UNION TEMPORAL CASTRO + CHAIN ESTUDIO DE SUELOS Y … · c. Presentar las recomendaciones...

UNION TEMPORAL CASTRO + CHAIN

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ESTUDIO DE SUELOS Y ANÁLISIS DE CIMENTACIONES

COLEGIO LOTE IDEMA

BARRANCABERMEJA, SANTANDER

U.T. CASTRO + CHAIN

En este informe se presentan los resultados del análisis de suelos y cimentaciones para el Colegio que

se hará en el antiguo Lote del IDEMA, ubicado en la Ciudad de Barrancabermeja, Santander.

1. OBJETIVOS DEL ESTUDIO

Los objetivos del estudio de suelos fueron los siguientes:

a. Investigar y definir las propiedades geomecánicas y de deformabilidad del suelo de fundación

y entregar las recomendaciones para la cimentación de la superestructura que hará el

Diseñador Estructural.


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b. Específicamente establecer tipo y profundidad de cimentación, capacidad de soporte y

asentamientos probables.

c. Presentar las recomendaciones relacionadas con cortes, rellenos, manejos de aguas

superficiales y subsuperficiales.

d. Identificar si existen algunas características específicas del lote que requieran obras de

mitigación.

e. Caracterizar el suelo según la norma NSR-98.

2. CARACTERÍSTICAS DEL PROYECTO

El proyecto arquitectónico contempla la construcción de un Colegio con edificaciones que se

desarrollarán a nivel en uno y dos pisos de altura. Su estructura será convencional en concreto

reforzado con luces entre columnas no mayores a 12 m de longitud. La descripción arquitectónica

detallada del proyecto aparece en el Anexo E, por solicitud de la Interventoría se anexa la Figura No. 4


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donde aparece la ubicación de cada construcción, su nivel de piso fino, su altura y el planteamiento

estructural

De manera inicial se han estimado cargas en pedestal comprendidas entre 15 y

40 T.

En las zonas en el proyecto se harán senderos peatonales, la plaza de banderas, la plaza de acceso,

alameda de acceso y patios interiores. Adicionalmente en el sector oriental quedarán ubicados los

parqueaderos de vehículos livianos con su vía de acceso. Éstas serán las zonas peatonales, se harán

en plaquetas prefabricadas o adoquín y los parqueaderos en pavimento flexible según la información

suministrada por los Diseñadores del proyecto, no existen en el momento en el lote ni en zonas

aledañas redes hidrosanitarias.

3. TOPOGRAFÍA Y NIVELES

En el momento de realizar las perforaciones el terreno presentaba una superficie prácticamente plana

en toda el área de ocupación, con diferencias de nivel no mayores a 0.7 m, a excepción de la esquina


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suroccidental donde el terreno tiene una pendiente media y que alcanza a estar bajo 3.0 m con relación

al área restante.

Para alcanzar los niveles de primer piso en general no se ejecutarán cortes con alturas mayores a

0.5 m y no será necesario levantar el nivel de primer piso, a excepción en la esquina mencionada, en

alturas superiores a 0.5 m.

4. GEOLOGÍA

La zona del proyecto se ubica en el valle del Río Magdalena, sobre materiales de origen Cenozoico,

conformados por depósitos fluviales que suprayacen sedimentos de ambiente fluvial, conformados por

conglomerados de edad Plioceno a Pleistoceno.

5. EXPLORACIÓN DEL SUBSUELO Y ENSAYOS DE LABORATORIO

Para la exploración del subsuelo se efectuaron 15 perforaciones que alcanzaron profundidades

comprendidas entre 6.0 y 15.0 m bajo la superficie, cuyos resultados se complementaron con ensayos

de veleta de corte de campo y ensayos de resistencia a la penetración estándar. En las perforaciones


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profundas fue necesario utilizar avance por rotación con broca de diamante para alcanzar los niveles de

perforación establecidos.

Se obtuvo buen número de muestras remoldeadas para su clasificación visual y para efectuar en el

laboratorio ensayos de clasificación, humedad y expansión. Por las características del perfil

estratigráfico no fue posible obtener muestras inalteradas.

Los resultados de las perforaciones y sus perfiles estratigráficos detallados aparecen en las Figuras

No. 1 y 2 y los ensayos de laboratorio en el Anexo A.

La ubicación de las perforaciones fueron escogidas a criterio de esta Compañía y aprobadas por la

Interventoría del proyecto. En la presente versión del estudio se incluye la Figura 2 con las

profundidades alcanzadas en cada perforación.

Para las perforaciones se utilizaron equipos de mediana y alta capacidad marca Petty y Acker dotados

por sistemas de avance por rotación.

Se realizó en las perforaciones cortas un muestreo con hélice continua tomando muestras cada 0.5 m

para su clasificación visual, aún cuando en la hélice aparece el perfil continuo de investigación. En las


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perforaciones profundas se realizaron ensayos de resistencia a la penetración estándar SPT, tomando

muestras separadas a profundidades comprendidas entre 1.0 y 2.0 m aproximadamente.

6. SUBSUELO

El perfil estratigráfico se puede describir así:

a. Superficialmente aparecen rellenos en tierras varias y la capa vegetal, con espesores en

conjunto que varían entre 0.2 y 0.5 m.

b. Hay luego arcillas de color rojo, gris y café, con una consistencia muy dura y un potencial de

expansión crítico, que llegan a profundidades que varían entre 2.0 y 7.0 m bajo la superficie.

c. Aparecen luego arcillas de color café con gravas gruesas en matriz arcillosa de color café. Los

materiales cohesivos tienen una consistencia dura y los materiales granulares una densidad

muy compacta y los cuales alcanzaron la profundidad de investigación.


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En el momento de realizar la investigación del subsuelo se acumuló el agua utilizada para el avance de

la investigación a profundidades comprendidas entre 1.6 y 2.6 m.

En cada uno de los perfiles de las perforaciones aparece el nivel de agua encontrado y para mayor

claridad la profundidad del nivel de agua encontrada en las perforaciones fue la siguiente:

No. Perforación Nivel de agua (m)

P1 1.60 P2 -- P3 -- P4 -- P5 -- P6 -- P7 -- P8 -- P9 2.60

P10 -- P11 -- P12 -- P13 -- P14 -- P15 2.50

En la Figura 5 aparece el perfil promedio resultante de la investigación del subsuelo.


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7. CIMENTACIÓN

Después de un análisis cuidadoso, se ha concluido que la cimentación más recomendable para todas

las edificaciones del Colegio es aquella conformada por zapatas aisladas para las columnas, que se

apoyarán sobre las arcillas de color gris, café y rojo y en algunos casos con lentes de grava gruesa, a

una profundidad como mínimo de 0.8 m bajo el nivel de piso fino en cada sitio.

En el sector suroccidental donde la edificación se encuentra ubicada en su extremo sobre un talud de

pendiente media, se mantendrá la profundidad de fundación anotada bajo la superficie actual del

terreno, pero se debe constatar que las zapatas de la zona alta quedan por debajo de una línea

imaginaria que forma 45º con la horizontal y que parte del borde inferior del cimiento aledaño más

bajo. En este sector será diseñada la placa de contrapiso de tipo aéreo.

La capacidad de soporte o carga de fatiga del terreno para el dimensionamiento de las zapatas tiene un

valor de 1.5 Kg/cm2 (15.0 T/m2) y se recomienda no diseñar zapatas con lados inferiores a 1 m, por

razones constructivas y de estabilidad.


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En algunos textos se calcula la capacidad admisible en función del ensayo de veleta limitándose

únicamente a arcillas de consistencia blanda a media. Sin embargo, a criterio de esta Compañía se

considera que el ensayo es válido para arcillas de consistencia dura y permite establecer un valor

mínimo de resistencia al corte no drenada en suelos cohesivos. Lógicamente está información es

complementada con ensayos de penetración estándar y ensayos de penetrómetro de laboratorio. (Ver

memorias de cálculo)

Las arcillas del perfil tienen un potencial de expansión crítico y por lo tanto a nivel de pedestal se

harán muy buenas vigas de amarre, que tendrán una altura como mínimo de 0.5 m y serán capaces de

trasladar entre una columna y la fundación de su vecina por lo menos el 10% de la carga axial de ésta.

Con este sistema de cimentación se han calculado asentamientos teóricos máximos de 3 cm, con

asentamientos diferenciales inferiores a 1 cm.

8. CARACTERIZACIÓN SÍSMICA

El suelo se puede caracterizar como tipo S2 según la norma NSR-98 y por lo tanto el coeficiente de

sitio S tiene un valor de 1.2. El potencial de licuación de estos suelos es nulo. De acuerdo con el


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Título A de la norma NSR-98, el proyecto se encuentra ubicado en zona de amenaza sísmica

intermedia y por lo tanto la aceleración tiene un valor de 0.15 g.

9. CONSTRUCCIÓN

Como se mencionó, el terreno presenta una superficie prácticamente plana, con excepción del sector

suroccidental donde se mantendrá el mismo sistema de fundación, pero se diseñará la placa de primer

piso de tipo aéreo. No es conveniente construir rellenos con alturas superiores a 0.5 m.

Los cortes que se ejecutarán en el terreno no tendrán alturas mayores a 0.5 m y se harán prácticamente

verticales. Si en la zona suroccidental fueran a realizar cortes, se solicita enviar los niveles en este

sector para estudiar la inclinación de los taludes. En principio se estima que los cortes con alturas

máximas de 2 m, se harán con taludes a 60º con la horizontal. Si en algún sitio se desarrollan

pequeños muros de contención éstos serán diseñados según el diagrama de presión de tierras que

aparece en la Figura No. 3.


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El valor de Ka correspondiente a 0.33 equivale a un ángulo de fricción interna del material de 30º y

corresponde a presiones activas actuando sobre los muros de contención. Para presiones pasivas, si

así se requiere en el diseño, se utilizará un Kp de 2 el cual incluye un factor de seguridad de 1.5.

Las placas de contrapiso tendrán un espesor como mínimo de 10 cm, serán en concreto reforzado para

soportar cambios por temperatura y retracción y se apoyarán sobre una subbase granular de 30 cm de

espesor, que quedará a nivel resultante de excavación según cotas arquitectónicas.

La subbase granular contará con un sobreancho como mínimo de 1 m, con relación a las placas de

contrapiso y se colocará por capas no mayores a 0.2 m, logrando una densidad como mínimo del 95%

de la máxima obtenida en el ensayo Próctor Modificado. En el Anexo B aparecen otras

recomendaciones sobre la subbase granular.

10. MANEJO DE AGUAS

Es indispensable un excelente manejo de todas las aguas en el proyecto teniendo en cuenta el

potencial de expansión de las arcillas del perfil. Las aguas de cubierta serán recogidas mediante


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canales y bajantes y llevadas al sistema de alcantarillado. Alrededor de las edificaciones se harán

andenes con un ancho como mínimo de 1 m y con pendiente hacia fuera, para evitar que el agua se

apoce cerca a las fundaciones.

En el proyecto se utilizarán tuberías flexibles tipo PVC, que son capaces de absorber pequeños

movimientos del terreno.

Las placas de contrapiso están protegidas con el relleno en subbase granular que corresponde a un

material inerte de 30 cm de espesor y que tendrá un sobreancho como mínimo de 1 m, con relación a

la proyección horizontal de las zonas duras.

11. ZONAS EXTERIORES Y PARQUEADEROS

Para las zonas exteriores peatonales se puede utilizar la siguiente estructura de pavimento.

a. Plaqueta prefabricada o adoquín 6 cm

b. Base en arena 3 cm

c. Base granular 15 cm


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d. Subbase granular 20 cm

e. Geotextil tejido tipo 2400 Sí

TOTAL 44 cm

11.1 Parqueaderos

El parqueadero para vehículos livianos y el ingreso esporádico de buses tendrá las siguientes

características:

a. Rodadura MDC-2 5 cm

b. Base asfáltica MDC-1 8 cm

c. Base granular 20 cm

d. Subbase granular 40 cm

e. Geotextil tejido tipo 2400 Sí

TOTAL 73 cm

Las memorias de cálculo se encuentran en el Anexo C.


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Los materiales granulares contarán con sobreanchos como mínimo de 1 m, con relación a la

proyección de plaquetas, adoquines o concreto asfáltico.

Todas las zonas exteriores contarán con un pendientado adecuado y las aguas se recogerán

lateralmente mediante cuentas y sumideros que las conducirán al sistema de desagüe.

Por último, se solicita copia del plano de cimentación elaborado por el Ingeniero Calculista para su

revisión. Adicionalmente se visitará la obra durante la construcción de la fundación para aprobar el

suelo de apoyo.

Estaremos atentos a resolver cualquier inquietud al respecto.

Atentamente,

ALFONSO URIBE SARDIÑA Matrícula 25202-20489


ESTUDIOS DE FACTIBILIDAD Y ESTUDIOS TÉCNICOS DE SUELOS PARA LA CONSTRUCCIÓN EN EL PREDIO ANTIGUO IDEMA EN LA CIUDAD DE BARRANCABERMEJA - SANTANDER PARA UNA

INFRAESTRUCTURA EDUCATIVA TIPO-A

INFORME DE ESTUDIO DE SUELOS Y ANÁLISIS DE CIMENTACIONES ABRIL 3 DE 2009

CONTENIDO

1. OBJETIVOS DEL ESTUDIO.................................................................................................1

2. CARACTERÍSTICAS DEL PROYECTO ..................................................................................2

3. TOPOGRAFÍA Y NIVELES...................................................................................................3

4. GEOLOGÍA .......................................................................................................................4

5. EXPLORACIÓN DEL SUBSUELO Y ENSAYOS DE LABORATORIO ..........................................4

6. SUBSUELO ......................................................................................................................6

7. CIMENTACIÓN .................................................................................................................8

8. CARACTERIZACIÓN SÍSMICA ............................................................................................9

9. CONSTRUCCIÓN ............................................................................................................10

10. MANEJO DE AGUAS .......................................................................................................11

11. ZONAS EXTERIORES Y PARQUEADEROS .........................................................................12 11.1 PARQUEADEROS ................................................................................................................13


U.T CASTRO + CHAIN arquitectos – NIT: 900255545-1 CALLE 114 # 11ª – PISO 4 – BOGOTA/COLOMBIA – 3114156819 – 3004437993

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ÍNDICE DE PLANOS, TABLAS E ILUSTRACIONES FIGURAS ANEXOS ANEXO A ENSAYOS DE LABORATORIO ANEXO B ESPECIFICACIONES DE MATERIALES ANEXO C MEMORIAS DE CÁLCULO ANEXO D REGISTRO FOTOGRÁFICO ANEXO E DESCRIPCIÓN ARQUITECTÓNICA DETALLADA DEL PROYECTO



[email protected]

FIGURAS



[email protected]

ANEXO A

ENSAYOS DE LABORATORIO



[email protected]

ANEXO B

ESPECIFICACIONES DE MATERIALES



[email protected]

ANEXO C

MEMORIAS DE CÁLCULO



[email protected]

ANEXO D

REGISTRO FOTOGRÁFICO



[email protected]

ANEXO E

DESCRIPCIÓN ARQUITECTÓNICA DETALLADA DEL PROYECTO



[email protected]

ESTUDIOS DE FACTIBILIDAD Y ESTUDIOS TÉCNICOS DE SUELOS PARA LA CONSTRUCCIÓN EN EL PREDIO ANTIGUO IDEMA EN LA CIUDAD DE BARRANCABERMEJA - SANTANDER PARA UNA

INFRAESTRUCTURA EDUCATIVA TIPO-A.

INFORME DE ESTUDIO DE SUELOS Y ANÁLISIS DE CIMENTACIONES Consultor: ALFONSO URIBE S. Y CÍA. S.A.

AUS-7610-2

LOCALIZACIÓN: Municipio de Barrancabermeja-Santander

CODIGO No. 2090180

FONDO FINANCIERO DE PROYECTOS DE DESARROLLO – FONADE en desarrollo

del convenio No. 420 (197060)

BARRANCABERMEJA - SANTANDER, COLOMBIA ABRIL 3 DE 2009

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