. Este ensayo tiene como principal utilidad la caracterización de suelos granulares (arenas o gravas arenosas) en las que se hace muy difícil o imposible obtener muestras inalteradas para los ensayos en el laboratorio. El valor de los golpes obtenidos en un ensayo de penetración es un dato indicativo de la consistencia que posee un terreno susceptible de su utilización para la caracterización o diseño geotécnico. Cuando el terreno que se estudia es grava, la cuchara no puede hincarse en el terreno, pues se dobla, por lo que usualmente su sustituye por una punta maciza de la misma sección (no normalizada). Por ende en éste caso el ensayo no proporciona muestra y el golpeteo que se obtiene debe corregirse dividiendo por un factor que se considera del orden de 1.5. La frecuencia habitual para la realización del SPT a lo largo del sondeo es de un ensayo de 2 a 5 metros, o incluso mayor, en función de las características del terreno.

38

Tabla 5. Ventajas y Desventajas del Ensayo SPT. VENTAJAS DESVENTAJAS

Se obtiene suelo y un número

Muestra alterada (solo para caracterización)

Sencillo y de bajo costo Número muy crudo para el análisis. Funciona en muchos tipos

de suelo No aplicable en arcillas blandas y

limos. Se puede utilizar en rocas

blandas Variabilidad e incertidumbre

Disponible en todo el mundo Fuente. Autora. El método ha sido estandarizado desde 1958, con varias revisiones (ASTM D1586). El valor normalizado de penetración N es para 12" (= 360 cm), se expresa en golpes/pie y es la suma de los dos últimos valores registrados. El ensayo se dice que muestra rechazo" si: • N es mayor de 50 golpes/15cm, • N es igual a 100golpes/pie • No hay avance Luego de 10 golpes. El ensayo de penetración estándar se normatizó por ASTM como D1586 bajo el nombre de Método Estándar de Ensayo de PENETRACIÓN Y MUESTREO DE SUELOS CON CAÑA PARTIDA, esta norma involucra materiales, operaciones y equipos, no pretende cubrir todos los problemas de seguridad asociados a su uso. Es la responsabilidad de quien use la norma consultar y establecer practicas apropiadas de seguridad y determinar la aplicabilidad de normas regulatorias. Los valores que se expresan en unidades de pulgada – libra son considerados los valores normalizados estándares. Esta norma aplica normas ASTM D2487 (Método de Ensayo para la Clasificación de Suelos con Propósitos Ingenieriles), D2488 (Practica para la Descripción e Identificación de Suelos “Procedimiento Visual – Manual”) y D42220 (Practicas para preservar y Transportar Muestras de Suelo).2

2 UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA. Seminario taller de mecanica de suelos y exploraciones geotecnicas. Perú: Centro Peruano Japonés de Investigaciones Sismicas y Mitigación de Desastres, 1992. 189 p.

39

2. ANÁLISIS 2.1 ESTACIÓN CALLE 38 Figura 11. Esquema Perforación Calle 38

Fuente: Consorcio Troncar Carrera 7. Contrato No. 25/2006.

Tabla 6. Datos de Perforación Calle 38.

2 2,33 5 n.e. 20,17 47,00 0,485 4,53 28 n.e. 21,69 94,71 0,975 6,13 46 n.e. 21,69 129,42 1,325 7,63 50 n.e. 21,69 161,95 1,654 8,73 11 n.e. 20,70 184,72 1,884 10,38 13 n.e. 20,70 218,88 2,234 10,83 11 n.e. 20,70 228,19 2,334 11,88 50 n.e. 20,70 249,93 2,55

σv' (KN/m²) σv' (Kg/cm²)

PT-ES-38

N.F.Perforación USCS Profundidad (m)

Nume ro de G olpe s e n Ca mpo N

� (KN/m�)

Fuente: Autora.

40

Tabla 7. Corrección por Confinamiento (Cn) Calle 38

Perforación Método Año Ecuación Corr. Confinamiento Cn Corr.

1,3251,1320,9720,8970,8140,7321,5771,2380,9510,8250,6950,5801,3891,1580,9490,8110,6580,5091,8191,3621,0070,8590,7120,5861,5281,2150,9540,8330,6970,5651,6271,2190,9590,8570,7570,6701,4521,1960,9580,8470,7280,619

SKEMPTON 1986

PT-ES-45

PECK 1948

MEYERHOF - ISHIHARA

1975

SEED - IDRISS 1983

SCHMERTMANN 1983

SEED 1985

LIA - WHITMAN 1986

log 20

log 20

1,70,7

1

32,510,2 20,3

1 1,25

1

21

Continúa…

41

Fuente: Autora.

Tabla 8. Correlación Presión de Confinamiento y Angulo de Fricción Calle 38.

AUTOR, AÑO Ø'EqvPeck, 1948 30,05Peck et al, 1953 28,74Kishida, 1969 26,12Schmertma1999, 1970 32,45JNR, 1999 28,85JRB, 1974 24,63Hatanaca, Uchida 1996 28,61Peck, 1948 31,95Peck et al, 1953 31,49Kishida, 1969 28,13Schmertma1999, 1970 38,42JNR, 1999 29,59JRB, 1974 26,38Hatanaca, Uchida 1996 27,87Peck, 1948 37,34Peck et al, 1953 37,66Kishida, 1969 36,02Schmertma1999, 1970 50,37JNR, 1999 33,63JRB, 1974 33,21Hatanaca, Uchida 1996 35,60Peck, 1948 36,88Peck et al, 1953 37,21Kishida, 1969 35,47Schmertma1999, 1970 49,71JNR, 1999 33,28JRB, 1974 32,72Hatanaca, Uchida 1996 35,05

ANGULO DE FRICCION EQUIVALENTE PERFORACION Cncorr PROM

NCORR CORTE DIRECTO (Ø)

28,50

28,50

28,50

28,50

1,236

0,911

0,769

0,670

6

14

35

34

PT-ES-38

Continúa…

1,4231,1720,9640,8660,7580,652

GONZALES (LOGARITMO)

199910


PT-ES-45

42

Fuente: Autora.

Peck, 1948 30,19Peck et al, 1953 28,96Kishida, 1969 24,19Schmertma1999, 1970 30,39JNR, 1999 28,27JRB, 1974 22,96Hatanaca, Uchida 1996 24,01Peck, 1948 30,27Peck et al, 1953 29,09Kishida, 1969 24,41Schmertma1999, 1970 30,87JNR, 1999 28,33JRB, 1974 23,15Hatanaca, Uchida 1996 24,22Peck, 1948 29,95Peck et al, 1953 28,60Kishida, 1969 23,53Schmertma1999, 1970 28,89JNR, 1999 28,09JRB, 1974 22,38Hatanaca, Uchida 1996 23,35Peck, 1948 34,66Peck et al, 1953 34,86Kishida, 1969 32,55Schmertma1999, 1970 45,80JNR, 1999 31,62JRB, 1974 30,20Hatanaca, Uchida 1996 32,20

28,50

28,50

28,50

28,50

0,615

0,545

0,529

0,493

7

7

6

25

PT-ES-38

AUTOR, AÑO Ø'EqvANGULO DE FRICCION EQUIVALENTE PERFORACION Cncorr

PROMNCORR CORTE

DIRECTO (Ø)

43

Figura 12. Correlación Presión de Confinamiento y esfuerzo Admisible Calle 38.

Fuente: Autora. Perforación carrera 7ª con calle 38, estratigrafía arcillosa con algunos contenidos de limos, esfuerzo admisible inferior a 2.55 Kg/cm² y presiones de confinamiento de 0.4 a 1.60, pertenece a la formación de Piedemonte B (gravas areno arcillosas compactas de alta capacidad portante).

44

2.2 ESTACIÓN CALLE 45 Figura 13. Esquema Perforación calle 45.

Fuente: Consorcio Troncar Carrera 7. Contrato No. 25/2006. Tabla 9. Datos de Perforación calle 45.

2 1,73 27 n.e. 21,40 37,02 0,384 3,13 18 n.e. 20,64 65,92 0,672 5,03 41 n.e. 21,40 106,58 1,092 6,28 50 n.e. 21,40 133,33 1,362 8,05 50 n.e. 21,40 171,21 1,752 10,26 50 n.e. 21,40 218,50 2,23

N.F. � (KN/m�) σv' (KN/m²) σv' (Kg/cm²)

PT-ES-45

Perforación USCS Profundidad (m)


Fuente: Autora.

45



1,3251,1320,9720,8970,8140,7321,5771,2380,9510,8250,6950,5801,3891,1580,9490,8110,6580,5091,8191,3621,0070,8590,7120,5861,5281,2150,9540,8330,6970,5651,6271,2190,9590,8570,7570,6701,4521,1960,9580,8470,7280,619

SKEMPTON 1986

PT-ES-45

PECK 1948

MEYERHOF - ISHIHARA

1975

SEED - IDRISS 1983

SCHMERTMANN 1983

SEED 1985

LIAO - WHITMAN 1986

log 20

log 20

1,70,7

1

32,510,2 20,3

1 1,25

1

21

Continúa…

46

Fuente: Autora.

Tabla 11. Correlación Presión de Confinamiento y Angulo de Fricción Calle 45


PT-ES-45

PERFORACION Cncorr PROM


ANGULO DE FRICCION EQUIVALENTE

1,349 36 28,50

1,077 19 28,50

0,857 35 28,50

0,755 38 28,50

Continúa…

1,4231,1720,9640,8660,7580,652

PT-ES-45 GONZALES (LOGARITMO)

199910


47

AUTOR, AÑO Ø'EqvPeck, 1948 36,58Peck et al, 1953 36,91Kishida, 1969 35,10Schmertma1999, 1970 49,26JNR, 1999 33,06JRB, 1974 32,41Hatanaca, Uchida 1996 34,69Peck, 1948 35,32Peck et al, 1953 35,60Kishida, 1969 33,47Schmertma1999, 1970 47,11JNR, 1999 32,12JRB, 1974 31,00Hatanaca, Uchida 1996 33,10

28,50

PT-ES-45




0,646 32 28,50

0,546 27

Fuente: Autora. Figura 14. Correlación Presión de Confinamiento y esfuerzo Admisible Calle 45.

Fuente: Autora. Perforación carrera 7ª con calle 45, estratigrafía arcillosa con algunos contenidos de limos, esfuerzo admisible inferior a 2.30 Kg/cm² y presiones de confinamiento de 0.4 a 1.80, pertenece a la formación de Piedemonte B (gravas areno arcillosas compactas de alta capacidad portante).

48

2.3 ESTACIÓN CALLE 53 Figura 15. Esquema Perforación Calle 53.

Fuente: Consorcio Troncar Carrera 7. Contrato No. 25/2006. Tabla 12. Datos de Perforación Calle 53

3 2,33 15 n.e. 20,53 61,59 0,632 4,83 21 n.e. 19,11 109,37 1,125 7,43 15 n.e. 22,25 167,22 1,712 9,98 18 n.e. 19,11 215,95 2,202 11,83 17 n.e. 19,11 251,30 2,56

PT-ES-53




Fuente: Autora.

49

Tabla 13. Corrección por Confinamiento (Cn) Calle 53.


1,1550,9630,8220,7360,6861,2800,9360,7060,5850,5211,1860,9330,6730,5160,4231,4160,9890,7250,5920,5221,2520,9400,7100,5710,4891,2610,9470,7660,6740,6241,2280,9450,7390,6240,5611,2020,9520,7680,6570,591

MEYERHOF - ISHIHARA

SEED - IDRISS

SCHMERTMANN

SEED

LIAO - WHITMAN

SKEMPTON


PT-ES-53

PECK 1948

1975

1983

1983

1985

1986

1986

1999

log 20

log 20

1,70,7

1

32,510,2 20,3

1 1,25

1

21

10

Fuente: Autora.

50

Tabla 14. Correlación Presión de Confinamiento y Angulo de fricción Calle 53.

AUTOR, AÑO Ø'EqvPeck, 1948 32,66Peck et al, 1953 32,43Kishida, 1969 33,24Schmertma1999, 1970 44,42JNR, 1999 31,99JRB, 1974 30,80Hatanaca, Uchida 1996 34,13Peck, 1948 32,94Peck et al, 1953 32,78Kishida, 1969 33,84Schmertma1999, 1970 45,26JNR, 1999 32,32JRB, 1974 31,32Hatanaca, Uchida 1996 34,59Peck, 1948 30,96Peck et al, 1953 30,10Kishida, 1969 26,09Schmertma1999, 1970 34,43JNR, 1999 28,85JRB, 1974 24,61Hatanaca, Uchida 1996 25,87Peck, 1948 30,98Peck et al, 1953 30,13Kishida, 1969 26,13Schmertma1999, 1970 34,50JNR, 1999 28,86JRB, 1974 24,64Hatanaca, Uchida 1996 25,91Peck, 1948 30,59Peck et al, 1953 29,56Kishida, 1969 25,21Schmertma1999, 1970 32,60JNR, 1999 28,56JRB, 1974 23,84Hatanaca, Uchida 1996 25,01

0,551




0,491 8 28,50

17 28,50

18 28,50

10 28,50

10 28,50

PT-ES-53

1,109

0,845

0,656

Fuente: Autora.

51


Fuente: Autora. Perforación carrera 7ª con calle 53, estratigrafía arcillosa con algunos contenidos de limos, esfuerzo admisible inferior a 2.60 Kg/cm² y presiones de confinamiento de 0.4 a 1.40, pertenece a la formación de Piedemonte B (Gravas areno arcillosas compactas de alta capacidad portante).

52


Fuente: Consorcio Troncar Carrera 7. Contrato No. 25/2006. Tabla 15. Datos de Perforación Calle 60.

2 2,33 11 1,00 17,84 28,27 0,292 4,83 10 1,00 17,84 47,87 0,494 7,93 16 1,00 20,07 79,08 0,812 10,83 11 1,00 17,84 101,82 1,042 11,88 15 1,00 17,84 110,05 1,12


Nume ro de Golpe s e n Ca mpo N


PT-ES-60

Fuente: Autora.

53

Tabla 16. Corrección por confinamiento (Cn) Calle 60


1,4151,2391,0720,9870,9611,7201,4301,1280,9780,9331,4971,2861,0860,9770,9292,0241,6161,2231,0390,9851,6751,3891,1160,9790,9371,8621,4311,1130,9810,9441,5521,3441,1070,9810,9421,5401,3111,0930,9830,950

PT-ES-60

PECK 1948

LIAO - WHITMAN 1986

SKEMPTON 1986


1999

MEYERHOF - ISHIHARA

1975

SEED - IDRISS 1983

SCHMERTMANN 1983

SEED 1985

log 20

log 20

1,70,7

1

32,510,2 20,3

1 1,25

1

21

10

Fuente: Autora.

54

Tabla 17. Correlación Presión de Confinamiento y Angulo de Fricción calle 60





10 28,50

0,842 13 28,50

PT-ES-60

1,476 16 28,50

1,227 12 28,50

0,993 16 28,50

0,878

Fuente: Autora.

55


Fuente: Autora. Perforación carrera 7ª con calle 60, estratigrafía arenosa con algunos contenidos de limos, esfuerzo admisible inferior a 1.15 Kg/cm² y presiones de confinamiento de 0.9 a 2.05, pertenece a la formación Aluvial (arenas arcillosas sueltas a compactas de baja a media capacidad portante).

56



4 1,73 5 n.e. 21,13 36,55 0,374 3,03 7 n.e. 21,13 64,02 0,652 4,83 6 n.e. 19,45 99,03 1,012 7,93 8 n.e. 19,45 159,33 1,632 10,63 15 n.e. 19,45 211,84 2,16


Nume ro de Golpe s e n Ca mpo N


PT-ES-64

Fuente: Autora.

57



1,3291,1420,9960,8380,7431,5841,2560,9940,7310,5941,3941,1700,9940,7020,5281,8291,3851,0580,7520,6011,5351,2310,9940,7360,5821,6371,2370,9950,7840,6801,4571,2100,9950,7620,6331,4281,1850,9950,7890,665

SEED 1985

PT-ES-64

PECK 1948

LIAO - WHITMAN 1986

SKEMPTON 1986


1999

MEYERHOF - ISHIHARA

1975

SEED - IDRISS 1983

SCHMERTMANN 1983

log 20

log 20

1,70,7

1

32,510,2 20,3

1 1,25

1

21

10

Fuente: Autora.

58



28,50

0,724




6 28,50

0,558 8 28,50

PT-ES-64

1,355 7 28,50

1,091 8 28,50

0,891 5

Fuente: Autora.

59



60



3 1,73 16 1,50 20,1 32,47 0,332 2,28 7 1,50 19,45 37,67 0,382 4,28 6 1,50 19,45 56,57 0,582 5,78 17 1,50 19,45 70,75 0,72




PT-ES-79

Fuente: Autora.

61



1,3691,3191,1831,1091,6481,5681,3311,1961,4411,3821,2201,1301,9201,8051,4831,3081,6001,5191,2981,1771,7371,6131,3161,1771,5021,4451,2681,1621,4801,4151,2391,142

LIAO - WHITMAN 1986

SKEMPTON 1986


1999

1985

PT-ES-79

PECK 1948

MEYERHOF - ISHIHARA

1975

SEED - IDRISS 1983

SCHMERTMANN 1983

SEED

log 20

log 20

1,70,7

1

32,510,2 20,3

1 1,25

1

21

10

Fuente: Autora.

62

Tabla 23. Correlación Presión por Confinamiento y Angulo de Fricción Calle 79.


CORTE DIRECTO (Ø)

28,501,191


20


1,236 20 28,50

1,224 9 28,50

1,208 7 28,50

PT-ES-79

NCORR

Fuente: Autora.

63


Fuente: Autora. Perforación carrera 7ª con calle 79, estratigrafía de arenas o arcillas con altos contenidos de limos, esfuerzo admisible inferior a 0.75 Kg/cm² y presiones de confinamiento de 1.10 a 1.90, pertenece a la formación Aluvial (arenas arcillosas sueltas a compactas de media a alta capacidad portante).

64



2 0,83 26 n.e. 18,87 15,66 0,162 1,73 6 n.e. 18,87 32,65 0,334 2,73 13 n.e. 18,88 51,53 0,532 3,78 20 n.e. 18,87 71,34 0,732 4,87 15 n.e. 18,87 91,91 0,942 5,23 33 n.e. 18,87 98,70 1,012 6,23 41 n.e. 18,87 117,57 1,202 7,28 18 n.e. 18,87 137,38 1,402 7,73 18 n.e. 18,87 145,88 1,492 9,23 36 n.e. 18,87 174,18 1,782 11,78 44 n.e. 18,87 222,30 2,27

PT-ES-94




Fuente: Autora.

65



1,6121,3671,2151,1061,0210,9980,9390,8870,8670,8080,7271,9771,6461,3871,1911,0380,9960,8950,8090,7770,6860,5731,7331,4391,2571,1271,0260,9960,8890,7930,7560,6480,498

PECK 1948

PT-ES-94 MEYERHOF - ISHIHARA

1975

SEED - IDRISS 1983

log 20

log 20

1,70,7

1

Continúa….

66

Perforación Método Año EcuaciónCorr. Confinamiento

Cn Corr.2,4171,9161,5571,3011,1121,0610,9410,8410,8040,7020,5781,9951,5971,3491,1721,0350,9960,9010,8170,7840,6880,5552,5011,7331,3791,1721,0330,9960,9130,8450,8200,7500,6641,7241,5001,3111,1571,0320,9960,9090,8330,8040,7200,612

PT-ES-94

SCHMERTMANN 1983

SEED 1985

LIAO - WHITMAN 1986

SKEMPTON 1986

32,510,2 20,3

1 1,25

1

21

Continúa…

67


1,7961,4771,2791,1381,0280,9970,9210,8530,8270,7500,644


1999

10

Fuente: Autora. Tabla 26. Correlación Presión de Confinamiento y Angulo de Fricción Calle 94

AUTOR, AÑO Ø'EqvPeck, 1948 39,88Peck et al, 1953 39,90Kishida, 1969 45,17Schmertma1999, 1970 56,32JNR, 1999 40,66JRB, 1974 41,13Hatanaca, Uchida 1996 43,37Peck, 1948 30,61Peck et al, 1953 29,59Kishida, 1969 28,00Schmertma1999, 1970 35,97JNR, 1999 29,53JRB, 1974 26,26Hatanaca, Uchida 1996 30,07Peck, 1948 32,38Peck et al, 1953 32,06Kishida, 1969 32,61Schmertma1999, 1970 43,51JNR, 1999 31,65JRB, 1974 30,25Hatanaca, Uchida 1996 33,64

PT-ES-94

PERFORACION Cncorr PROM NCORR CORTE

DIRECTO (Ø)ANGULO DE FRICCION EQUIVALENTE

1,751

8 28,501,408

16 28,501,193

27,5046

Continúa…

68




0,925

29 28,500,893

33 28,500,812

13


21 28,501,040

14 28,50

0,742 28,50

PT-ES-94

Continúa…

69

AUTOR, AÑO Ø'EqvPeck, 1948 31,72Peck et al, 1953 31,17Kishida, 1969 27,69Schmertma1999, 1970 37,57JNR, 1999 29,41JRB, 1974 25,99Hatanaca, Uchida 1996 27,43Peck, 1948 34,25Peck et al, 1953 34,39Kishida, 1969 31,96Schmertma1999, 1970 44,91JNR, 1999 31,31JRB, 1974 29,69Hatanaca, Uchida 1996 31,62Peck, 1948 34,43Peck et al, 1953 34,59Kishida, 1969 32,22Schmertma1999, 1970 45,30JNR, 1999 31,45JRB, 1974 29,91Hatanaca, Uchida 1996 31,87




0,715 13 28,50

23 28,50

24 28,50

0,639

0,539

PT-ES-94

Fuente: Autora. Figura 24. Correlación Presión de Confinamiento y Esfuerzo Admisible Calle 94.


70



4 2,33 3 3,00 19,90 23,07 0,244 4,28 16 3,00 19,90 49,07 0,504 6,83 23 3,00 19,90 74,32 0,764 8,78 39 3,00 19,90 93,62 0,964 10,73 41 3,00 19,90 112,93 1,154 11,78 42 3,00 19,90 123,32 1,26

PT-ES-100




Fuente: Autora.

71



1,4831,2311,0921,0150,9530,9231,8171,4161,1661,0270,9180,8681,5781,2761,1111,0180,9130,8592,1701,5961,2701,0980,9670,9091,7851,3751,1501,0250,9230,8752,0611,4131,1481,0230,9320,8911,6191,3331,1371,0230,9290,886

SCHMERTMANN 1983

SEED

PT-ES-100

PECK 1948

1985

LIAO - WHITMAN 1986

SKEMPTON 1986

MEYERHOF - ISHIHARA

1975

SEED - IDRISS 1983

log 20

log 20

1,70,7

1

32,510,2 20,3

1 1,25

1

21

Continúa…

72


1,6281,3001,1201,0200,9380,900


199910

Fuente: Autora. Tabla 29. Correlación Presión de Confinamiento y Angulo de Fricción Calle 100


1,022 23 28,50

0,917 36 28,50




PT-ES1-00

1,571 5 28,50

1,216 19 28,50

Continúa…

73





0,830 34 28,50

0,790 33 28,50

PT-ES1-00


Fuente: Autora. Perforación carrera 7ª con calle 100, estratigrafía de arenas con algunos contenidos de limos, esfuerzo admisible inferior a 1.30 Kg/cm² y presiones de confinamiento de 0.80 a 2.20, pertenece a la formación Lacustre A (arcillas limosas muy blandas de baja a media capacidad portante).

74



4 0,93 19 2,00 21,65 10,83 0,114 1,73 10 2,00 21,65 20,15 0,214 3,43 5 2,00 21,65 42,66 0,444 5,43 6 2,00 21,65 65,96 0,672 6,53 3 2,00 19,89 76,84 0,784 7,63 14 2,00 21,65 89,65 0,912 9,63 3 2,00 19,89 109,43 1,122 10,53 5 2,00 19,89 118,33 1,214 12,23 9 2,00 21,65 138,14 1,41

PT-ES-106




Fuente: Autora.

75



1,7351,5281,2781,1321,0811,0300,9630,9370,8852,0971,8771,4971,2381,1461,0530,9360,8910,8061,8801,6321,3321,1581,0971,0360,9320,8850,7902,6122,2611,7071,3621,2441,1300,9890,9360,837

PECK 1948

MEYERHOF - ISHIHARA

1975

SEED - IDRISS 1983

PT-ES-106

SCHMERTMANN 1983

log 20

log 20

1,70,7

1

32,510,2 20,3

Continúa…

76


2,1961,8591,4521,2151,1321,0480,9400,8980,8143,0082,2051,5161,2191,1291,0460,9460,9100,8421,8011,6591,3931,1951,1211,0440,9450,9060,8301,9561,6871,3611,1721,1061,0390,9520,9180,851

SKEMPTON 1986


1999

PT-ES-106

SEED 1985

LIAO - WHITMAN 1986

1 1,25

1

21

10

Fuente: Autora.

77




1,920 36 27,50

1,634 16 28,50

1,282 6 28,50

1,077 6 28,50

1,006 3 28,50



PT-ES1-06

Continúa…

78


ANGULO DE FRICCION EQUIVALENTE PERFORACION Cncorr PROM


0,739 7 28,50

0,936 13 28,50

0,845 3 28,50

PT-ES1-06

0,809 4 28,50

Fuente: Autora.

79

Figura 28. Correlación Presión de Confinamiento y Esfuerzo Admisible Calle 106.


80



2 2,33 7 2,40 17,63 17,78 0,182 2,78 8 2,40 17,63 21,91 0,224 6,63 19 2,40 19,09 56,91 0,582 8,83 18 2,40 17,63 73,69 0,754 11,43 20 2,40 19,09 97,33 0,994 11,88 38 2,40 19,09 101,42 1,03

PT-ES-116




Fuente: Autora.

81



1,5701,5001,1811,0951,0020,9891,9291,8411,3271,1711,0040,9801,6821,5991,2171,1141,0030,9792,3412,2051,4781,2761,0701,0411,9271,8131,2951,1551,0040,9812,3482,1151,3121,1531,0030,9831,6931,6351,2651,1421,0030,983

PT-ES-116

PECK 1948

1985

LIAO - WHITMAN 1986

SKEMPTON 1986

MEYERHOF - ISHIHARA

1975

SEED - IDRISS 1983

SCHMERTMANN 1983

SEED

log 20

log 20

1,70,7

1

32,510,2 20,3

1 1,25

1

21

Continúa….

82


1,7411,6511,2361,1241,0030,985


199910

Tabla 35. Correlación Presión de Confinamiento y Angulo de Fricción Calle 116





PT-ES1-16

1,692 12 28,50

1,595 13 28,50

1,146 22 28,50

1,025 18 28,50

Continúa…

83





0,899 18 28,50

PT-ES1-16

0,880 33 28,50



84



3 1,73 16 n.e. 17,90 30,97 0,323 2,78 11 n.e. 17,90 49,76 0,514 5,33 24 n.e. 19,27 98,90 1,014 5,78 27 n.e. 19,27 107,57 1,102 9,83 15 n.e. 18,23 181,40 1,852 11,93 10 n.e. 18,23 219,69 2,24

PT-ES-127




Fuente: Autora.

85



1,3851,2260,9970,9690,7940,7311,6731,4080,9950,9460,6660,5781,4601,2710,9940,9430,6230,5061,9561,5851,0591,0010,6800,5831,6251,3680,9950,9490,6660,5621,7791,4030,9950,9540,7350,6681,5201,3260,9950,9530,7010,617

PT-ES-127

PECK 1948

1985

LIAO - WHITMAN 1986

SKEMPTON 1986

MEYERHOF - ISHIHARA

1975

SEED - IDRISS 1983

SCHMERTMANN 1983

SEED

log 20

log 20

1,70,7

1

32,510,2 20,3

1 1,25

1

21

Continúa…

86


1,5001,2940,9960,9600,7330,649


199910

Fuente: Autora. Tabla 38. Correlación Presión de Confinamiento y Angulo de Fricción Calle 127.





PT-ES1-27

1,433 23 28,50

1,209 13 28,50

0,892 21 28,50

0,853 23 28,50

Continúa…

87





0,622 9 28,50

0,544 5 28,50

PT-ES1-27


Fuente: Autora. Perforación carrera 7ª con calle 127, estratigrafía de arenas con algunos contenidos de limos, esfuerzo admisible inferior a 2.25 Kg/cm² y presiones de confinamiento de 0.5 a 2.00, pertenece a la formación de Piedemonte A (Gravas areno arcillosas compactas de alta capacidad portante).

88



6 2,33 4 5,1 16,62 15,42 0,166 4,83 3 5,1 16,62 31,97 0,336 7,63 33 5,1 16,62 53,21 0,544 9,03 30 5,1 19,76 66,87 0,682 10,98 29 5,1 16,26 79,08 0,812 12,03 19 5,1 16,26 85,65 0,87

PT-ES-134




Fuente: Autora.

89



1,6171,3741,2041,1281,0721,0451,9831,6561,3681,2301,1281,0801,7391,4481,2441,1531,0861,0542,4261,9321,5311,3511,2231,1632,0041,6081,3321,2071,1161,0732,5211,7511,3571,2111,1131,0701,7281,5081,2961,1891,1071,067

PT-ES-134

PECK 1948

1985

LIAO - WHITMAN 1986

SKEMPTON 1986

MEYERHOF - ISHIHARA

1975

SEED - IDRISS 1983

SCHMERTMANN 1983

SEED

log 20

log 20

1,70,7

1

32,510,2 20,3

1 1,25

1

21

Continúa…

90


1,8031,4861,2651,1661,0931,058


199910






28,50

1,418 4 28,50

1,177 39 28,50

1,070 32 28,50

PT-ES1-34

1,758 7

Continúa…

91





0,993 29 28,50

0,957 18 28,50

PT-ES1-34

Fuente: Autora. Figura 34. Correlación Presión de confinamiento y Esfuerzo Admisible Calle 134.

Fuente: Autora. Perforación carrera 7ª con calle 134, estratigrafía de arenas con algunos contenidos de limos, esfuerzo admisible inferior a 0.90 Kg/cm² y presiones de confinamiento de 1 a 2.60, pertenece a la formación de Deposito de Ladera (gravas areno arcillosas compactas de media capacidad portante).

92



6 1,73 12 n.e. 19,17 33,16 0,346 3,68 7 n.e. 19,17 70,55 0,726 4,73 16 n.e. 19,17 90,67 0,935 5,83 27 n.e. 20,7 113,44 1,165 6,28 21 n.e. 20,7 122,76 1,252 8,43 11 n.e. 18,92 163,44 1,674 11,33 33 n.e. 20,56 223,06 2,284 11,78 27 n.e. 20,56 232,31 2,37

PT-ES-140




Fuente: Autora.

93



1,3621,1101,0260,9510,9250,8290,7250,7121,6371,1971,0460,9150,8710,7180,5710,5541,4331,1311,0310,9100,8620,6870,4960,4711,9041,3101,1210,9640,9120,7380,5760,5571,5881,1781,0420,9210,8780,7220,5540,531

PT-ES-140

PECK 1948

SEED 1985

MEYERHOF - ISHIHARA

1975

SEED - IDRISS 1983

SCHMERTMANN 1983

log 20

log 20

1,70,7

1

32,510,2 20,3

1 1,25

Continúa…

94


1,7191,1791,0400,9290,8930,7740,6630,6491,4941,1631,0390,9270,8880,7500,6100,5931,4711,1431,0340,9360,9020,7780,6430,625

PT-ES-140

LIAO - WHITMAN 1986

SKEMPTON 1986


1999

1

21

10






PT-ES1-40

1,401 17 28,50

1,046 4 28,50

Continúa…

95

AUTOR, AÑO Ø'EqvPeck, 1948 32,22Peck et al, 1953 31,86Kishida, 1969 28,65Schmertma1999, 1970 39,36JNR, 1999 29,79JRB, 1974 26,82Hatanaca, Uchida 1996 28,37Peck, 1948 34,09Peck et al, 1953 34,20Kishida, 1969 31,72Schmertma1999, 1970 44,54JNR, 1999 31,19JRB, 1974 29,48Hatanaca, Uchida 1996 31,38Peck, 1948 32,66Peck et al, 1953 32,43Kishida, 1969 29,42Schmertma1999, 1970 40,74JNR, 1999 30,12JRB, 1974 27,49Hatanaca, Uchida 1996 29,13Peck, 1948 30,33Peck et al, 1953 29,18Kishida, 1969 24,57Schmertma1999, 1970 31,22JNR, 1999 28,37JRB, 1974 23,29Hatanaca, Uchida 1996 24,38Peck, 1948 32,94Peck et al, 1953 32,78Kishida, 1969 29,89Schmertma1999, 1970 41,56JNR, 1999 30,33JRB, 1974 27,90Hatanaca, Uchida 1996 29,59Peck, 1948 32,02Peck et al, 1953 31,58Kishida, 1969 28,27Schmertma1999, 1970 38,66JNR, 1999 29,64JRB, 1974 26,49Hatanaca, Uchida 1996 28,00

0,792




17 28,50

0,666 7 28,50

0,538 18 28,50

0,522 14 28,50

PT-ES1-40

0,931 15 28,50

0,828 22 28,50

Fuente: Autora.

96



97



4 1,03 23 n.e. 18,06 18,60 0,192 1,48 4 n.e. 18,06 26,73 0,276 3,23 1 n.e. 15,95 54,64 0,564 6,23 17 n.e. 18,06 108,82 1,112 7,73 4 n.e. 18,06 135,91 1,39

PT-ES-147




Fuente: Autora.

98



1,5551,4341,1950,9650,8911,9111,7481,3520,9390,8151,6641,5191,2330,9360,8002,3132,0651,5100,9930,8471,9021,7051,3170,9430,8222,2951,9151,3390,9490,8491,6811,5711,2840,9480,8381,7221,5641,2540,9550,858

PT-ES-147

PECK 1948

LIAO - WHITMAN 1986

SKEMPTON 1986


1999

MEYERHOF - ISHIHARA

1975

SEED - IDRISS 1983

SCHMERTMANN 1983

SEED 1985

log 20

log 20

1,70,7

1

32,510,2 20,3

1 1,25

1

21

10

Fuente: Autora.

99






14 28,50

0,747 3 28,50

PT-ES1-47

1,671 38 28,50

1,502 6 28,50

1,165 1 28,50

0,847

Fuente: Autora.

100


Fuente: Autora. Perforación carrera 7ª con calle 147, estratigrafía de arenas con algunos contenidos de limos, esfuerzo admisible inferior a 1.40 Kg/cm² y presiones de confinamiento de 0.75 a 2.30, pertenece a la formación de Deposito de Ladera (gravas areno arcillosas compactas de media capacidad portante).

101



6 1,78 4 2,00 15,94 10,57 0,114 7,33 2 2,00 19,83 67,33 0,694 12,33 4 2,00 19,83 116,48 1,19

PT-ES-153




Fuente: Autora.

102

Tabla 49. Corrección por Confinamiento Calle 153.


1,7431,1250,9422,1041,2260,9001,8901,1500,8942,6231,3460,9472,2091,2040,9063,0441,2060,9171,8051,1860,9141,9671,1630,925

PT-ES-153

PECK 1948

MEYERHOF - ISHIHARA

1975

SEED - IDRISS 1983

SCHMERTMANN 1983

SEED 1985

LIAO - WHITMAN 1986

SKEMPTON 1986


1999

log 20

log 20

1,70,7

1

32,510,2 20,3

1 1,25

1

21

10


AUTOR, AÑO Ø'EqvPeck, 1948 32,85Peck et al, 1953 32,67Kishida, 1969 33,65Schmertma1999, 1970 44,99JNR, 1999 32,22JRB, 1974 31,15Hatanaca, Uchida 1996 34,44


1,932 17 28,50



PT-ES1-53

Continúa…

103



1,067 12 28,50

0,816 12 28,50



PT-ES1-53



104



4 1,78 47 3,00 19,36 16,66 0,174 2,78 7 3,00 19,36 26,02 0,274 3,78 9 3,00 19,36 37,58 0,38

PT-ES-160




Fuente: Autora.

105

Tabla 52. Corrección por Confinamiento Calle 160.


1,5911,4431,3201,9541,7611,5691,7081,5301,3832,3812,0851,8071,9621,7201,5202,4251,9411,6151,7091,5801,4461,7701,5761,416

PT-ES-160

PECK 1948

SKEMPTON 1986


1999

MEYERHOF - ISHIHARA

1975

SEED - IDRISS 1983

SCHMERTMANN 1983

SEED 1985

LIAO - WHITMAN 1986

log 20

log 20

1,70,7

1

32,510,2 20,3

1 1,25

1

21

10


AUTOR, AÑO Ø'EqvPeck, 1948 48,74Peck et al, 1953 45,39Kishida, 1969 55,24Schmertma1999, 1970 60,77JNR, 1999 51,28JRB, 1974 49,85Hatanaca, Uchida 1996 51,17




PT-ES1-60 1,722 81 28,50

Continúa…

106




1,342 12 28,50


PT-ES1-60

1,515 11 28,50


Fuente: Autora. Perforación carrera 7ª con calle 160, estratigrafía de arenas o arcillas con altos contenidos de limos, esfuerzo admisible inferior a 0.39 Kg/cm² y presiones de confinamiento de 1.30 a 2.45, pertenece a la formación de Deposito de Ladera (gravas areno arcillosas compactas de media capacidad portante).

107



4 0,48 18 8,3 19,61 4,61 0,054 1,23 50 8,3 19,61 11,82 0,124 2,23 7 8,3 19,61 21,43 0,224 3,73 6 8,3 19,61 35,85 0,374 6,23 14 8,3 19,61 59,87 0,614 11,78 19 8,3 19,61 133,91 1,37

PT-ES-165




Fuente: Autora.

108



2,0201,7061,5071,3361,1640,8962,2762,0721,8501,5951,2970,8232,2211,8451,6071,4021,1970,8092,9132,5692,2201,8441,4380,8572,6592,1481,8251,5461,2680,8314,6092,8792,1381,6531,2790,8551,9101,7851,6411,4641,2420,845

PT-ES-165

PECK 1948

1985

LIAO - WHITMAN 1986

SKEMPTON 1986

MEYERHOF - ISHIHARA

1975

SEED - IDRISS 1983

SCHMERTMANN 1983

SEED

log 20

log 20

1,70,7

1

32,510,2 20,3

1 1,25

1

21

Continúa…

109


2,3271,9191,6601,4371,2140,864


199910



PERFORACIÓN Cncorr PROM


ANGULO DE FRICCIÓN EQUIVALENTE

PT-ES1-65

2,326 42 28,50

1,880 94 28,50

1,606 11 28,50

1,364 8 28,50

Continúa…

110





1,122 16 28,50

0,753 14

PT-ES1-65

28,50



111

2.18 PUENTE PEATONAL CALLE 130 Figura 45. Esquema Perforación Calle 130.


3 2,43 6 n.e. 18,00 43,74 0,454 4,38 13 n.e. 19,00 80,79 0,824 5,83 45 n.e. 19,00 108,34 1,114 7,28 40 n.e. 19,00 135,89 1,394 8,23 36 n.e. 19,00 153,94 1,574 11,08 30 n.e. 19,00 208,09 2,122 11,73 13 n.e. 17,00 219,14 2,244 14 9 n.e. 19,00 262,27 2,684 17,23 11 n.e. 19,00 323,64 3,304 19,23 15 n.e. 19,00 361,64 3,694 19,68 10 n.e. 19,00 370,19 3,78

PT-PP-130




Fuente: Autora.

112



1,2691,0640,9670,8910,8490,7490,7310,6710,6010,5640,5561,4831,1150,9420,8150,7490,6020,5790,5040,4250,3870,3801,3221,0770,9390,8000,7230,5390,5070,3970,2680,2000,1861,6871,2070,9960,8470,7720,6100,5850,5040,4210,3820,374

PT-PP-130

PECK 1948

MEYERHOF - ISHIHARA

1975

SEED - IDRISS 1983

SCHMERTMANN 1983

log 20

log 20

1,70,7

1

32,510,2 20,3

Continúa…

113


1,4381,1050,9460,8230,7550,5910,5630,4660,3510,2910,2791,4971,1010,9510,8490,7980,6860,6690,6110,5500,5210,5151,3831,0960,9500,8380,7780,6400,6180,5440,4650,4260,4191,3501,0840,9560,8580,8040,6730,6510,5720,4810,4330,423

PT-PP-130

SEED 1985


1999

LIAO - WHITMAN 1986

SKEMPTON 1986

1 1,25

1

21

10

Fuente: Autora.

114

Tabla 59. Correlación Presión de Confinamiento y Ángulo de Fricción Calle 130

AUTOR, AÑO Ø'EqvPeck, 1948 30,40Peck et al, 1953 29,29Kishida, 1969 27,35Schmertma1999, 1970 34,78JNR, 1999 29,29JRB, 1974 25,69Hatanaca, Uchida 1996 29,56Peck, 1948 31,70Peck et al, 1953 31,14Kishida, 1969 30,99Schmertma1999, 1970 41,04JNR, 1999 30,83JRB, 1974 28,85Hatanaca, Uchida 1996 32,39Peck, 1948 38,06Peck et al, 1953 38,33Kishida, 1969 42,65Schmertma1999, 1970 54,56JNR, 1999 38,47JRB, 1974 38,95Hatanaca, Uchida 1996 41,42Peck, 1948 35,97Peck et al, 1953 36,29Kishida, 1969 34,32Schmertma1999, 1970 48,27JNR, 1999 32,60JRB, 1974 31,73Hatanaca, Uchida 1996 33,93Peck, 1948 34,73Peck et al, 1953 34,94Kishida, 1969 32,65Schmertma1999, 1970 45,94JNR, 1999 31,67JRB, 1974 30,28Hatanaca, Uchida 1996 32,29Peck, 1948 32,74Peck et al, 1953 32,53Kishida, 1969 29,56Schmertma1999, 1970 40,99JNR, 1999 30,18JRB, 1974 27,61Hatanaca, Uchida 1996 29,27




PT-PP-130

1,270 8 27,50

0,983 13 28,50

0,849 38 28,50

0,747 30 28,50

0,692 25 28,50

0,566 17 28,50

Continúa…

115




0,348 3 28,50


PT-PP-130

0,545 7 28,50

0,474 4 28,50

0,396 4 28,50

0,356 5 28,50

Fuente: Autora.

116



117



4 1,73 9 n.e. 19 32,87 0,344 3,53 50 n.e. 19 67,07 0,685 4,78 11 n.e. 20 92,07 0,944 6,23 31 n.e. 19 119,62 1,224 7,73 15 n.e. 19 148,12 1,514 8,78 24 n.e. 19 168,07 1,723 10,83 5 n.e. 18 204,97 2,092 13,73 2 n.e. 17 254,27 2,592 16,63 11 n.e. 17 303,57 3,10

PT-PP-154




Fuente: Autora.

118



1,3651,1271,0210,9330,8620,8200,7540,6820,6231,6421,2281,0370,8850,7690,7040,6090,5160,4481,4361,1521,0250,8780,7470,6700,5480,4160,3081,9111,3491,1100,9290,7950,7220,6170,5170,445

PT-PP-154

PECK 1948

MEYERHOF - ISHIHARA

1975

SEED - IDRISS 1983

SCHMERTMANN 1983

log 20

log 20

1,70,7

1

32,510,2 20,3

Continúa…

119


1,5931,2061,0340,8920,7760,7070,5990,4820,3861,7271,2091,0320,9050,8130,7640,6910,6210,5681,4981,1871,0310,9010,7960,7370,6470,5560,4881,4741,1651,0270,9130,8210,7660,6800,5860,509

PT-PP-154

SEED 1985

LIAO - WHITMAN 1986

SKEMPTON 1986


1999

1 1,25

1

21

10

Fuente: Autora.

120




NCORR

0,709 11

CORTE DIRECTO (Ø)


PT-PP-154

1,405 13 27,50

1,069 53 28,50

0,924 10 28,50

0,804 25 28,50

28,50

Continúa…

121





PT-PP-154

0,654 16 28,50

0,572 3 28,50

0,486 1 28,50

0,419 5 28,50

Fuente: Autora.

122



123



2 1,23 7 n.e. 17 20,91 0,214 2,83 19 n.e. 19 51,31 0,524 4,23 4 n.e. 19 77,91 0,804 9,23 8 n.e. 19 172,91 1,762 13,33 2 n.e. 17 242,61 2,482 17,53 17 n.e. 17 314,01 3,204 19,83 10 n.e. 19 357,71 3,65

PT-PP-164




Fuente: Autora.

124



1,5161,2161,0770,8100,6970,6110,5681,8611,3891,1370,6900,5350,4350,3911,6171,2591,0920,6520,4450,2870,2072,2371,5601,2340,7060,5380,4320,3861,8391,3511,1250,6920,5080,3680,297

1948

MEYERHOF - ISHIHARA

1975

SEED - IDRISS 1983

SCHMERTMANN 1983

SEED 1985

PT-PP-164

PECK log 20

log 20

1,70,7

1

32,510,2 20,3

1 1,25

Continúa…

125


2,1651,3821,1220,7530,6360,5590,5231,6481,3131,1140,7230,5750,4760,4301,6711,2811,1000,7530,6060,4940,438

LIAO - WHITMAN 1986

PT-PP-164 SKEMPTON 1986


1999

1

21

10



1,617 11 28,50

28,50

PERFORACIÓN Cncorr PROM NCORR CORTE

DIRECTO (Ø)ANGULO DE FRICCIÓN EQUIVALENTE

PT-PP-164

1,195 23

Continúa…

126


1,000 4 28,50

0,642 5 28,50

0,504

PERFORACIÓN Cncorr PROM NCORR

CORTE DIRECTO (Ø)


1 28,50

28,50

PT-PP-164

0,407 7 28,50

0,360 4

Fuente: Autora.

127



128



4 1,73 11 n.e. 19 32,87 0,344 6,13 31 n.e. 19 116,47 1,192 8,13 4 n.e. 17 150,47 1,544 10,43 32 n.e. 19 194,17 1,984 10,88 30 n.e. 19 202,72 2,072 13,53 5 n.e. 17 247,77 2,532 17,53 7 n.e. 17 315,77 3,22

PT-PP-170




Fuente: Autora.

129



1,3650,9420,8570,7720,7570,6900,6091,6420,9000,7600,6340,6140,5270,4331,4360,8940,7370,5810,5550,4320,2841,9110,9470,7860,6450,6230,5280,4301,5930,9060,7670,6290,6050,4960,365

PT-PP-170

PECK 1948

1985

SCHMERTMANN 1983

SEED

MEYERHOF - ISHIHARA

1975

SEED - IDRISS 1983

log 20

log 20

1,70,7

1

32,510,2 20,3

1 1,25

Continúa…

130


1,7270,9170,8070,7100,6950,6290,5571,4980,9140,7890,6710,6520,5670,4741,4740,9250,8140,7030,6840,5970,492

PT-PP-170

LIAO - WHITMAN 1986

SKEMPTON 1986


1999

1

21

10






PT-PP-170

1,405 15 28,50

0,816 25 28,50

Continúa…

131





0,576 17 28,50

0,405 3 28,50

28,50

0,594 19

PT-PP-170

0,702 3

28,50

0,496 2 28,50

Fuente: Autora.

132



133

2.22 BOX CULVERT CALLE 108 Figura 53. Esquema Perforación Calle 108.


RELLENO 1,73 13 3,60 21,00 36,33 0,37RELLENO 3,23 7 3,60 21,00 52,83 0,54

2 4,73 7 3,60 18,71 69,60 0,712 9,83 5 3,60 18,71 114,02 1,164 11,33 11 3,60 20,05 129,09 1,32

PT-BOX-108




Fuente: Autora.

134



1,3311,2061,1140,9490,9081,5881,3721,2060,9120,8431,3961,2471,1370,9070,8311,8341,5371,3200,9610,8801,5391,3351,1860,9180,8501,6421,3621,1870,9270,8711,4591,2991,1690,9240,8631,4311,2681,1490,9340,880

PT-BOX-108

PECK 1948

LIAO - WHITMAN 1986

SKEMPTON 1986


1999

MEYERHOF - ISHIHARA

1975

SEED - IDRISS 1983

SCHMERTMANN 1983

SEED 1985

log 20

log 20

1,70,7

1

32,510,2 20,3

1 1,25

1

21

10

Fuente: Autora.

135






4 28,50

0,770 8 28,50

PT-BOX-108

1,358 18 28,50

1,181 8 28,50

1,052 7 28,50

0,826

Fuente: Autora.

136

Figura 54. Correlación Presión de Confinamiento y Esfuerzo Admisible Calle 108


137

3. CONCLUSIONES Según los estudios realizados de SPT en la carrera 7ª entre calle 38 y calle 170, por el Consorcio Troncal Carrera 7, se determinan suelos formados por arcillas y arenas con altos contenidos de limos, son muy pocos los estratos que contienen gravas y rellenos; todos estos parámetros se determinaron por la clasificación según Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (USCS). La formación de suelo se puede dividir en 3 estratigrafías según el análisis gráfico, determinando para cada una las perforaciones, el método de mejor comportamiento para el análisis de datos y los cálculos que dé se deriven como el ángulo de fricción del suelo, valor fundamental para el diseño de cimentaciones. Cabe aclarar que los valores de presión de confinamiento exceden en el valor normal de menor a 2, pero según el análisis al que se concluyo es que los suelos de la zona tienen mayores esfuerzos y su formación consta de macizos altamente resistentes. La primera Estratigrafía se determinó para las zonas con formaciones de arcillas, el suelo se comporta con esfuerzos entre 0.20 Kg/cm² y 3.80 Kg/cm² y presiones de confinamiento entre 0.10 y 2.15. Esta formación es la que mayores valores de esfuerzo tiene en la zona bajo análisis dando como resultado final un suelo de menor resistencia y mayores volúmenes. Este tipo de formación es la más común en la carrera séptima. La segunda Estratigrafía pertenece a la formación de los suelos compuesta por arenas las cuales presentan esfuerzos menores por unidad de área que están por debajo de 1.40 Kg/cm², siendo así un suelo de mayor resistencia y presiones de confinamiento mayores a 0.75 y que pueden llegar hasta 4.5, pero este valor puede deberse a los altos contenidos de arcillas que están presentes en este tipo de formación. Para llegar a un análisis más detallado de este tipo de formación se requieren ensayos más especializados. Por último la formación compuesta solamente por arcillas o arenas pero que tienen alto contenido de limos, tiene esfuerzos por debajo de 0.18 Kg/cm² y presiones de confinamiento más altas de 1.10, este tipo de formación hace que estas secciones sean más débiles, pero la única ventaja de este tipo de formación es que es una de las menos comunes en la zona de la carrera 7ma. Las metodologías propuestas por Seed (1985), Skempton (1986), Liao - Whitman (1986), son las que mejores resultados pueden arrojar para desarrollar los valores obtenidos por pruebas STP que se realizaron a la carrera 7ma, determinadas a partir de la clasificación de las secciones según la formación del suelo. con método más exactos y apropiados para el correcto cálculo del ángulo de fricción para el diseño de las cimentaciones, dando como resultado final la unión de las metodologías ya planteadas, que mejor se adhieran para un resultado

138

satisfactorio, metodologías propuestas por Peck et al (1999) y por Instituto Japonés Railway Standars (1984). Según la zonificación geotécnica de Bogotá, se puede determinar según la composición principal del suelo el tipo de método que mejor se adapta como es el caso de las 3 estratigrafías determinadas en esta investigación, las cuales se adaptaron a los métodos de Skempton (1986) y Liao-Whitman para suelos formados por Piedemonte, las de Seed (1985) y Skempton (1986) para los suelos de Formación de Lacustre y los Depósito de Ladera, para los suelos formados por Aluviales y Depósitos de Ladera con capacidades portantes bajas la metodología de Seed (1985).

139

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