EJECUCIÓN DE ESTUDIOS Y DISEÑOS ARQUITECTÓNICOS, DE ...

EQUIPAMIENTO CULTURAL – PARQUE EL INDIO

- 1 -

EJECUCIÓN DE ESTUDIOS Y DISEÑOS

ARQUITECTÓNICOS, DE INGENIERÍA Y

COMPLEMENTARIOS, DEL EQUIPAMIENTO CULTURAL

UBICADO EN EL PARQUE EL INDIO, DE LA LOCALIDAD

DE SUBA, EN LA CIUDAD DE BOGOTÁ

Tipo Informe Revisión

INFORME Informe Estudio de suelos 03

UNIÓN TEMPORAL DISEÑOS 2018

Bogotá, 30 de agosto de 2018


- 2 -

CONTROL DE MODIFICACIONES

REVISIÓN

Versión No. Fecha Descripción de la modificación

0 18/09/2018 Informe Preliminar

1 30/10/2018 Informe Final

2 21/01/2019 Informe Final - Observaciones de

interventoria

3 21/02/2019 Informe Final - Observaciones de

Curaduria

Responsable por Elaboración

Nombre

JAVIER ANTONIO MILLAN

Responsable por Revisión

Nombre

Firma

Fecha

Responsable por Aprobación Interventoría

Nombre

Firma

Fecha

Copia emitida a:

FONDECUN y SCDR

Sin copias 21/01/19


- 3 -

Contenido

1 INTRODUCCIÓN - 10 -

1.1 ANTECEDENTES: - 10 -

1.2 OBJETIVOS - 10 -

1.2.1 Objetivos Generales - 10 -

2 GENERALIDADES - 11 -

2.1 LOCALIZACIÓN - 11 -

2.2 DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO - 11 -

2.3 INFORMACIÓN DE AMENAZAS SEGUN IDIGER - 14 -

3 MARCO GEOLÓGICO REGIONAL - 16 -

3.1 GEOLOGIA DE CAMPO - 16 -

3.1.1 Perfiles de meteorización - 16 -

4 ESTUDIO HIDROLÓGICO 25

4.1 RECOPILACIÓN Y ANÁLISIS DE INFORMACIÓN EXISTENTE 25

4.1.1 ESTACIONES 25

4.2 ANÁLISIS HIDROCLIMATOLÓGICO DEL ÁREA DE ESTUDIO 25

4.3 CURVAS IDF 26

4.4 CÁLCULO DE VOLÚMENES DE INFILTRACIÓN 27

5 MICROZONIFICACION SISMICA - 30 -

6 COMPARACIÓN MULTITEMPORAL - 32 -

6.1 SECCIONES DE ANALISIS - 32 -

7 EXPLORACION GEOTÉCNICA - 36 -

7.1 INFORMACIÓN SECUNDARIA - 36 -

7.1.1 Humedad natural y límites de consistencia - 39 -

7.1.2 Peso unitario - 39 -

7.1.3 Resistencia a la penetración estándar: - 41 -

7.2 EXPLORACION DIRECTA - 43 -

7.3 ENSAYOS DE CAMPO – SPT - 47 -

7.4 EXPLORACIÓN INDIRECTA - 49 -

7.4.1 Resultados de la L1 - 49 -




- 4 -

7.5 ENSAYOS DE LABORATORIO - 52 -

7.6 CARACTERIZACION GEOMECANICA - 52 -

7.7 CONDICIÓN DE AGUA SUBSUPERFICIAL - 60 -

7.8 PERFIL GEOTECNICO - 60 -

8 ANÁLISIS GEOTÉCNICOS 62

8.1 CONDICIONES GEOTECNICAS PARTICULARES 62

8.2 ANALISIS DE ABLANDAMIENTO CICLICO 63

8.3 ANALISIS DE SUELOS CON CARACTERISTICAS ESPECIALES 63

8.4 PRESENCIA DE VEGETACIÓN 64

8.5 TIPO Y PROFUNDIDAD DE CIMENTACIÓN 64

8.6 CAPACIDAD PORTANTE CIMENTACIÓN PROFUNDA – EDIFICIO DEPORTIVO, Y

CULTURAL A (1 NIVEL A DOBLE ALTURA). 67

8.6.1 Edificio Deportivo 68

8.6.2 Edificio Cultural 1 (1 Nivel) 69

8.7 CAPACIDAD PORTANTE Y ASENTAMIENTOS CIMIENTOS SUPERFICIALES EDIFICIO

CUILTURAL 2 69

8.7.1 Asentamientos Inmediatos 71

8.8 CAPACIDAD PORTANTE Y ASENTAMIENTOS PUENTE PEATONAL 72

8.8.1 Estado límite de resistencia 74

8.8.2 Estado límite de servicio - 76 -

8.8.3 Estado limite eventos extremos - 76 -

8.8.4 Cálculos asentamientos - 76 -

8.8.5 Módulos de reacción - 77 -

8.9 ANALISIS DE ESTABILIDAD DE TALUDES - 78 -

8.9.1 Secciones de análisis - 79 -

8.9.2 Niveles de agua - 79 -

8.9.3 Sismos - 81 -

8.9.4 Categorización de la amenaza - 81 -

8.9.5 Resultados de Analisis - 82 -

8.10 DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE CONTENCION - 83 -

8.10.1 Análisis de Altura Crítica - 83 -

8.10.2 Sistema de Anclajes Edificio Deportivo y Cultural B - 83 -

8.10.3 Muro en contrafuertes Edificio Cultural 1 - 89 -

9 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES - 93 -


- 5 -

9.1 CONDICIÓN DE AMENAZA - 93 -

9.2 CONDICIONES SÍSMICAS - 93 -

9.3 GEOLOGIA - 93 -

9.4 PERFIL GEOTECNICO - 93 -

9.5 TIPO Y PROFUNDIDAD DE CIMENTACIÓN - 93 -

9.6 MANEJO DE AGUA SUPERFICIALES Y SUBTERRÁNEAS - 94 -

9.7 RECOMENDACIONES ZONAS DURAS - 96 -

9.8 RECOMENDACIONES PROCESO CONSTRUCTIVO - 98 -

9.9 PLAN DE CONTINGENCIA PARA EXCAVACIONES - 100 -

9.9.1 Objetivos - 100 -

Específicos - 101 -

9.9.2 Localización y área de influencia del proyecto - 101 -

9.9.3 Identificación de Amenazas - 101 -

9.9.4 Identificación de elementos vulnerables - 101 -

9.9.5 Riesgos Potenciales - 101 -

9.9.6 Plan de contingencia - 102 -

9.9.7 Plan estratégico - 103 -

9.9.8 Plan informativo o de comunicación - 104 -

9.9.9 Plan operativo - 104 -

10 LIMITACIONES - 107 -

LISTA DE ILUSTRACIONES

Página

Ilustración 2-1 Localización del área de estudio Fuente: Google Maps ........................ - 11 -

Ilustración 2-2 Esquema Arquitectonico ...................................................................... - 12 -

Ilustración 2-3 Corte Arquitectónico Deportivo ............................................................. - 13 -

Ilustración 2-4 Corte C-C Arquitectónico ...................................................................... - 13 -

Ilustración 2-5 Corte arquitectónico Edificio Cultural 1 ................................................. - 14 -

Ilustración 2-6 Amenaza por movimientos en masa. .................................................... - 15 -

Ilustración 2-7 Amenaza por inundación. ..................................................................... - 15 -

Ilustración 3-1 A) Apique 1 Coordenadas E:99095 m N:113169 m B) Nivel de arcillolita

limonitizada ............................................................................................................ - 17 -

Ilustración 3-2 Apique 2 Coordenadas E:99084 m N:113158 m ................................... - 18 -


- 6 -

Ilustración 3-3 Apique 3 Coordenadas E:98975 m N:113179 m ................................... - 19 -

Ilustración 3-4 Izquierda: Apique 4 Coordenadas E:98948 m N:113210 m Derecha Apique

5 Coordenadas E:98957 m N:113263 m ................................................................ - 20 -

Ilustración 4-1 Régimen de precipitaciones totales medias mensuales ............................ 26

Ilustración 4-2 Curvas IDF para el área de estudio .......................................................... 27

Ilustración 4-3 Hietogramas de diseño ............................................................................. 28

Ilustración 5-1 Microzonificacion zona de Estudio ........................................................ - 30 -

Ilustración 6-1 Plancha IGAC 1967 ( En magenta los lotes de estudio)........................ - 32 -

Ilustración 6-2 Plancha IGAC 1981 ( En magenta los lotes de estudio)........................ - 33 -

Ilustración 6-3 Plancha IDECA 2004 ............................................................................ - 33 -

Ilustración 6-4 Topografia Actual 2018 ......................................................................... - 34 -

Ilustración 6-5 Perfil 1 .................................................................................................. - 34 -

Ilustración 7-1 Localizacion Perforaciones Info Secundaria. Fuente CEYCO Ingenieria- 37 -

Ilustración 7-2 Perforaciones en el sitio de lmplantacion de las estructuras ................. - 38 -

Ilustración 7-3 Carta de Plasticidad de Casa Grande ................................................... - 39 -

Ilustración 7-4 Variacion de loslimites de consistenciay celcontenido de agua respecto a la

profundidad. ........................................................................................................... - 40 -

Ilustración 7-5 Variacion del peso total y seco del suelo con la profundidad ................ - 41 -

Ilustración 7-6 Variacion del N de campo en profundidad ............................................ - 42 -

Ilustración 7-7 corrección del N de campo en profundidad ........................................... - 43 -

Ilustración 7-8: localización de exploración .................................................................. - 46 -

Ilustración 7-9 Variación de SPT en profundidad Izquierda NCampo – Derecha NCorregido

.............................................................................................................................. - 49 -

Ilustración 7-10: Resultados de ensayos de Refraccion y MASW Linea 1 .................... - 50 -



Ilustración 7-13 Carta de Casagrande ......................................................................... - 53 -

Ilustración 7-14 Parámetros índice. .............................................................................. - 54 -

Ilustración 7-15 Granulometría ..................................................................................... - 55 -


- 7 -

Ilustración 7-16 Peso unitario ....................................................................................... - 56 -

Ilustración 7-17 Resistencia al corte no drenada .......................................................... - 57 -

Ilustración 7-18 Perfil Geologico Geotecnico ............................................................... - 61 -

Ilustración 8-1 Condicionea particulares en el lote de estudio .......................................... 63

Ilustración 8-2 Potencial ablandamiento cíclico ................................................................ 63

Ilustración 8-3 Esquema de cimentación edificio deportivo .............................................. 64

Ilustración 8-4 Esquema de cimentación edificio Cultural 1 Nivel ..................................... 65

Ilustración 8-5 Esquema en planta de la localización del puente peatonal ....................... 66

Ilustración 8-6 Esquema en perfil de la cimentación del puente peatonal ........................ 66

Ilustración 8-7. Variación de la Capacidad Portante Admisible con el ancho de cimentación

F.S indirecto .............................................................................................................. 71

Ilustración 8-8. Variación de los asentamientos con el ancho de la cimentación para cada

tipo de relación B/L ................................................................................................... 72

Ilustración 8-9. Modelo Slide para análisis ................................................................... - 79 -

Ilustración 8-10 Variación de la presión de poros en función de la altura de lámina de agua

y el peso unitario de los materiales ........................................................................ - 81 -

Ilustración 8-11 Modelo de análisis sistema de anclaje para edificio deportivo ............ - 84 -

Ilustración 8-12 Modelo de análisis sistema de anclaje para edificio cultural 2 ............. - 84 -

Ilustración -8-13 Parámetros geométricos de entrada de anclajes Edificio Deportivo ... - 86 -

Ilustración -8-14 Parámetros geométricos de entrada de anclajes Edificio Cultural 2 ... - 87 -

Ilustración -8-15 Resultados de Modelacion con obras Edificio Deportivo .................... - 88 -

Ilustración -8-16 Resultados de Modelacion con obras Edificio Deportivo .................... - 88 -

Ilustración -8-17 Esquema proceso constructivo de Anclajes Tomado de Groud anchor and

anchored structures - Petros P Xanthakos. ............................................................ - 89 -

Ilustración 8-18 Esquema Muro Contrafuertes ............................................................. - 90 -

Ilustración 9-1 Sistema de filtracion Fuente: Eco Geosystems ..................................... - 95 -

Ilustración 9-2 Alveodren Colector ............................................................................... - 95 -

Ilustración 9-3 Instalación filtro Fuente: Eco Geosystems ............................................ - 96 -

Ilustración 9-4 Estructura del plan de contingencia .................................................... - 102 -


- 8 -

LISTA DE TABLAS

Tabla 4-1 Estación hidrometeorológica ............................................................................ 25

Tabla 4-2 Coeficientes para las curvas IDF ..................................................................... 26

Tabla 4-3 Cálculo precipitación total, neta e infiltrada ...................................................... 29

Tabla 5-1 Coeficientes de diseño ................................................................................. - 30 -

Tabla 5-2 Coeficientes de Umbral de daño .................................................................. - 31 -

Tabla 7-1: Información consultada. .............................................................................. - 36 -

Tabla 7-2 Número mínimo de sondeos y profundidad por cada unidad de construcción- 44

-

Tabla 7-3: Exploración propuesta Centro recreativo, deportivo y cultural Las Cometas- 45 -

Tabla 7-4 Relacion de sondeos con las edificaciones ................................................. - 46 -

Tabla 7-5 Resultados de Corte Directo ........................................................................ - 58 -

Tabla 7-6 Módulos de elasticidad a partir de Su .......................................................... - 58 -

Tabla 7-7 Parámetros de deformación a partir de ensayos geofísicos ......................... - 59 -

Tabla 7-8 Modulo de Young a partir de ensayos geofísicos ......................................... - 60 -

Tabla 7-9: Perfil geotécnico promedio .......................................................................... - 61 -

Tabla 8-1 Capacidad portante condición estática ............................................................. 68

Tabla 8-2 Capacidad portante condición estática ............................................................. 69

Tabla 8-3 Cargas por estribo de Puente .......................................................................... 72

Tabla 8-4 Metodología y factores de resistencia .............................................................. 73

Tabla 8-5 Capacidad portante límite de resistencia.......................................................... 74

Tabla 8-6 Capacidad portante límite de servicio .......................................................... - 76 -

Tabla 8-7 Asentamientos calculados ........................................................................... - 77 -

Tabla 8-8 Módulos de reacción Vertical ....................................................................... - 77 -

Tabla 8-9 Módulos de reacción Horizontal ................................................................... - 78 -

Tabla 8-10Valores de ru en función de la altura de lámina de agua y el peso unitario . - 80 -


- 9 -

Tabla 8-11 Categorización de la amenaza por FRM, para condición Normal ............... - 82 -

Tabla 8-12 Categorización de la amenaza por FRM, para condición crítica ................. - 82 -

Tabla 8-13 Resultados de Analisis ............................................................................... - 82 -

Tabla 8-14 parametros de entrada análisis de anclajes ............................................... - 85 -

Tabla 8-15 Datos de salida analisis de anclajes ........................................................... - 85 -

Tabla 9-1 CBR de los materiales en profundidad ......................................................... - 96 -

Tabla 9-2 Tabla de Cálculo para Espesores de Capas Granulares del IDRD............... - 97 -

Tabla 9-3 Directorio telefónico de entidades .............................................................. - 104 -

LISTA DE ANEXOS

Anexo 1 Concepto del IDIGER

Anexo 2 Informacion Secundaria

Anexo 3 Informe de Exploracion Geotecnica

Anexo 4 Memorias de Calculo


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1 INTRODUCCIÓN

Teniendo en cuenta la necesidad de ejecucion de centros urbanísticos, recreativos y

culturales en la ciudad de Bogota, se propone adelantar los estudios y diseños

arquitectónicos y de ingenieria del equipamiento cultural denominadp PARQUE LAS

COMENTAS el cual queda ubicado en el predio del Tanque EL INDIO, propiedad de la

Empresa de Acueducto y Alctantarillado de Bogota, en la localidad de SUBA.

En este documento se presenta el desarrollo estudio de suelos realizado, en donde se

identifica la geologia existente, estratigrafía y comportamiento mecanico de los materiales

presentes, adicional a esto se presentan unas recomendaciones de cimentación para las

estucturas que componen el proyecto.

1.1 ANTECEDENTES:

Entre los objetivos específicos del plan que adelanta la administración distrital, se encuentra

la ejecución de diferentes proyectos urbanísticos y de recreación que beneficien a la

población de las diferentes localidades de la ciudad de Bogotá, entre los diferentes

proyectos se encuentra el diseño y la futura construcción de equipamientos culturales

ubicado en el parque Las Cometas, localidad de suba, en la ciudad de Bogotá.

1.2 OBJETIVOS

1.2.1 Objetivos Generales

El objetivo general del presente estudio es determinar las condiciones geotécnicas de la

zona, para la implantación y futura construcción del centro cultural y deportivo parque las

Cometas.

Los objetivos específicos del estudio son:

• Realizar una exploración geotécnica acorde con las necesidades del proyecto

• Determinar el modelo geotécnico de la zona de estudio

• Realizar el cálculo de capacidad portante y estimado de asentamientos para las

estructuras a construir.

• Presentar las recomendaciones constructivas para la ejecución del proyecto.


- 11 -

2 GENERALIDADES

2.1 LOCALIZACIÓN

El proyecto se encuentra localizado en la ciudad de Bogotá en la localidad de Suba en

inmediaciones del Tanque el Indio, el cual es propiedad de la Empresa de Acueducto y

Alcantarillado de Bogota EAB. En la Ilustración 2-1 se presenta el polígono (magenta) del

sitio de estudio.

Ilustración 2-1 Localización del área de estudio Fuente: Google Maps

Fuente: Google Earth.

2.2 DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO

El equipamiento está conformado por dos componentes uno deportivo y uno cultural, este

ultimo se subdivide en dos estructuras (para el presente informe unidad 1 y 2), todo el

complejo contara con un área de construcción de aproximadamente 6377.88 m2. Teniendo

en cuenta esta información arquitectónica y la posible distribución de cargas, se consideran

4 unidades de construcción de categoría MEDIA y BAJA criterios adoptados según el

numeral H.3.1.1 de la Norma sismoresistente NSR10.


- 12 -

Ilustración 2-2 Esquema Arquitectonico

Fuente: Presentación esquemas básicos

El edificio deportivo contara con dos modulos, uno para la zona de piscinas y el otro para

una cancha poliderportiva, dentro de esta estructura se contara con zonas de juegos

infantiles, ludoteca, zona vestieres entre otros servicios.

La zona donde irán las piscinas tiene cuatro niveles en sistema porticados, con dos piscinas

enterradas desde el nivel de piso 2.5 metros.

Edificio

Deportivo

Edificio

Cultural 1

Edificio

Cultural 2


- 13 -

Ilustración 2-3 Corte Arquitectónico Deportivo

Fuente: Componente de Arquitectura

Ilustración 2-4 Corte C-C Arquitectónico


Respecto al edificio cultural este contara con dos unidades de construcción (1 y 2 para el

presente informe), la unidad 1 corresponde a una estructura lineal a doble altura que contara

con equipamientos como los salones de música, los salones de talleres y la unidad 2 es un

edificio de 6 niveles mas terraza donde se ubicara el compenente administrativo, el auditorio

y la biblioteca entre otros.


- 14 -

Ilustración 2-5 Corte arquitectónico Edificio Cultural 1


Edificio Cultural 2

2.3 INFORMACIÓN DE AMENAZAS SEGUN IDIGER

Se recopilo la información de amenaza por movimientos en masa e inundación del Instituto

Distrital de Gestión de Riesgos y Cambio Climático (IDIGER), los cuales se presentan en la

Ilustración 2-6 e Ilustración 2-7 donde se aprecia que para la condición de amenaza por

remoción en masa el lote se encuentra en amenaza media y que no presenta amenaza por

inundación.


- 15 -

Ilustración 2-6 Amenaza por movimientos en masa.

Ilustración 2-7 Amenaza por inundación.

Fuente: IDIGER

Teniendo en cuenta lo anterior la Secretaria de Cultura adelanto la respectiva consulta

frente al IDIGER, donde la entidad manifiesta que para los predios de estudio no se requiere

la presentación de estudios detallados de amenaza y riesgo por procesos de remoción en

masa (ver Anexo 1). No obstante esta consultoria considera necesario plantear los

respectivos escenario de estabilidad de taludes para garantizar la funcionalidad de las obras

durante y después de construcción, estos análisis se presentaran a lo largo de este

documento.


- 16 -

3 MARCO GEOLÓGICO REGIONAL

El parque El Indio, donde se encuentra el tanque de Agua de la empresa de Acueducto,

Alcantarillado y Aseo de Bogotá – EAAB, en la localidad de Suba, ciudad de Bogotá, se

localiza en la parte alta de la ladera que conforma el cerro de Suba, por rocas del Paleoceno

inferior de la formación Guaduas – K2E1g.

Estratigráficamente esta zona pertenece al segmento 1 (miembro inferior) de la formación

Guaduas1. El contacto de este segmento con las areniscas superiores de la formación

Labor y tierna es neto. La litología que predomina en este segmento corresponde a

arcillolitas con laminación lenticular y arcillolitas limonitizadas, sin embargo, se tiene dos

tipos de litologías claramente marcadas: arcillolitas y lodolitas los primeros 60 m y lodolitas

y arenitas de grano muy fino entre los 60 y 129 m.

Dentro de las caratcteristicas estructurales de la zona destaca la falla de Los lagartos2 o

Falla del Río Tunjuelo, rasgo tectónico de enorme importancia en el nororiente de la ciudad

de Bogotá, que, limita por el sur al Cerro de Suba. Es una falla de avance diferencial

asociada al cabalgamiento de las Fallas de Suba y Tabio, que separa el bloque emergente

del lado norte con el bloque undido en el lado sur; por eso se aprecia una diferencia de

altura grande, variable a lado y lado de la línea de falla. Tuvo dos etapas de desplazamiento:

una durante el cabalgamiento de la Falla de Tabio, y luego otra en el cabalgamiento de la

Falla de Suba3

3.1 GEOLOGIA DE CAMPO

3.1.1 Perfiles de meteorización

A patir de las excavaciones realizadas por la empresa de Acueducto, Alcantarillado y Aseo

de Bogotá - EAAB para la instalación de tubería de conexión, se localizaron cinco (05)

apiques representantivos de la zona de estudio. A continuación se presentan sus

respectivos perfiles de meteorización.

1 Gustavo Sarmiento P. Estratigrafía y medio de depósito de la formación Guaduas. Bol.

Geol. Ingeominas. 1992

2 Alberto Lobo-Guerrero. Geología del Subsuelo del Nororiente de la Ciudad de Santafé de

Bogotá, D.C.

3 IDEM


- 17 -

Ilustración 3-1 A) Apique 1 Coordenadas E:99095 m N:113169 m B) Nivel de arcillolita limonitizada

A)

B)


- 18 -

Ilustración 3-2 Apique 2 Coordenadas E:99084 m N:113158 m


- 19 -

Ilustración 3-3 Apique 3 Coordenadas E:98975 m N:113179 m


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Ilustración 3-4 Izquierda: Apique 4 Coordenadas E:98948 m N:113210 m Derecha Apique 5 Coordenadas E:98957 m N:113263 m


21

La visita tuvo como alcance realizar el reconocimiento geológico-geomorfológico para

determinar las actividades a desarrollar para dar cumplimiento a los requerimientos

solicitados. Se adelantó de manera conjunta con el Ingeniero Civil Harold Hernández, la

Ingeniera Geóloga Erica Panqueva y la Ingeniera Geóloga Nancy Alfonso.

Como base cartográfica, se contaba con la información de IDECA, 2004, en la que se

ubicaron los sondeos y las edificaciones a construir. La zona se encuentra cubierta por

árboles, arbustos, matorrales y pastos lo que dificulta la visualización de los tipos de

materiales presentes en la zona de estudio. Sin embargo, se pudo identificar áreas que

han sufrido problemas de inestabilidad, que son evidentes en la base cartográfica

suministrada, sin influencia directa sobre los predios de estudio.

En el momento de la visita se desarrollaba la perforación del Sondeo 7 y se pudo revisar

el registro de perforación de los Sondeos 11 y 12, donde se puede apreciar un perfil de

tres tipos de materiales: materiales de relleno, suelos residuales de arcillolita (de 4 a 6

m de espesor) y unidades de roca arcillosa.

Durante el recorrido se evidenciaron tres estructuras por debajo del predio del acueducto

que hacen parte de la red, que implicaron importantes excavaciones en el área, así

como cunetas y canales para conducir drenajes de aguas lluvias.

Es evidente que una parte de la zona presenta rellenos pero no se observa su espesor

ni su espacialidad geográfica, estos pudieron ser cartografiados en la parte de la ladera

cerca a la vía principal.

Hacia el lindero occidental de la zona se encontró una cuadrilla de trabajadores

instalando una red de 12 pulgadas para agua potable, que de acuerdo al ingeniero a

cargo esta tiene una longitud de 1200 metros que conectara este sector con la ladera

oriental del cerro de Suba (atravesando el área de estudio).

Las excavaciones para la instalación de la tubería alcanzan alturas hasta de tres (3)

metros de profundidad, y están en los primeros 200 metros de apertura. En la

excavación se observó un perfil de 0.2 m de suelo vegetal y relleno y arcillolita

(Fotografía 3-1) con la presencia de una caverna en arcillolita de más de 5 metros de

profundidad en el punto más bajo de la excavación que en superficie se presentaba

como depresión (Fotografía 3-2).


22

Fotografía 3-1 Arcillolitas de la Formación Guaduas aflorando en la

excavación para la instalación de una red de 12 pulgadas de agua potable.

Parte Baja de la zona de estudio


23

Fotografía 3-2 Cavernas en arcillolitas de la Formación Guaduas

En la excavación se identificó un deposito coluvial matriz soportado con un espesor

mayor de cuatro (4) metros de espesor, (Fotografía 3-3).

Fotografía 3-3 Deposito coluvial. Excavación de EAAB

En el área de estudio se identificaron materiales de rellenos, en su mayoría cubiertos.

Fotografía 3-4.


24

Fotografía 3-4 Materiales botados

Finalmente, se observó una unidad de areniscas masivas de grano medio silíceo

(Fotografía 3-5) cerca a la vía Calatrava en posición casi horizontal (3°SE) con dirección

N 40° E con tres familias de diaclasas:

F1: 315/82 F2: 234/90; F3:213/87.

Fotografía 3-5 Unidad de areniscas masivas. Afloramiento cerca vía Calatrava


25

4 ESTUDIO HIDROLÓGICO

4.1 RECOPILACIÓN Y ANÁLISIS DE INFORMACIÓN EXISTENTE

Para realizar la caracterización climática de la zona, se tiene en cuenta el estudio

realizado para la Secretaría Distrital de Ambiente denominado “Sistema de

modelamiento hidrogeológico del Distrito Capital” (Franco, 2013) y el publicado por parte

del Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales IDEAM denominado

“Estudio de la caracterización climática de Bogotá y cuenca alta del río Tunjuelo”.

En cuanto a la medición de parámetros hidrometeorológicos, se tienen los registros

mensuales de la estación Cerro de Suba, de tipo pluviográfica, operada por la Empresa

de Acueducto, Alcantarillado y Aseo de Bogotá EAAB, con la cual se puede describir el

comportamiento de la precipitación.

También se realiza la solicitud a la EAAB para tener acceso a los coeficientes para

construir las curvas IDF correspondientes a la coordenada del área de estudio.

4.1.1 ESTACIONES

En la Tabla 4-1 se presentan las principales características de la estación empleada

para el análisis hidroclimático.

Tabla 4-1 Estación hidrometeorológica

CÓDIGO ESTACIÓN CATEGORÍA DEPTO MUNICIPIO CUENCA ESTADO

2120031 Cerro de Suba PVG Cund Bogotá Río Bogotá Activa

Fuente: JAM, 2018

4.2 ANÁLISIS HIDROCLIMATOLÓGICO DEL ÁREA DE ESTUDIO

La caracterización tiene como principio la revisión de la información detallada a nivel

Bogotá (Temperatura Media Anual y Precipitación Media Anual) para luego contrastarla

con los registros de las estaciones de medición disponibles más cercanas al área de

estudio.

La precipitación de la zona tiene un régimen bimodal (Ilustración 4-1) con dos picos

lluviosos en el año, el primero correspondiente a los meses de abril y mayo, y el segundo

a los meses de octubre y noviembre. La ocurrencia de los dos periodos lluviosos en el

año se originan por el paso de la Zona de Confluencia Intertropical (ZCIT) sobre la región

andina colombiana, con el movimiento de sur a norte de la ZCIT para el primer periodo

húmedo y de norte a sur para el segundo periodo. En cuanto a la precipitación media

anual, se tiene un rango entre los 900 y 950 mm.


26

Ilustración 4-1 Régimen de precipitaciones totales medias mensuales

Para la temperatura, por otra parte, se puede establecer que, a escala local la

temperatura varía entre los 15ºC y 16ºC.

4.3 CURVAS IDF

Para la construcción de las curvas IDF se realiza la solicitud a la Empresa de Acueducto,

Alcantarillado y Aseo de Bogotá (EAAB) de los coeficientes correspondientes a la

coordenada 999003 E – 1013137 N, la cual corresponde al centroide del polígono de

estudio. Como resultado se tiene que, para la coordenada solicitada, la ecuación que

describe la curva IDF es la siguiente:

𝑖 = 𝐶1(𝐷 + 𝑋0)𝐶2

Donde:

𝑖 = Intensidad de la precipitación en milímetros.

𝐷 = Duración de la tormenta en minutos.

𝐶1, 𝐶2, 𝑋0 = Parámetros de la curva IDF, suministrados en los datos técnicos expedidos

por la EAAB (Tabla 4-2).

Tabla 4-2 Coeficientes para las curvas IDF

Fuente: EAAB, 2018

En la Ilustración 4-2 se presentan las curvas IDF para la zona de estudio.


27

Ilustración 4-2 Curvas IDF para el área de estudio

Fuente: JAM, 2018

4.4 CÁLCULO DE VOLÚMENES DE INFILTRACIÓN

Para estimar el volumen de agua que se infiltra en el suelo durante un evento de

precipitación se emplea la metodología propuesta por el Servicio de Conservación de

Suelos (SCS por sus siglas en inglés) de Estados Unidos, en la cual se tiene en cuenta

que no toda la precipitación se convierte en escorrentía por lo que definen una serie de

parámetros de corrección, siendo el Número de Curva (CN) el principal.

El Número de Curva se estima considerando distintos factores que afectan la generación

de escorrentía superficial como son el uso y tratamiento del suelo, el tipo de cobertura

vegetal, la condición hidrológica de los suelos (potencial de escorrentía), etc.

De acuerdo con el análisis de la cobertura vegetal realizado para el polígono de estudio,

se tiene que el valor del CN es de 80, el cual corresponde a una condición hidrológica

pobre (arcillolitas) y pastos en más del 75% del área.

La metodología estima la precipitación neta (precipitación que se convierte en

escorrentía superficial), a partir de los siguientes parámetros: abstracción inicial antes

del encharcamiento (𝐼𝑎), para la cual no ocurrirá escorrentía, este valor se define en

función de otro parámetro conocido como la retención potencial máxima del suelo (𝑆),

el cual representa la cantidad de agua que el área puede retener en el suelo y es función

del Número de Curva.

Como resultado se tiene que:

𝑆 =25400

𝐶𝑁− 254

𝑆 = 63.5 𝑚𝑚


28

𝐼𝑎 = 0.2 ∗ 𝑆

𝐼𝑎 = 12.7 𝑚𝑚

Para el cálculo de la precipitación neta se construyen los hietogramas de diseño

(Ilustración 4-3) para los distintos periodos de retorno analizados con base en las curvas

IDF suministradas por la EAAB y considerando que las duraciones típicas para las

tormentas en el área de estudio son de aproximadamente 3 horas (INVIAS, 2009).

Ilustración 4-3 Hietogramas de diseño

Fuente: JAM, 2018

Finalmente se determina la precipitación neta mediante la expresión que se relaciona a

continuación y teniendo en cuenta que, mientras que la precipitación acumulada de la

tormenta sea menor a la abstracción inicial, la precipitación neta acumulada será igual

a cero:

∑ 𝑃𝑛 =(∑ 𝑃 − 𝑃0)2

∑ 𝑃 + 4𝑃0

Donde:

∑ 𝑃𝑛 = Precipitación neta acumulada en milímetros.

∑ 𝑃 = Precipitación acumulada de la tormenta en milímetros.

𝑃0 = Abstracción inicial antes del encharcamiento en milímetros.

En la Tabla 4-3 se presentan los valores de la precipitación acumulada, la precipitación

neta acumulada y, por lo tanto, la altura de precipitación acumulada que queda retenida

en el suelo (infiltración), estimada como:

∑ 𝑃𝑖 = ∑ 𝑃 − ∑ 𝑃𝑛


29

Tabla 4-3 Cálculo precipitación total, neta e infiltrada

t (min)

Tr = 3 años Tr = 5 años Tr = 10 años Tr = 25 años Tr = 50 años Tr = 100 años

ΣP mm

ΣPn mm

ΣPi mm

ΣP mm

ΣPn mm

ΣPi mm

ΣP mm

ΣPn mm

ΣPi mm

ΣP mm

ΣPn mm

ΣPi mm

ΣP mm

ΣPn mm

ΣPi mm

ΣP mm

ΣPn mm

ΣPi mm

10 0.2 0.0 0.2 0.3 0.0 0.3 0.3 0.0 0.3 0.4 0.0 0.4 0.5 0.0 0.5 0.5 0.0 0.5

20 0.6 0.0 0.6 0.7 0.0 0.7 0.9 0.0 0.9 1.0 0.0 1.0 1.2 0.0 1.2 1.3 0.0 1.3

30 1.2 0.0 1.2 1.4 0.0 1.4 1.7 0.0 1.7 2.0 0.0 2.0 2.3 0.0 2.3 2.5 0.0 2.5

40 2.1 0.0 2.1 2.5 0.0 2.5 3.0 0.0 3.0 3.6 0.0 3.6 4.0 0.0 4.0 4.5 0.0 4.5

50 3.7 0.0 3.7 4.4 0.0 4.4 5.2 0.0 5.2 6.2 0.0 6.2 7.1 0.0 7.1 7.8 0.0 7.8

60 6.9 0.0 6.9 8.1 0.0 8.1 9.6 0.0 9.6 11.4 0.0 11.4 12.9 0.0 12.9 14.2 0.0 14.2

70 14.7 0.1 14.7 17.0 0.3 16.8 19.8 0.7 19.1 23.4 1.5 21.8 26.3 2.4 23.9 28.8 3.3 25.6

80 29.0 3.3 25.6 33.0 4.9 28.1 38.0 7.2 30.8 44.4 10.5 33.8 49.1 13.2 35.8 53.7 16.1 37.6

90 33.8 5.3 28.5 38.6 7.5 31.1 44.5 10.6 33.9 51.9 15.0 37.0 57.6 18.6 39.0 63.1 22.3 40.8

100 36.0 6.3 29.8 41.2 8.8 32.4 47.5 12.3 35.2 55.6 17.3 38.3 61.8 21.4 40.4 67.7 25.5 42.2

110 37.2 6.8 30.4 42.6 9.6 33.0 49.2 13.3 35.9 57.6 18.6 39.0 64.1 23.0 41.1 70.2 27.3 42.9

120 37.9 7.2 30.8 43.5 10.0 33.4 50.3 14.0 36.3 58.8 19.4 39.4 65.5 24.0 41.5 71.8 28.5 43.3

130 38.4 7.4 31.0 44.0 10.3 33.7 50.9 14.3 36.6 59.6 19.9 39.7 66.4 24.6 41.8 72.7 29.2 43.6

140 38.7 7.5 31.1 44.4 10.5 33.8 51.3 14.6 36.7 60.1 20.3 39.8 66.9 25.0 42.0 73.3 29.6 43.7

150 38.9 7.7 31.3 44.7 10.7 34.0 51.7 14.8 36.8 60.5 20.5 40.0 67.4 25.3 42.1 73.8 30.0 43.9

160 39.1 7.8 31.4 44.9 10.8 34.1 51.9 15.0 37.0 60.9 20.8 40.1 67.8 25.6 42.2 74.3 30.3 44.0

170 39.3 7.8 31.4 45.1 10.9 34.1 52.2 15.1 37.0 61.1 21.0 40.2 68.0 25.8 42.3 74.6 30.5 44.0

180 39.4 7.9 31.5 45.2 11.0 34.2 52.4 15.2 37.1 61.4 21.1 40.2 68.3 25.9 42.3 74.8 30.7 44.1

Fuente: JAM, 2018

Como resultado se tiene que, para una tormenta de 3 horas, las máximas alturas de precipitación infiltrada son aproximadamente 31.5, 34.2,

37.1, 40.2, 42.3 y 44.1 mm para los periodos de retorno de 3, 5, 10, 25, 50 y 100 años respectivamente.


- 30 -

5 MICROZONIFICACION SISMICA

De acuerdo al decreto 523 de 2010, por el cual se adopta la microzonificación sísmica de

Bogotá, de conformidad con el Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente

NSR-10, se identificó dos zonas de respuesta sísmica que corresponden a: depósito de

ladera y Cerros. A continuación, en la Tabla 5-1 y la Tabla 5-2, se presentan los

coeficientes de diseño y coeficientes de umbral de daño para cada zona; de igual manera,

en Ilustración 5-1, se presenta la microzonificación sísmica de la zona de estudio.

Fuente:google earth

Ilustración 5-1 Microzonificacion zona de Estudio

Para estos casos la microzonificación sísmica establece una franja de transición de 100 a

cada lado de los límites donde se debe optar por el promedio de los espectros o definir de

acuerdo al estudio geotécnico a que zona pertenece el sitio de estudio.

Para este caso en particular y apoyándose en la exploración Geofísica y Geotécnica, se

considera que el deposito tiene un espesor mayor a 6m en el lote de estudio, por lo cual el

espectro que se debe tomar para diseño es depósito de Ladera

Tabla 5-1 Coeficientes de diseño

Zona Fa Fv Tc (s) TL (s) A0 (475)

(g)

Deposito de

Ladera 1.65 1.70 0.66 3.0 0.22


- 31 -

Dónde:

• Fa= Coeficiente de amplificación que afecta la aceleración en la zona de periodos

cortos.

• Fv= Coeficiente de amplificación que afecta la aceleración en la zona de periodos

intermedios.

• Tc= Periodo corto.

• TL= Periodo largo

• A0= Aceleración horizontal pico efectiva del terreno en superficie (g).

Tabla 5-2 Coeficientes de Umbral de daño

Zona Fa(31) Fv(31) T0d (s) Tcd (s) TLd (s) A0d (31)

(g)

Deposito de

Ladera 1.90 2.25 0.12 0.59 3.0 0.10

Dónde:

• Fa= Coeficiente de amplificación que afecta la aceleración en la zona de periodos

cortos.

• Fv= Coeficiente de amplificación que afecta la aceleración en la zona de periodos

intermedios.

• T0d= Periodo inicial de Umbral de daño

• Tcd= Periodo corto de umbral de daño

• TLd= Periodo largo de umbral de daño

• A0d= Aceleración horizontal pico efectiva del terreno para umbral de daño en

superficie (g).

Los coeficientes de umbral de daño se deben utilizar para verificar derivas cuando estén

involucradas edificaciones de los grupos de uso IV y III definidas en el título A.2.5.1 de la

NSR10. Los demás grupos de uso, se deben trabajar a partir de los coeficientes de diseño.

El valor del coeficiente de aceleración horizontal, kh, calculado como se indica en el título

H.5.2.5 de la NSR-10, es igual a kh=A0*0.8=0.176.


- 32 -

6 COMPARACIÓN MULTITEMPORAL

El sector de estudio ha sufrido cambios morfológicos correspondientes a cortes y rellenos

para su operación, con el fin de estimar y diferenciar estos cambios, se realizó una

comparación topográfica con el levantamiento actual y las planchas cartográficas

recopiladas (Plancha IGAC 1967, Plancha IGAC 1981, Plancha IDECA 2004 y Topografia

Actual 2018).

Para la comparación, se sobrepuso el mismo perfil en las diferentes épocas, en varias

secciones de estudio tomando puntos conocidos cuyo cambio topográfico no ha sido

significativo en el tiempo.

6.1 SECCIONES DE ANALISIS

Se definieron seis secciones de análisis de occidente a oriente y se compararon en cada

una de las planchas topográficas del proyecto, obteniendo como resultado espesores de

relleno del orden de 3.0 a 4.0m, perceptibles entre el año 67 hasta el 2004. A continuación,

se presentan las secciones en planta y perfil.

Ilustración 6-1 Plancha IGAC 1967 ( En magenta los lotes de estudio)

P1

P4 P3

P6

P5

P2


- 33 -

Ilustración 6-2 Plancha IGAC 1981 ( En magenta los lotes de estudio)

Ilustración 6-3 Plancha IDECA 2004

P1 P4 P3

P6

P5 P2

P1

P4 P3

P6

P5 P2


- 34 -

Ilustración 6-4 Topografia Actual 2018

Ilustración 6-5 Perfil 1


- 35 -


- 36 -

7 EXPLORACION GEOTÉCNICA

7.1 INFORMACIÓN SECUNDARIA

La información que se consultó corresponde a geología, geomorfología, geotecnia y diseño

de obras. Con base en esta recopilación y para los intereses del estudio, se realizó un

recuento de exploración, con el objetivo de identificar las características físicas y mecanicas

del suelo. Esta recopilacion incluye análisis de diagnósticos, conceptos y estudios emitidos

o realizados por entidades privadas y publicas.

Los sondeos mecánicos consultados alcanzaron profundidades que varian entre los 2m

hasta los 25m Adicional a la informacion de sondeos, se cuenta información de ensayos

de laboratorio; 154 contenidos de humedad y 146 límites de consistencia.

Tabla 7-1: Información consultada.

PROYECTO CONSULTOR AÑO INFORMACIÓN

CONSULTADA

TANQUE SUBA

Estudios

Tecnicos LTDA

– CNEC –

Salgado

Melendez

1985

Estudio

geotécnico (25

sondeos)

Casa Celaduria Tanque de Suba

E.A.A.B -

Departamento

de Estudios de

Investigaciones

1995

Estudio

geotécnico (1.0

sondeo)

Estructura de Control Tanque de

Suba E.A.A.B 2007

Estudio

geotécnico (1.0

sondeo)

Informe Diagnostico para el proyecto

Parque EL INDIO

CEYCO

Ingenieria 2017

Estudio

geotécnico (21

sondeo)


- 37 -

Ilustración 7-1 Localizacion Perforaciones Info Secundaria. Fuente CEYCO Ingenieria

Especificamente en el sector donde se tienen implantadas las estructuras en estudio, se

cuenta con la información de las perforaciones de CEYCO P1, P3, P12, P14, P15, P16 y

P21, tal como se presenta en la siguiente ilustración.


- 38 -

Ilustración 7-2 Perforaciones en el sitio de lmplantacion de las estructuras

En el informe de CEYCO, también se realizo una zonificación geológico geotecnica en

función de las características de los materiales, donde la implantación del presente estudio

se encuentra en la Zona DOS cuyas características son:

“Perfil de suelo constituido por una mezcla de materiales grueso granulares tipo Arena

Arcillosa café-amarilla hasta una profundidad promedio de 2,5m, con un peso específico

promedio de 1.8g/cm3 de media –baja a nula plasticidad, clasificadas según la USC como

SC; seguida de materiales cohesivos tipo Arcilla limosa café-gris con índices de plasticidad

máxima de 40%; Los números de golpe del ensayo del SPT en campo mayores a 40,

indican una consistencia dura a muy dura” (Toamdo textualmente del informe de CEYCO).

La descripicion dada por CEYCO coincide con lo encontrado en las perforaciones y las

visitas de geología realizadas en la zona, tomando como referencia que el primer estrato

corresponde a material de relleno (“botado”), seguido de la secuencia de suelos residuales

de Arcillolita.

A continuación, se presenta la información consultada de los sondeos realizados en la zona

de estudio, adicional se presentan las graficas obtenidas de la variación de los parámetros

índice del suelo con la profundidad. los resultados de la revisión de información secundaria

del area de estudio. El resumen de esta información se encuentra de manera mas detallada

en el Anexo 2 del presente informe.


- 39 -

7.1.1 Humedad natural y límites de consistencia

De acuerdo a la exploración ejecutada en estudios anteriores, se encontró que la humedad

natural se encuentra entre el 3.0% y el 75% con promedio del 25 %,.el límite líquido varía

entre el 16% y el 94%, con un promedio del 51% y el límite plástico entre el 12% y el 62%

con un promedio del 24%.en la Ilustración 7-4 se observa la variación del contenido del

agua del suelo con lñaprofundidad.

En la Ilustración 7-3, se aprecia la Carta de Plasticidad de Casagrande con los resultados

de los límites de consistencia, mostrando que los suelos se clasifican en su mayoría como

arcillas de baja y alta plasticidad. En la Ilustración 7-5, se observa la variacion de los

parámetros índice del suelo respecto a la profundidad.

7.1.2 Peso unitario

En la Ilustración 7-5 se presentan los resultados de los ensayos de peso unitario

consultados. Allí se observa que el valor oscila entre 1.92 ton/m2 hasta los 2.17 ton/m2.

Ilustración 7-3 Carta de Plasticidad de Casa Grande


- 40 -

Ilustración 7-4 Variacion de loslimites de consistenciay celcontenido de agua respecto a la

profundidad.


- 41 -

Ilustración 7-5 Variacion del peso total y seco del suelo con la profundidad

7.1.3 Resistencia a la penetración estándar:

En la Ilustración 7-6, se presenta la variación en profundidad de los valores de N de campo

consultados en el ensayo de penetración estándar y en la Ilustración 7-7 lacioreccion

realizada debido a confinamiento y tipo de varillautilizada en elensayo. Allí se aprecian

materiales de consistencia de firme a dura con un promedio de 31 golpes/pie.


- 42 -

Ilustración 7-6 Variacion del N de campo en profundidad


- 43 -

Ilustración 7-7 corrección del N de campo en profundidad

7.2 EXPLORACION DIRECTA

El plan de exploración fue establecido de tal manera que abarque toda el área del lote

haciendo énfasis en los bloques de mayor altura y carga. El número y la profundidad mínima

de los sondeos, se estableció acorde a los numerales H.3.2.3, H.3.2.4, H.3.2.5 y H.3.2.6

de la NSR-10, teniendo en cuenta los siguientes criterios:

• El centro deportivo se consideran dos unidades de construcción una de dos niveles

(centro de máquinas y piscina) y la otra estructura cuenta con un solo nivel a doble

altura (polideportivo).

• Se considera que el centro deportivo puede tener cargas de servicio mayores a 801

kN por columna, esto teniendo en cuenta las grandes luces que se proponen desde

el componente de arquitectura.


- 44 -

• En cuanto al área del centro cultural, se considera igualmente dos unidades de

construcción una conformada por un edificio central con 5 niveles de categoría

media y la otra estructura conformada por un edificio líneal de un solo nivel donde

las cargas pueden ser menores, por eso se cataloga como categoría BAJA.

• La cantidad y profundidad mínima de sondeos para cada unidad de construcción,

cumple los requerimientos exigidos por la NSR10. En la Tabla 7-2 se presentan los

requerimientos.

• Se cumple que “por lo menos el 50% de los sondeos deben estar ubicados en la

proyección de las construcciones”, según el criterio (c) del numeral H.3.2.4 de la

NSR-10.

• Se cumple que “por lo menos el 50% de todos los sondeos debe alcanzar la

profundidad dada en la Tabla H.3.2-1” numeral H.3.2.5 de la NSR-10.

• Por último, “Los sondeos realizados en la frontera entre unidades adyacentes de

construcción de un mismo proyecto, se pueden considerar válidos para las dos

unidades siempre y cuando domine la mayor profundidad aplicable” numeral H.3.2.5

de la NSR-10.

Tabla 7-2 Número mínimo de sondeos y profundidad por cada unidad de construcción

Tomado de la tabla H.3.2-1 de NSR10


- 45 -

Adicionalmente, se consideraron las condiciones topográficas y de estabilidad de la zona,

se encontró que gran parte del polígono en estudio se encuentra en amenaza por remoción

en masa MEDIA y en la zona se encontraron antecedentes de procesos de inestabilidad.

Con base en estas consideraciones se propone la ejecución de 13 sondeos con

profundidades entre 10 y 25 m, adicionalmente para el manejo de zonas duras (vías de

acceso y áreas de urbanismo) se consideran 4 apique-sondeo, de aproximadamente 3 m,

distribuidos a lo largo del lote de estudio. En la Tabla 7-3 y la Ilustración 7-8, se presenta la

profundidad y ubicación de cada uno de los puntos de exploración propuestos.

La exploración geotecnica fue suministrada por Consultorias Inversiones y Presupuestos

CIP S.A.S., quien encargo a la la firma GEOPAV LTDA de la ejecución y supervisión de los

trabajos de campo y laboratorio; los resultados del presente estudio se basan en la

informacion entregada, la veracidad y responsabilidad de estos son responsabilidad de las

empresas mencionadas. En el Anexo 3 se presentan los resultados de la campaña.

Tabla 7-3: Exploración propuesta Centro recreativo, deportivo y cultural Las Cometas

ID Tipo Profundidad

Programada(m)

Profundidad

Ejecutada(m)

S1 Perforación mecánica 10 10.3


S3 Perforación mecánica 10 15





S8 Perforación mecánica 10 10





AP-1 Apique Sondeo 3.0 2.9

AP-2 Apique Sondeo 3.0 3



TR1 TRINCHERA 2.4


- 46 -

Ilustración 7-8: localización de exploración

Tabla 7-4 Relacion de sondeos con las edificaciones

EDIFICIO Sondeos

asociados

Ubicación Profundidad

(m)

Edificio Deportivo S5 En la proyección

del edificio

10.5

S6 7.7

S7 10.5

S10 20.1

S11 15.2

Linea 3 Sondeos

auxiliares

24

S12 15.3

AP 4 2.95


- 47 -

EDIFICIO Sondeos

asociados

Ubicación Profundidad

(m)

Edificio Cultural 1 S1 En la proyección

del edificio

10.3

S2 10.5

S3 15

Linea 1 32

S8 Sondeos

auxiliares

10

AP-3 2.8

Edificio Cultural 2 Geofísica

(MASW)

En la proyección

del edificio

40

CPTu 1 25

S1 25

S3 15

S5, S6 8

7.3 ENSAYOS DE CAMPO – SPT

Como complemento a la extracción de muestras se realizaron ensayos de penetración

estándar, los cuales se registran en los primeros metros, generalmente en el suelo de

relleno que se encuentra en el sitio, seguido el ensayo presentaba rechazo y se rotaba con

barrena de diámetro NT para la extracción de muestras

Los resultados del ensayo SPT fueron corregidos para tener en cuenta el confinamiento y

la energía promedio aplicada, de acuerdo con la siguiente expresión:

4321

' ***** NCN Ni =

En donde:

N’i : Número de golpes corregido para un esfuerzo de confinamiento de 1 kg/cm2

y un determinado nivel de transmisión de energía

CN : Factor de ajuste para tener en cuenta el nivel de confinamiento.

El valor de CN Se evaluó siguiendo la propuesta de Seed-Idriss (González,

1999) que se expresa como:

−=

10log41.11

'

vNC

Para σ’v < 1 Ton/m²


- 48 -

−=

10log92.01

'

vNC

Para σ’v > 1 Ton/m²

2=NC

𝜂1 : Factor de corrección por caída del martillo. Se obtiene como la relación entre

la energía impartida por el martillo a la parte superior del sistema de varillas

y la energía teórica en caída libre. Las eficiencias medias son diferentes en

cada país así, para Japón la eficiencia es del 72%, para USA del 60% y para

Colombia del orden de 45% tomado del artículo de “Estimativos de

parámetros efectivos de resistencia con el SPT” (González, 1999).

𝜂 2 : Factor de corrección por longitud del sistema de varillas. Como las longitudes

de varillaje fueron inferiores a 10 m, el factor de corrección es 0.75.

𝜂 3 : Factor de corrección por presencia de revestimiento interno. Debido a que no

se utilizó revestimiento, el factor de corrección es 1.0.

𝜂 4 : Factor de corrección por diámetro de la perforación. Los diámetros de las

perforaciones fueron inferiores a 12 cm, por lo cual el factor de corrección es

1.0

A partir de los datos se graficó en profundidad la variación del número de golpes corregido,

identificando algunas variaciones sobre todo de los sondeos en la parte baja de la ladera

sondeos S1,S2,S4 y S9 con variaciones entre 8 y 40 golpes/pie, indicando heterogeneidad

del relleno superficial. Los sondes de la parte alta S5, S7, S8, S10, S11 y S12 presentaron

valores con menor dispersión entre 8 y 26 golpes/pie.

Se descartaron los datos de los sondeos S3, S6 y S13, porque no eran representativos en

los análisis.


- 49 -

Ilustración 7-9 Variación de SPT en profundidad Izquierda NCampo – Derecha NCorregido

7.4 EXPLORACIÓN INDIRECTA

Como complemento de la exploración directa se ejecutaron tres líneas de refracción sísmica

con medición de ondas superficiales por medio del ensayo MASW y ensayo ReMi. Las

líneas se ubicaron en las zonas donde se proyectan las edificaciones, y la ladera en estudio.

En general el contacto suelo roca en la zona de estudio, establecido a partir de la

información geofísica tomada en campo, puede establecerse entre 10m y 14m de

profundidad. El informe de Geofisica se presenta en el Anexo 3.

La exploración geofísica estuvo a cargo y responsabilidad de la firma GEOPAV LTDA.

7.4.1 Resultados de la L1

De acuerdo a la interpretación geofísica se pueden establecer una serie de capas en la

ladera de estudio, cuya consistencia varia de blanda a muy firme en profundidad. No


- 50 -

obstante cruzando esta información con las perforaciones y los modelos geológicos, se

pueden establecer cuatro materiales globales, el primero proveniente de rellenos y material

botado, seguidos de suelos residuales arcillosos, continua un nivel de Arcillolita, que se

puede subdivir en dos por su nivel de meteorización y por ultimo la arenisca de base con

un buzamiento muy horizontal.

Ilustración 7-10: Resultados de ensayos de Refraccion y MASW Linea 1


Al igual que en la línea 1, se utilizo la información de la exploración geotecnica y la geología

para interpretar los resultados de velocidad de onda de corte.

Arcillolita

Meteorizada

Suelo Residual

de Arcillolita

Arenisca

Material de

Relleno

Arcillolita

Proyección

edificio cultural 1

Proyección

edificio cultural 2


- 51 -



En la línea 3 se alcanza a distinguir las tres primeras capas del modelo, que corresponden

con el material de relleno, el suelo residual arcilloso y la Arcillolita.

Arcillolita

Arcillolita

Meteorizada Suelo Residual

de Arcillolita

Material de

Relleno

Proyección

edificio deportivo


- 52 -


7.5 ENSAYOS DE LABORATORIO

Para determinar las propiedades de los materiales encontrados, se realizaron ensayos de

caracterización física como humedad natural, límites de Atterberg, lavado sobre tamiz No.

200, contenido de materia orgánica además de ensayos de resistencia y deformabilidad

como compresión inconfinada, corte directo y consolidación unidimensional en los

materiales cohesivos. Los ensayos de laboratorio estuvieron a cargo y responsabilidad de

la firma GEOPAV LTDA. En el Anexo 4 se presenta la tabla resumen y los resultados de

laboratorio.

7.6 CARACTERIZACION GEOMECANICA

A partir de los resultados de la exploración del subsuelo, de los ensayos de campo y

laboratorio realizados a las diferentes capas de suelo y del análisis de la información

obtenida en toda el área de estudio se determinó el comportamiento y las propiedades

Arcillolita

Meteorizada

Suelo Residual

de Arcillolita

Material de

Relleno


- 53 -

principales de las diferentes capas encontradas, y con base en esto, se definió un perfil

geotécnico representativo para cada edificación así como las condiciones y parámetros

geomecánicos promedio, que se utilizaron para definir los tipos de cimentación

recomendadas para el diseño y construcción de las estructuras proyectadas a lo largo del

área de estudio.

A continuación, se presenta una descripción detallada de las propiedades geotécnicas

encontradas en la exploración del subsuelo, para los materiales existentes en el sitio de

estudio.

Contenido de agua y límites de consistencia:

En la Ilustración 7-14 se presenta la variación en profundidad de las características de

estado de los materiales encontrados, se evidencia una tendencia constante con la

humedad natural generalmente entre el limite liquido y el limite plástico. Los rangos de

valores de la humedad están entre 5% y 55%, un límite plástico de 11% y 34%, y un límite

liquido con valores entre 28% y 54%.

En la ilustración 5-8 se presenta la carta de plasticidad de Casagrande donde predomina la

clasificación de arcilla de baja plasticidad para todos los sondeos.

Ilustración 7-13 Carta de Casagrande


- 54 -

Ilustración 7-14 Parámetros índice.

Granulometría:

En la ilustración 5-10 se presenta la variación en profundidad de las características

granulométricas de los diferentes materiales, principalmente predominan materiales

arcillosos con algún contenido de arena y gravas en superficie, asociados al relleno

superficial.


- 55 -

De manera general el perfil estratigráfico está constituido de suelos residuales con algunas

venas de arena en el estrato arcilloso. Despues de los 10m se encontro roca muy

meteorizada por lo cual no se programaron ensayos de granulometria.

Ilustración 7-15 Granulometría


- 56 -

Peso unitario:

Se graficó el pero unitario en profundidad mostrando una tendencia constante con un valor

de 2.0 t/m3

Ilustración 7-16 Peso unitario

Resistencia a la compresión inconfinada:

Se realizaron 7 compresiones inconfinadas sobre muestras inalteradas y algunas alteradas

provenientes de las barrenas NT, para estimar la resistencia al corte no drenada del suelo


- 57 -

(Ilustración 7-17), los ensayos se practicaron sobre los suelos residuales después de los

4metros encontrando un valor medio para este material de 5.5 t/m2. Para la Arcillolita se

practicaron compresiones simples, sin embargo, teniendo en cuenta que es una roca blanda

los valores de compresión simple son del orden de 0.26 MPa lo que indica que su

resistencia esta por debajo de la literatura y para efectos de diseño se trbajara como un

suelo con cohesión no drenada, un valor medio de esta cohesión es de 8.9 t/m2 para la

arcillolita meteorizada (RB1) y 9.8 para la Arcillolita menos alterada (RB2).

Ilustración 7-17 Resistencia al corte no drenada

Arcillolita

(Roca Blanda)

Suelo Residual

de Arcillolita


- 58 -

Corte directo:

Se realizaron 4 corte directo drenados, sobre los tres primeros materiales del perfil

geotécnico, teniendo como resultado general, bajos angulos de fricción y cohesiones entre

18 y 50 kPa sobre (1.8 y 5 t/m2). A continuación, se presentan los resultados los cuales

serán usados en diseño de estabilidad.

Tabla 7-5 Resultados de Corte Directo

SONDEO No. TIPO Prof. Inicial [m]

Prof. Final [m]

Prof. prom. [m]

MATERIAL C [t/m²]

Ø' [º]

S1 5 SH 6.20 6.65 6.43 2 (Suelo Residual)

2 10.51

S9 9 NT 12.20 13.70 12.95 3 (Roca Blanda)

1.90 12.74

S10 6 NT 7.70 9.20 8.45 2 (Suelo Residual)

1.80 11.16

TR1 1 BLOQUE 1.80 2.40 2.10 2 (Suelo Residual)

5 11.4

Cargas puntuales:

Se adelantaron cargas puntuales sobre la Arcillolita, los cuales se correlacionaron con la

compresión dando valores muy altos (10 veces mas que la compresión simple), por lo cual

siendo una roca blanda para el análisis de utilizaran los valores de compresión simple

presentados con anterioridad.

Consolidación:

Se practico una consolidación en la muestra en bloque extraida de la Trinchera 1, con el fin

de obtener el esfuerzo de fluencia que se debe usar para adoptar parámetros de

compresibilidad en suelos residuales (Wesley. L. 2009), sin embargo el transporte y

alteración de la muestra fue significativo por lo cual los resultados del ensayo no son

representativos para diseño.

Parámetros de deformabilidad

Para la estimación de parámetros de deformación de los suelos se utilizó la correlación con

la resistencia al corte no drenada, propuesta en el libro de Bowles (tabla 5-6 “Equations for

stress- strain modulus Es”) el cual plantea la siguiente ecuación para suelos arcillosos

duros:

𝐸 = (1500) ∗ 𝑆𝑢 (𝑘𝑃𝑎) Se utiliza el mayor valor teniendo en cuenta que son suelos de

consistencia firme

Se obtuvieron los siguientes resultados:

Tabla 7-6 Módulos de elasticidad a partir de Su

Material E t/m2

Relleno -


- 59 -

Material E t/m2

Arcilla de baja plasticidad

suelo residual

8250

Arcillolita Roca Blanda 12450

Adicionalmente , utilizando la información obtenida de los ensayos geofísicos se calcularon

los parámetros de deformabilidad del suelo a bajas deformaciones, la estimación de las

características rigidez del suelo parte de la teoría de la elasticidad donde se establece la

relación entre el módulo de corte máximo (Go) con las velocidad de onda Vs (Foti, 2013).

𝐺0 = 𝜌 ∗ 𝑉𝑠2 ; 𝐷𝑜𝑛𝑑𝑒 𝜌 =𝛾

9,81

Además siguiendo la teoría de elasticidad de plantea la relación entre el módulo de corte

máximo con el módulo de Young máximo.

𝐸0 = 2 ∗ (1 + 𝜐) ∗ 𝐺0

A partir de los perfiles Vs obtenidos del ensayo se determinó el valor de 𝐺0 , 𝐸0 para cada

estrato identificado. Los valores obtenidos del ensayo son módulos para bajas

deformaciones los cuales no pueden ser utilizados en diseño ya que los niveles de

deformación del suelo son mayores bajo las cargas impuestas por la cimentación, por lo

tanto, los módulos máximos obtenidos se disminuyeron al 8% siguiendo la relación G/Go

para el 1.0% de deformación cortante según lo establecido en las curvas de degradación

del módulo de Vucetic & Dobry (1991).

Siguiendo las ecuaciones y realizando los ajustes se obtuvo los siguientes resultados de la

línea:

Tabla 7-7 Parámetros de deformación a partir de ensayos geofísicos

Material Prof. Inicial

(m)

Prof. Final (m)

Vs (m/s)

γt (kN/m3)

ρ (K-

kg/m3)

Vp (m/s)

μ (-)

Go (MPa)

Eo (MPa)

G (1%) (MPa)

E (1%)

(MPa)

Relleno 0 0.4 161 20.00 2.04 335 0.350 52.8 142.7 3.17 8.6

Relleno 0.4 1.9 187 20.00 2.04 389 0.350 71.3 192.5 4.28 11.5

Suelo Residual 1.9 4.7 280 20.00 2.04 686 0.400 159.8 447.5 9.59 26.9

Suelo Residual 4.7 7.7 415 20.00 2.04 1017 0.400 351.1 983.1 21.07 59.0

Arcillolita Meteorizada

7.7 12.6 502 20.00 2.04 869 0.250 513.8 1284.4 30.83 77.1

Arcillolita 12.6 18.2 712 20.00 2.04 1462 0.250 1033.5 2583.8 62.01 155.0

Arenisca 18.2 24.2 832 23.00 2.34 1441 0.250 1623.0 4057.4 97.38 243.4

Arenisca 24.2 31.2 974 23.00 2.34 1687 0.250 2224.2 5560.5 133.45 333.6

Arenisca 31.2 39.2 1180 23.00 2.34 2044 0.250 3264.5 8161.4 195.87 489.7


- 60 -

Tomando los valores promedio para cada material se tienen los siguientes módulos de

elasticidad estimados a partir del ensayo de geofísica:

Tabla 7-8 Modulo de Young a partir de ensayos geofísicos

Material E t/m2

Relleno 1010

Arcilla de baja plasticidad

suelo residual

4290

Arcillolita Meteorizada 7710

Arcillolita Roca Blanda 15500

Arenisca 35500

Para los diseño se tomara el valor más bajo entre las dos estimaciones realizadas, siendo

este una estimación conservadora.

7.7 CONDICIÓN DE AGUA SUBSUPERFICIAL

De acuerdo con los registros de perforaciones realizados por GEOPAV Ltda. no se encontró

evidencia de nivel freático, no obstante en el informe de geofísica se menciona lo siguiente:

“La posición del nivel freático puede asociarse con zonas donde la velocidad de onda

P que superan los 1400 m/s o 1500m/s, por lo que puede establecerse que esta

superficie posiblemente se encuentra entre 7 y 8m de profundidad en la línea LSR-1 y

LSR.2, y entre 5 y 6m de profundidad para la línea LSR-3. A partir de esto se esperaría

que el nivel freático se encuentre entre los 5m y 8m de profundidad en toda la zona de

estudio del proyecto”.

7.8 PERFIL GEOTECNICO

En general el perfil geotécnico se puede enmarcar en cuatro materiales con espesores

variables a lo largo de la ladera de estudio, el primer material corresponde con un relleno o

material botado de consistencia firme, seguido de suelos residuales compuestos de arcilla

con algunas vetas arenosas, seguido de este material se pudo establecer una roca arcillolita

meteorizada, por ultimo en la base se debe encontrar una arenisca masiva, la cual no fue

encontrada en las perforaciones pero si fue detectada en la geofísica de la línea 1 y en

afloramientos como se menciona en la geologia. Teniendo en cuenta que los cortes y las

cimentaciones proyectadas no llegan al estrato de arenisca, esta no fue tenida en cuenta

en el perfil geotécnico para diseño.

El resumen y características de estos materiales se presenta a continuación:


- 61 -

Tabla 7-9: Perfil geotécnico promedio

Descripción Litologia Espesor N (SPT) Cu (𝒕

𝒎𝟐) C’(𝒕

𝒎𝟐) γ (𝒕

𝒎𝟑) E (𝒕

𝒎𝟐)

Relleno compuesto de arcilla y limo fragmentos de gravas de color marron

De 0 – 3.5 m, en algunos casos se extiende hasta los 5m

10-45 - 0.18 32 2.0 1010

Suelo residual con varios niveles de arcillas grises con trazas de arena suelta de grano fino color naranja.

De 3.5 m – 11 m 23 – Rechazo 5.5 3.0 11 2.1 4290

Arcillolita gris y vinotinto meteorizada (se subdivide en dos niveles)

RB1 (Arcillolita en estratificación gruesa ocre a gris abigarrada)

De 11 m – 15 m Rechazo 8.9 2.0 13 2.1 7710

RB2(Arcillolita gris ocre de consistencia firme)

De 15 m a 25m Rechazo 9.8 2.1 15500

Ilustración 7-18 Perfil Geologico Geotecnico


62

8 ANÁLISIS GEOTÉCNICOS

Los criterios geotécnicos definidos para realizar los análisis se determinaron a partir de la

información geotécnica disponible de los sondeos localizados en el área de estudio, y los

resultados de laboratorio. Se presenta el análisis de capacidad portante y asentamientos, y

recomendaciones sobre el nivel y tipo de cimentación.

8.1 CONDICIONES GEOTECNICAS PARTICULARES

Como se menciono en las generalidades del proyecto el predio de estudio se encuentra en

las inmediaciones del Tanque el Indio propiedad de la EAAB, durante los trabajos de campo

se evidenciaron dos situaciones que se deben considerar durante el proceso de

construcción:

• La primera situación corresponde con dos tanques que no se encuentran en

operación con líneas de tubería, de las cuales no se tiene constancia de su

ubicación.

• La segunda situación corresponde con la cosntruccion de una tubería de conexión

que se evidencio durante la campaña geotecnica y que atraviesa la impantacion del

edificio Deportivo. A la fecha de este informe no se ha obtenido respuesta por parte

de la entidad contratante acerca de esta situación.

Ubicación de Tanques


63

Ilustración 8-1 Condicionea particulares en el lote de estudio

8.2 ANALISIS DE ABLANDAMIENTO CICLICO

Debido a la presencia predominante de arcillas en el suelo se evaluó el potencial de

ablandamiento cíclico ante cargas de sismo siguiendo la metodología de Bray del 2004, los

resultados se muestran en la ilustración 6-2 donde se observa que no hay susceptibilidad

del material a ablandamiento.

Ilustración 8-2 Potencial ablandamiento cíclico

8.3 ANALISIS DE SUELOS CON CARACTERISTICAS ESPECIALES

Según las características físicas de los materiales que conforman la zona de estudio,

obtenidas de los ensayos de caracterización (contenido de agua, peso unitario, límites de

Atterberg, etc), se determinó que los suelos no presentan características de dispersión y

colápsabilidad, de acuerdo a los criterios expuestos en H.9.2 y H.9.3 de la NSR-10.


64

8.4 PRESENCIA DE VEGETACIÓN

De acuerdo con el componente forestal, las especies que se encuentran en la sombra de

los futuros edificios serán dispuestos para traslado o tala, antes que inicie la construcción

del proyecto, por lo cual no se espera repercusiones de la vegetación existente a las obras

de cimentación y estabilización.

8.5 TIPO Y PROFUNDIDAD DE CIMENTACIÓN

Teniendo en cuenta las diferentes tipologías de estructuras y que se implantaran en

diferentes niveles del perfil geotécnico, se propone la siguiente distribución de sistemas de

cimentación

Edificio Deportivo: Teniendo en cuenta que el edificio queda implantado sobre diferentes

materiales entre ellos el relleno superficial, se recomienda un sistema de cimentación

profunda por medio de pilotes construidos en caisson de al menos 1.0m de diámetro. La

placa de entrepiso debe ser área para controlar deformaciones y agrietamiento por causa

de los rellenos.

Ilustración 8-3 Esquema de cimentación edificio deportivo

Edificio Cultural 1 (1 Nivel a doble altura): Al igual que el edificio deportivo el edificio

cultural se implanta en su mayor longitud sobre el relleno, por lo cual para homogenizar las

deformaciones se recomienda cimentación profunda por medio de pilotes construidos en


65

caisson de al menos 1.0m de diámetro. La placa de entrepiso debe ser área para controlar

deformaciones y agrietamiento por causa de los rellenos.

Ilustración 8-4 Esquema de cimentación edificio Cultural 1 Nivel

Edificio Cultural 2 (6 Niveles): Teniendo en cuenta el corte proyectado para el edificio

Cultural B es del orden de 12m aproximadamente, cruzando los rellenos superficiales, se

recomienda que el edificio se cimiente de forma superficial con zapatas aisladas con vigas

de amarre en ambas direcciones, a una profundidad con respecto al nivel de piso de 0.5m.

Puente Peatonal: para la cimentación del puente peatonal se plantea pilotes construidos

en caisson para los dos estribos. La cota final de implantación del pilote está determinada

por la longitud mínima para soportar las cargas por estribo.


66

Ilustración 8-5 Esquema en planta de la localización del puente peatonal

Ilustración 8-6 Esquema en perfil de la cimentación del puente peatonal

Proyeccion de

la Cimentación

Estribo Edificio

deportivo

Proyeccion de

la Cimentación

Estribo Edificio

Cultural 2


67

Consideraciones Adicionales

Una vez revisada la configuración definitiva de los edificios deportivo y cultural 1, se

determino en conjunto con el área de estructuras tener en cuenta las siguientes

consideraciones para la construcción del sistema de cimentación:

• Se recomienda que se construya al menos un pilote en caisson por columna, esto

con el fin de garantizar la transmisión de esfuerzos a los estratros competentes. La

distribución final será definida por el ingeniero estructural teniendo en cuenta el nivel

de cargas y momentos a los que se ve sometido cada dado de cimentación.

• Se ratifica que el sistema de construcción será por medio de caisson, dado que los

trabajos se realizaran a media ladera sobre materiales duros.

• La longitud mínima del caissons será de 10m y en todo caso se debe garantizar

quede empotrado sobre el material definido como Arcillolita (Rb1 o Rb2) de tonos

grises y vinotintos, de consistencia muy dura. La cota de fondo del caisson

consignada en los planos estructurales se podrá ajustar durante la construcción si

se determina que el material de fundación no es el correspondiente a la roca Rb1 o

Rb2.

8.6 CAPACIDAD PORTANTE CIMENTACIÓN PROFUNDA – EDIFICIO DEPORTIVO, Y

CULTURAL A (1 Nivel a doble altura).

Se evaluará la capacidad y los asentamientos siguiendo los procedimientos recomendados

utilizando la metodología de O’Neill and Reese 1999 para el cálculo de resistencia por

fricción y resistencia por punta en suelos cohesivos, la cual ofrece buenos resultados para

cimientos pre excavados. La expresión utilizada para el cálculo de la capacidad de carga

en pilotes, se presenta a continuación:

𝑄𝑢 = 𝑄𝑝 + 𝑄𝑠

• Suelos cohesivos:

En suelos finos, la resistencia por punta (Qp) del pilote se determina principalmente por

la resistencia al corte no drenado (Su), expresada como:

𝑄𝑝 = 𝑁𝑐 ∗ 𝑆𝑢 ∗ 𝐴𝑏

𝑁𝑐 = 6 ∗ (1 + 0.2 (𝑍

𝐷)) ; 𝑁𝑐 < 9.0

Dónde:

qp : Resistencia unitaria de punta

Ap : Área de la base ((/4).Db2


68

Nc* : Factor de capacidad de carga

Su Resistencia al corte no drenado

Por otro lado, la resistencia por fricción para suelos finos se siguió el método de 𝛼 , el cual

se basa en un análisis de corto tiempo donde se consideran el punto crítico para evaluar la

capacidad portante de la estructura, este consiste en determinar el coeficiente 𝛼 el cual se

relaciona con la adhesión entre el suelo y la estructura y se expresa matemáticamente como

se muestra a continuación:

𝑄𝑠 = 𝛼 ∗ 𝑠𝑢 ∗ 𝐴𝑙

Donde,

Qs : Resistencia unitaria por fricción

Al : Área en contacto con el suelo L Db

𝛼 * : Factor de adhesión 0.55 – 0.1 *(cu/pa -1.5)

Su Resistencia al corte no drenado

Los cálculos de capacidad se realizaron con un factor de seguridad de indirecto de 3.0 para

la resistencia por punta y un factor directo de 1.8 para la resistencia por fricción para una

condición carga muerta + carga viva. En el Anexo 4 se presentan las memorias de calculo.

8.6.1 Edificio Deportivo

Se calculó la capacidad portante para un caisson individual de 1 m de diámetro con bases

en campana de 1.2 a 1.4 m y con una longitud efectiva de 10 m, se debe empotrar de 2 a

3m en la Arcillolita RB2 dando valores entre 105 t y 127 t como se observa en la Tabla 8-1

La longitud presentada corresponde a la longitud efectiva del pilote desde el nivel de

cimentación (cota piso del edificio deportivo).

Tabla 8-1 Capacidad portante condición estática

EDIFICIO DEPORTIVO PARQUE LAS COMETAS ZONA CENTRAL

Lon

gitud

m

CAPACIDAD PORTANTE TOTAL (t)

ASENTAMIENTOS TOTALES (mm)

Módulo de reacción vertical Kv t/m3

Módulo de reacción Horizontal Kh t/m3

D=1.0 m

D=1.2 m

D=1.4 m

D=1.0 m

D=1.2 m

D=1.4 m

D=1.0 m

D=1.2 m

D=1.4 m

D=1.0 m

D=1.2 m

D=1.4 m

1 15.6 19.8 24.6 2.3 2.4 2.64 8011 6676 5722 2543 2543 2543

2 22.7 27.1 32.3 2.9 3.1 3.30 8011 6676 5722 2543 2543 2543

3 40.1 49.3 58.2 2.9 3.3 3.50 12900 10750 9215 4300 4300 4300

4 48.6 57.8 68.7 3.2 3.5 3.84 12900 10750 9215 4300 4300 4300

5 57.2 66.4 77.3 2.8 3.0 3.32 15666 13055 11190 4300 4300 4300

6 65.7 74.9 85.8 3.0 3.2 3.44 15666 13055 11190 4300 4300 4300

7 74.2 83.5 94.4 3.1 3.3 3.56 15666 13055 11190 4300 4300 4300

8 85.8 95.9 107.9 3.5 3.7 3.94 15666 13055 11190 9162 9162 9162


69

9 95.2 105.3 117.3 3.7 3.9 4.12 15666 13055 11190 9162 9162 9162

10

104.6 114.7 126.8 3.8 4.0 4.19 15666 13055 11190 9162 9162 9162

8.6.2 Edificio Cultural 1 (1 Nivel)

Se calculó la capacidad portante para un caisson individual de 1 m de diámetro con bases

en campana de 1.2 a 1.4 m y con una longitud efectiva de 10 m, se debe empotrar de 2 a

3m en la Arcillolita RB1 dando valores entre 87 t y 107 t como se observa en la Tabla 8-1

La longitud presentada corresponde a la longitud efectiva del pilote desde el nivel de

cimentación (cota piso del edificio cultural).

Tabla 8-2 Capacidad portante condición estática

EDIFICIO DEPORTIVO PARQUE LAS COMETAS ZONA CENTRAL

Lon

gitud

m

CAPACIDAD PORTANTE TOTAL (t)

ASENTAMIENTOS TOTALES (mm)

Módulo de reacción vertical Kv t/m3

Módulo de reacción Horizontal Kh t/m3

D=1.0 m

D=1.2 m

D=1.4 m

D=1.0 m

D=1.2 m

D=1.4 m

D=1.0 m

D=1.2 m

D=1.4 m

D=1.0 m

D=1.2 m

D=1.4 m

1 15.6 19.8 24.6 2.3 2.4 2.64 8011 6676 5722 2543 2543 2543

2 22.7 27.1 32.3 2.9 3.1 3.30 8011 6676 5722 2543 2543 2543

3 28.8 34.5 40.0 3.3 3.6 3.81 8011 6676 5722 2543 2543 2543

4 34.1 39.8 46.5 3.5 3.8 4.12 8011 6676 5722 2543 2543 2543

5 39.4 45.1 51.8 3.7 3.9 4.26 8011 6676 5722 2543 2543 2543

6 44.6 50.3 57.1 3.8 4.1 4.38 8011 6676 5722 2543 2543 2543

7 61.2 70.4 81.3 3.3 3.6 3.96 12900 10750 9215 4300 4300 4300

8 69.7 79.0 89.9 3.5 3.8 4.11 12900 10750 9215 4300 4300 4300

9 78.3 87.5 98.4 3.7 4.0 4.30 12900 10750 9215 4300 4300 4300

10 86.8 96.0 107.0 3.9 4.1 4.38 12900 10750 9215 4300 4300 4300

8.7 CAPACIDAD PORTANTE Y ASENTAMIENTOS CIMIENTOS SUPERFICIALES

EDIFICIO CUILTURAL 2

Para el cálculo de capacidad portante en cimientos superficiales, se utilizó el método de

Vesic (1975), que incluye, los factores de corrección por forma y por profundidad.

dsqdqiqsqcdcsc FFNBFFFNqFFNCQu .....5.0...... ++=

Donde:

C : Cohesión del suelo

: Peso unitario del suelo

B : Ancho de la cimentación


70

q : Sobrecarga del suelo sobre el nivel de cimentación (.Df)

Df : Profundidad de cimentación.

Ni : Factores de capacidad de carga en función de (Nc, Nq, N)

: Ángulo de fricción interno del suelo

Fis : Factores de corrección por forma (Fcs, Fqs, Fs)

Fid : Factores de corrección por profundidad (Fcd, Fqd, Fd)

Para la evaluación de los asentamientos elásticos, se empleó la metodología propuesta por

Harr para el cálculo de asentamientos inmediatos en cimentaciones superficiales flexibles,

los cuales se hallan por medio de la siguiente expresión:

rs

s

o

E

qBSe ).1.(

. 2−=

(Centro de la cimentación)

Dónde:

B : Ancho de la cimentación

q : Esfuerzo de sobrecarga (Capacidad portante recomendada)

s : Relación de Poisson

Es : Módulo de elasticidad en condición confinada

: Factor de influencia para cimentación flexible

Se calculó la capacidad portante para cimientos corridos con anchos de 1 a 3.5 m y con

una relación B/L de 0.25 a 1 dando una capacidad portante de 30 t/ m2 para una condición

no drenada asumiendo los parámetros de resistencia del suelo más críticos del perfil con

un factor de seguridad indirecto de 3.0 para condición carga muerta + carga viva.


71

Ilustración 8-7. Variación de la Capacidad Portante Admisible con el ancho de cimentación F.S

indirecto

8.7.1 Asentamientos Inmediatos

Los asentamientos se determinaron con la metodología propuesta por Harr para el cálculo

de asentamientos inmediatos en cimentaciones superficiales, a continuación se presenta la

gráfica de asentamientos elásticos para el edificio Cultural 2.


72

Ilustración 8-8. Variación de los asentamientos con el ancho de la cimentación para cada tipo de

relación B/L

De acuerdo al análisis, los asentamientos elasticos son menores a 1cm. Estas

deformaciones son aceptables para este tipo de estructuras, por tanto no se esperan

problemas de deformación en la implantacion de la edificación. En el Anexo 4 se presentan

las memorias de calculo.

8.8 CAPACIDAD PORTANTE Y ASENTAMIENTOS PUENTE PEATONAL

De acuerdo al componente de estructuras se tiene el siguiente resumen de cargas por

estribo.

Tabla 8-3 Cargas por estribo de Puente

Carga Estribo Ed.

Cultural #2

Estribo Ed.

Deportivo

CM(t) 61.19 94.64

CV(t) 44.04 43.62

SX(t) 57.45 181.7

SY(t) 33.09 105.51

Fuente: Memoria estructural

Para el diseño de cimentación de los puentes se siguió la metodología propuesta en el

Código de Puentes Colombiano –CPC-14 capítulos 3,10 y 11.


73

Partiendo del numeral 10.5.3.4 del CCP, diseño en estado límite de resistencia para pilotes

perforados, se debe considerar la resistencia a la compresión axial de los pilotes

individuales y grupos de pilotes y la resistencia lateral del pilote individual y en grupo. Los

métodos de análisis y los factores de resistencia empleados se presentan en la Tabla 8-4.

Tabla 8-4 Metodología y factores de resistencia

Tipo de condición Metodología Factores de resistencia

Resistencia por fuste en arcilla

Método α

O’Neill and Reese (1999)

0.45

Resistencia por punta en arcilla

Esfuerzo total

O’Neill and Reese (1999)

0.40

Fuente: Tabla 10.5.5.2.4.-1Código Colombiano de Puentes, CCP-2014

Por otra parte, el cálculo de asentamientos se realizó con la carga de capacidad portante

del pilote, como condición extrema, considerando que las cargas soportadas serán menores

que la capacidad por el límite de resistencia.

Para evaluar los asentamientos inmediatos en los suelos bajo el nivel de cimentación, se

empleó el procedimiento propuesto en el libro (Budhu, 2001), el cual se describe a

continuación.

Deformación del fuste (Se1):

S1 =𝑄𝑠𝑎𝑑𝑚

𝐸𝑠 ∗ 𝐿∗ 𝐼

Donde:

𝑄𝑠𝑎𝑑𝑚 : Carga de diseño transferida al componente friccional.

𝐼 : Factor de influencia.

Lp : Longitud del pilote

Es : Módulo de Elasticidad del suelo

Deformación por carga en la punta (Sp 3):

S3 =𝑄𝑝

𝑟𝑏𝐺𝑏∗

( 1 − 𝜈)

4

Donde:

Qp : Carga tomada en la punta del pilote.

rp : Radio de la base


74

Gb : Módulo cortante del suelo en la base

𝜈 : Relación de Poisson del suelo

Deformación del pilote (Sm2):

𝑆2 = 𝑐 ∗𝑄𝑎𝑑𝑚 ∗ 𝑙

𝐸𝑝 ∗ 𝐴𝑝

8.8.1 Estado límite de resistencia

Los factores de resistencia se tomaron según la tabla 10.5.5.2.4-1” Factores de resistencia

para resistencia geotécnica de pilotes perforados”, los mismo que se presentaron en la

Tabla 8-4. Para este caso en particular se desprecia el aporte de capacidad de los primeros

2m por encontrarse en relleno.

Tabla 8-5 Capacidad portante límite de resistencia

Capacidad Portante admisible (t)

Longitud real Estribo Izquierdo Estribo Derecho

D=1,0m D=1,2m D=1,4m D=1,0m D=1,2m D=1,4m

1,00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

2,00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

3,00 19.83 27.53 36.47 19.83 27.53 36.47

4,00 24.10 32.66 42.45 24.10 32.66 42.45

5,00 28.38 37.79 48.44 28.38 37.79 48.44

6,00 32.66 42.92 54.43 32.66 42.92 54.43

7,00 36.93 48.05 60.42 36.93 48.05 60.42

8,00 41.21 53.18 66.40 56.71 74.70 94.91

9,00 45.49 58.32 72.39 64.33 83.85 105.58

10,00 62.02 80.46 100.92 71.95 92.99 116.25

11,00 68.94 88.77 110.61 79.57 102.14 126.92

12,00 75.86 97.07 120.30 87.19 111.28 137.58

13,00 82.78 105.38 129.98 94.81 120.42 148.25

14,00 92.94 118.18 145.64 102.43 129.57 158.92

15,00 100.56 127.33 156.31 110.05 138.71 169.59


75

Estribo Izquierdo (edificio deportivo)

Estribo Derecho (edificio cultural)

Relleno

Suelo residual

Arcillolita Rb1

Relleno

Suelo residual

Arcillolita Rb2

Arcillolita Rb2


- 76 -

Teniendo en cuenta que los estribos no están lo suficientemente separados de la

cimentación de los edificios, se debe considerar un factor de reducción de resistencia por

efectos de grupo y edificaciones vecinas de 0.8. De acuerdo a las cargas estructurales se

plantea una cimentación con 2 pilotes.

8.8.2 Estado límite de servicio

Los factores de resistencia para el estado límite de servicio se toman como 1.0 según el

numeral 10.5.5.1 del CCP-14.

Tabla 8-6 Capacidad portante límite de servicio

Capacidad Portante admisible (t)

Estribo Izquierdo Estribo Derecho

Longitud real D=1,0m D=1,2m D=1,4m D=1,0m D=1,2m D=1,4m

1.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

2.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

3.00 48.38 67.39 89.50 48.38 67.39 89.50

4.00 57.88 78.79 102.81 57.88 78.79 102.81

5.00 67.39 90.20 116.11 67.39 90.20 116.11

6.00 76.89 101.60 129.42 76.89 101.60 129.42

7.00 86.39 113.00 142.72 86.39 113.00 142.72

8.00 95.90 124.41 156.03 133.72 177.09 226.00

9.00 105.40 135.81 169.33 150.66 197.41 249.71

10.00 144.81 188.87 237.97 167.59 217.73 273.42

11.00 160.19 207.33 259.50 184.52 238.05 297.12

12.00 175.57 225.78 281.02 201.45 258.37 320.83

13.00 190.95 244.23 302.55 218.39 278.69 344.54

14.00 214.24 273.71 338.73 235.32 299.01 368.24

15.00 231.17 294.03 362.44 252.25 319.33 391.95

8.8.3 Estado limite eventos extremos

Los factores de resistencia para el estado límite para evento extremo se toman como 1.0

según el numeral 10.5.5.1 del CCP-14. Por tanto, los valores son los mismo de la Tabla 8-6.

8.8.4 Cálculos asentamientos

Tomando como cargas máximas la capacidad portante de los pilotes se calculó los

asentamientos, como se muestra en la Tabla 8-7 , dando un valor de 3.35mm con un

diámetro de 1.0m y una longitud de 15m.


- 77 -

Tabla 8-7 Asentamientos calculados

Asentamientos (mm)

Longitud real Estribo Izquierdo Estribo Derecho

D=1,0m D=1,2m D=1,4m D=1,0m D=1,2m D=1,4m

3.00 3.55 4.16 4.76 3.55 4.16 4.76

4.00 3.85 4.52 5.18 3.85 4.52 5.18

5.00 4.03 4.74 5.43 4.03 4.74 5.43

6.00 4.17 4.90 5.62 4.17 4.90 5.62

7.00 4.28 5.03 5.76 4.28 5.03 5.76

8.00 4.38 5.14 5.89 2.66 3.08 3.50

9.00 4.47 5.24 6.00 2.65 3.06 3.47

10.00 4.58 5.35 6.12 2.84 3.28 3.72

11.00 4.66 5.44 6.21 2.87 3.31 3.75

12.00 4.75 5.53 6.30 2.92 3.35 3.78

13.00 4.83 5.61 6.39 2.98 3.40 3.82

14.00 3.35 3.82 4.29 2.96 3.36 3.77

15.00 3.35 3.80 4.26 3.03 3.42 3.83

8.8.5 Módulos de reacción

A continuación se presenta los módulos de reacción vertical Kv y horizontal Kh para los

diámetros propuestos en los pilotes, los resultados se presentan en la Tabla 8-8, Tabla 8-9.

Tabla 8-8 Módulos de reacción Vertical

Profundidad (m)

Longitud Efectiva de pilote (m)

Módulo de reacción vertical Kv t/m3 Estribo Izquierdo

Módulo de reacción Vertical Kv t/m3 Estribo derecho

D=1,0m D=1,2m D=1,4m D=1,0m D=1,2m D=1,4m

0 a 1 -

1 a 2 -

2 a 3 0 a 1 6502.62 5418.85 4644.73 6502.62 5418.85 4644.73

3 a 4 1 a 2 6502.62 5418.85 4644.73 6502.62 5418.85 4644.73

4 a 5 2 a 3 6502.62 5418.85 4644.73 6502.62 5418.85 4644.73

5 a 6 3 a 4 6502.62 5418.85 4644.73 6502.62 5418.85 4644.73

6 a 7 4 a 5 6502.62 5418.85 4644.73 6502.62 5418.85 4644.73

7 a 8 5 a 6 6502.62 5418.85 4644.73 23494.30 19578.58 16781.64

8 a 9 6 a 7 6502.62 5418.85 4644.73 23494.30 19578.58 16781.64

9 a 10 7 a 8 10471.12 8725.94 7479.37 21050.89 17542.41 15036.35

10 a 11 8 a 9 10471.12 8725.94 7479.37 21050.89 17542.41 15036.35

11 a 12 9 a 10 10471.12 8725.94 7479.37 21050.89 17542.41 15036.35

12 a 13 10 a 11 10471.12 8725.94 7479.37 21050.89 17542.41 15036.35

13 a 14 11 a 12 21050.89 17542.41 15036.35 21050.89 17542.41 15036.35

14 a 15 12 a 13 21050.89 17542.41 15036.35 21050.89 17542.41 15036.35


- 78 -

Tabla 8-9 Módulos de reacción Horizontal

Profundidad (m)

Longitud Efectiva de pilote (m)

Módulo de reacción horizontal Kh t/m3 Estribo Izquierdo

Módulo de reacción horizontal Kh t/m3 Estribo derecho

D=1,0m D=1,2m D=1,4m D=1,0m D=1,2m D=1,4m

0 a 1 - 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

1 a 2 - 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

2 a 3 0 a 1 2542.72 2118.94 1816.23 2542.72 2118.94 1816.23

3 a 4 1 a 2 2542.72 2118.94 1816.23 2542.72 2118.94 1816.23

4 a 5 2 a 3 2542.72 2118.94 1816.23 2542.72 2118.94 1816.23

5 a 6 3 a 4 2542.72 2118.94 1816.23 2542.72 2118.94 1816.23

6 a 7 4 a 5 2542.72 2118.94 1816.23 2542.72 2118.94 1816.23

7 a 8 5 a 6 2542.72 2118.94 1816.23 3453.65 2878.04 2466.90

8 a 9 6 a 7 2542.72 2118.94 1816.23 4175.54 3479.62 2982.53

9 a 10 7 a 8 2475.68 2063.07 1768.34 4265.10 3554.25 3046.50

10 a 11 8 a 9 2638.10 2198.42 1884.36 4697.43 3914.52 3355.30

11 a 12 9 a 10 2774.04 2311.70 1981.46 5060.06 4216.72 3614.33

12 a 13 10 a 11 2889.47 2407.89 2063.91 5368.49 4473.74 3834.63

13 a 14 11 a 12 3492.73 2910.61 2494.81 6212.36 5176.96 4437.40

14 a 15 12 a 13 3912.41 3260.34 2794.58 6435.96 5363.30 4597.11

8.9 ANALISIS DE ESTABILIDAD DE TALUDES

Teniendo en cuenta que la implantación de los edificios se encuentra en media ladera, se

requiere desde el punto de vista de estabilidad de taludes realizar los respectivos análisis,

con el fin de evaluar las condiciones actuales de la ladera asi como la seguridad y

funcionalidad de los edificios una vez construidos.

Desde el punto de vista de estabilidad de taludes se han establecido un gran número de

metodologías de calculo, que varían en función del tipo de movimiento en masa;

principalmente se identifican los métodos de equilibrio límite, métodos numéricos y los

métodos cinemáticos y dinámicos.

Los métodos de equilibrio límite son los sencillos y fáciles de usar; básicamente comparan

las fuerzas y/o momentos resistentes y actuantes sobre una determinada superficie de falla

para estimar un factor único de estabilidad que puede ser combinado con técnicas

probabilísticas para determinar la confiabilidad del talud bajo unas condiciones

hidrogeológicas y solicitaciones sísmicas dadas. Permiten analizar casos de falla

traslacional, rotacional, fallas de inclinación o volteo y fallas en cuña.

Los métodos numéricos muestran mayor aproximación al detalle de las condiciones de

estabilidad en la mayoría de los casos de evaluación, mientras que los métodos cinemáticos

son usados para el análisis de taludes en roca y los dinámicos para la evaluación de caída


- 79 -

de bloques o para predecir el comportamiento, velocidades y distancia de recorrido de

flujos.

Para este caso en especifico se utilizara el software Slide V6.0 que permite evaluar métodos

de equilibrio limite y métodos numéricos, involucrando cargas externas, cargas de sismo,

condiciones de agua y etapas constructivas, asi como los elementos de contención que se

diseñen.

Con el fin de evaluar la estabilidad de la ladera objeto de estudio se realizó la evaluación

de la amenaza en términos determinísticos estimando el factor de seguridad mediante un

análisis de estabilidad para diferentes escenarios actuales y futuros (construcción de las

edificaciones).

Se analizan cuatro escenarios

• Estático en condiciones actuales

• Estático contemplando niveles de agua en los materiales

• Pseudoestático en condiciones actuales.

• Pseudoestático contemplando niveles de agua en los materiales

8.9.1 Secciones de análisis

Se realizo el análisis para la sección 3 presentada en la Ilustración 7-18.

Ilustración 8-9. Modelo Slide para análisis

8.9.2 Niveles de agua

La acción del agua modifica los parámetros de resistencia de los materiales y las condiciones de equilibrio de las laderas. En este aspecto se considera el agua adicional que entra en el terreno en condiciones de lluvia o periodos lluviosos extremos y genera saturación de los materiales.


- 80 -

Cambios en el régimen de aguas subterráneas actúan como detonantes de procesos de remoción en masa. Se relacionan con la lluvia y la hidrología superficial. La intensidad y duración de la lluvia necesaria para disparar el movimiento depende de las condiciones iniciales de humedad y la posición del nivel piezómetrico de la zona; estas variables guardan una estrecha relación con la precipitación precedente a que ha estado sometido un talud.

Específicamente se tienen tres características en la zona que influyen en el comportamiento

de aguas subterráneas en la ladera de analisis, la primera referente a que la pluviosidad

es moderada en la zona según el estudio hidrológico con una precipitación anual de entre

900 y 950mm, la segunda es la baja infiltración debido entre otros a la baja permeabilidad

de los materiales, y la tercera esta asociada a la incertidumbre de los niveles freáticos

debido a que en las perforaciones no se detectaron, pero en la exploración geofísica se

menciona que pueden estar entre 5 y 8m de profundidad.

Por lo tanto para tener en cuenta los efectos del agua en los análisis de estabilidad, se

utilizó el concepto de ru (relación entre esfuerzo total y relación de poros).

𝑟𝑢 = 𝜇

𝛾𝑡 ∗ 𝐻

Con el fin de estimar un valor representativo del sitio, se varió la profundidad de la lámina

de agua y el peso unitario de los materiales, y en función de estas variables se escoge el

ru para análisis.

Tabla 8-10Valores de ru en función de la altura de lámina de agua y el peso unitario

(t/m3) 0,75H 0,5H 0,25H 0,10H

0,75 0,5 0,25 0,1

2,2 0,341 0,227 0,114 0,045

2,1 0,357 0,238 0,119 0,048

2,0 0,375 0,250 0,125 0,050

1,9 0,395 0,263 0,132 0,053

1,8 0,417 0,278 0,139 0,056

1,7 0,441 0,294 0,147 0,059

1,6 0,469 0,313 0,156 0,063

1,5 0,500 0,333 0,167 0,067

1,4 0,536 0,357 0,179 0,071


- 81 -

Ilustración 8-10 Variación de la presión de poros en función de la altura de lámina de agua y el peso

unitario de los materiales

Para este caso teniendo en cuenta que los materiales tienen un peso unitario del orden de

2 t/m2, y tomando como referencia el nivel reportado de la geofísica y que la infiltración es

baja se toma el 50% de lamina de agua sobre el espesor de suelos, dando un resultado

conservador de 0.25 ru

8.9.3 Sismos

El efecto de la fuerza inercial sísmica como factor detonante de procesos de remoción en masa también debe ser considerado en los análisis de amenaza.

Dado que usualmente para los análisis de amenaza se trabaja con métodos determinísticos basados en el factor de seguridad, es necesario incluir el efecto de la carga sísmica como fuerza inercial horizontal a partir del coeficiente de aceleración horizontal en los análisis de equilibrio limite pseudoestático.

Dentro del proceso de análisis y diseños en estabilidad de taludes (según el numeral H.5.2.5

de la NSR-10), se recomienda usar un coeficiente sísmico de diseño para análisis

pseudoestático (KST, en el presente informe Kh) menor o igual a la aceleración máxima del

terreno Amáx=Ao*Fa*I (aceleración del espectro de diseño para periodo cero, numeral

A.2.6.1.2), y se admite la siguiente relación Kh/ Amáx =0.8 para suelos, enrocados y

macizos rocosos muy fracturados, por el cual el Kh=Aa*Fa*I*0.8= 0.176 g.

8.9.4 Categorización de la amenaza

El escenario actual se define o configura espacialmente para todo el predio, en el presente

estudio se evaluaron las condiciones normales y de largo plazo, es decir, la condición crítica

considerando el factor sismo.

Una vez conocidos los factores de seguridad para las fallas generales, se realiza la

Zonificación de Amenaza usando los parámetros de categorización establecidos en la

resolución 227 de 2006, aclarando que aunque la resolución aplica para edificaciones

nuevas se justifica su implementación en el presente estudios teniendo en cuenta el alto


- 82 -

tránsito de personal dentro de la planta. En la siguientes tablas se presentan los parámetros

para la categorización de amenaza.

Tabla 8-11 Categorización de la amenaza por FRM, para condición Normal

Factor de seguridad Nivel de amenaza

0.00 FS < 1.20 Alta A

1.20 FS 1.90 Media M

FS > 1.90 Baja B

Tabla 8-12 Categorización de la amenaza por FRM, para condición crítica

Factor de seguridad Nivel de amenaza

0.00 FS < 1.00 Alta A

1.00 FS 1.30 Media M

FS > 1.30 Baja B

8.9.5 Resultados de Analisis

En la Tabla 8-13 y Anexo 4 se presentan los resultados de análisis donde se evidencia que

la condición de inestabilidad de la ladera se presenta bajo la acción de sismo, que implica

plantear medida de protección y estabilización de la ladera.

Tabla 8-13 Resultados de Analisis

SECCION 3 LADERA EN ESTUDIO

CONDICIÓN FAC. SEGURIDAD

DTCO

FAC. SEGURIDAD

MEDIO

ESPESOR (m)

CATEGORÍA AMENAZA

ESTÁTICO 1.576 1.576 7.00 Media

ESTÁTICO + RU 1.408 1.408 7.00 Media

PSEUDOESTATICO 0.915 0.915 7.00 Alta

PSEUDOESTATICO +RU 0.834 0.834 7.00 Alta

Con base en estos resultados en los siguientes numerales se detallaran las obras de

contención para las edificiaciones de tal forma que se asegure la estabilidad de las

edificaciones frente a sismo.


- 83 -

8.10 DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE CONTENCION

De acuerdo al numeral anterior ara la implantación de las estructuras se requiere la

implementación de sistemas de contención temporales para la ejecución

8.10.1 Análisis de Altura Crítica

Teniendo en cuenta que el proyecto realizara cortes en el terreno actual para la implantación

del mismo, se realizó un análisis de altura crítica para verificar la posibilidad de cortes

verticales (temporales) en las arcillas del perfil tanto en el edificio deportivo, como en el

Edificio Cultural B.

Altura critica suelo residual

Partiendo de un análisis de equilibro limite y asumiendo un modelo de esfuerzos totales en

suelos cohesivos se calculó la altura critica de excavación vertical con un factor de

seguridad de 2.5.

𝐻𝑐 = 4 ∗𝐶𝑢

𝛾 ∗ 𝐹. 𝑆= 4 ∗

5.5

2.0 ∗ 2.5= 4.4 𝑚

Dando una altura de 4.4 m en condición no drenada se limita a este valor las excavaciones

verticales en las arcillas, por lo cual y teniendo en cuenta que se requieren cortes del orden

de 10 y 12 se propone la implementación de un sistema de anclajes temporales tanto para

el edificio Deportivo como Cultural B.

8.10.2 Sistema de Anclajes Edificio Deportivo y Cultural B

Teniendo en cuenta los cortes proyectados, tanto para el edificio deportivo como el edificio

cultural, se ha definido el uso de un sistema de pantallas ancladas pasivas (es decir, sin

tensión posterior), con inyección de lechada en la longitud total del anclaje, y cuyo

predimensionamiento se realizo siguiendo la metodologia del libro Groud anchor and

anchored structures - Petros P Xanthakos.

Para definir la pantalla anclada de la excavacion se decidio que en una primera etapa

constructiva se retirara parte del relleno que queda en corte (ver achurado azul) con una

berma entre 2.6 para el edifcio cultural y 3.5m para el deprotivo, lo cual garantiza el paso

de maquinaria y equipos durante construcción, se deja un talud promedio de 2H:1V edificio

deportivo y 1H:1V para el edifcio Cultural 2, con el fin de descargar el corte y disminuir las

filas de anclaje. A continuacion, se presenta un esquema de la estructura propuesta para

cada edificio.


- 84 -

Ilustración 8-11 Modelo de análisis sistema de anclaje para edificio deportivo

Ilustración 8-12 Modelo de análisis sistema de anclaje para edificio cultural 2

Siguiendo la metodología de diseño, se definieron los parámetros de entrada en función de

la altura del talud y la literartura técnica consultada, asi como la experiencia del consultor,

y se definieron para el predimensionamiento los siguientes datos de entrada.


- 85 -

Tabla 8-14 parametros de entrada análisis de anclajes

Parametros de Entrada Edificio Deportivo

Cultural 2

Diametro de Perforacion 0.10 m 0.10 m

Espaciamiento ortogonal (vertical) 2.0 m 1.5 m

Altura de Talud 7.0 m 8.9 m

N de filas de anclajes 4 6

Inclinacion de los anclajes respecto a la horizontal.

20º 20°

Una vez finalizada la etapa de predimensionamiento se ha comprobado la estabilidad de

los anclajes corroborando la resistencia a la tension, la capacidad de la placa, y el pull out

mediante iteraciones con el software SlideV 5.0, obteniendo los siguientes resultados.

Tabla 8-15 Datos de salida analisis de anclajes

Datos de Salida Edificio Deportivo Cultural 2

Resistencia a la tensión 400 kN 450 kN

Capacidad de la Placa 200 kN 200 kN

Resistencia al arrancamiento

40 kN/m 60 kN/m

Espaciamiento en profundidad

1.5m 1.5m

Longitud final de anclaje: Primera Fila (superior) = 27m

Segunda Fila = 23m

3era y 4rta Fila = 20m

Todas las filas 15m


- 86 -

Ilustración -8-13 Parámetros geométricos de entrada de anclajes Edificio Deportivo


- 87 -

Ilustración -8-14 Parámetros geométricos de entrada de anclajes Edificio Cultural 2


- 88 -

Una vez definidos los parámetros de entrada se verifica la estabilidad global del sistema

para la condición mas critica (saturado + sismo) obteniendo en los dos casos factores de

seguridad superiores a 1.1, cumpliendo lo expuesto en el titulo H de la NSR-10.

Ilustración -8-15 Resultados de Modelacion con obras Edificio Deportivo

Ilustración -8-16 Resultados de Modelacion con obras Edificio Deportivo


- 89 -

Proceso constructivo de anclajes

• Se retira el relleno superficial dejando una berma de 2.5 a 3.5m con un talud máximo de 1:1.

• Se excava el primer nivel de anclaje de acuerdo a la separación propuesta para cada edificio.

• Se perfora e instala el anclaje hasta lograr la longitud requerida.

• Se procede con el segundo nivel y los siguientes de la misma manera de tal forma que se logre la profundidad requerida.

Ilustración -8-17 Esquema proceso constructivo de Anclajes Tomado de Groud

anchor and anchored structures - Petros P Xanthakos.

8.10.3 Muro en contrafuertes Edificio Cultural 1

Teniendo en cuenta que la altura de corte del edificio A varia entre 7 y 5m

(aproximadamente), se propone la implementación de un muro con contrafuertes, a

continuación, se presenta el predimensionamiento del muro el cual debe ser verificado por

el diseñador estructural.

• Tipo de suelo: de acuerdo a la implantación el muro tendrá en el trasdós el material

de relleno del sitio, de acuerdo al proceso constructivo se retirara temporalmente y

se rellenara en una etapa posterior con el mismo material.

• Calculo de empujes de tierras.


- 90 -

COEFICIENTES DE EMPUJES DE TIERRAS (Rankine)

SÍMBOLO DESCRIPCIÓN Relleno 0-3.5m

Suelo Residual 3.5-11m

Angulo de fricción del material de corte* 32.00 11.00

Angulo de inclinación de la superficie 0.00 0.00

Angulo de inclinación del muro 90.00 90.00

Angulo de ficción entre el relleno y el muro (2/3) 21.33 7.33

Kh Coeficiente de aceleración horizontal (g) (NSR-10) 0.18 0.18

Kv Coeficiente de aceleración vertical (g) 0.00 0.00

' tan-1(Kh/(1-Kv)) 9.98 9.98

Ka Coeficiente de presión activa 0.275 0.626

Kae: Coeficiente de presión activa con sismo 0.402 0.917

Kp Coeficiente de presión pasiva 7.333 1.709

• Predimensionamiento del Muro: Para el predimensionamiento del muro se

recomienda utilizar la propuesta por Clayton 2013.

Ilustración 8-18 Esquema Muro Contrafuertes

Altura: 7m

Base: 0.5H = 3.5m

Espesor de la base: H/14 = 0.5m


- 91 -

Espesor del Muro 0.3m

Distancia entre contrafuertes 0.4H = 2.8m

Espesor de los contrafueres: 0.3m

• Chequeo de falla por deslizamiento a lo largo de la base: En este análisis se

verifica el equilibrio entre fuerzas actuantes y fuerzas resistentes que inciden en la

estabilidad a lo largo de la base de la estructura. El análisis se realiza por equilibrio

límite usando la siguiente formula:

Donde:

∑V = Peso propio de la estructura y del material de relleno.

K1, k2= Coeficientes de reducción del Angulo de fricción y de la cohesión.

Φ= Angulo de fricción

C’= Cohesión.

B= Ancho de la base.

Pa= Presión activa producida sobre la estructura.

Pp= Presión pasiva.

α= Angulo de inclinación del material de relleno localizado en el trasdós del muro.

Se recomienda un factor de seguridad mayor o igual a 1.2 para análisis estático y

mayor o igual a 1 para análisis pseudoestático.

• Chequeo de falla por volteo: En este análisis se verifica el equilibrio de momentos

producidos por las fuerzas actuantes y fuerzas resistentes que inciden en la

estabilidad de la estructura, con respecto al punto C localizado en la punta de base

de la estructura. El análisis se realiza por equilibrio límite usando la siguiente

fórmula:

Donde:

Mn = Momento respecto al punto C debido al peso propio de las sección n

Mv = Momento respecto al punto C debido a la componente vertical de la presión

activa.

H= Altura del muro medida desde la punta del talón hasta la superficie del terreno

(H+h).


- 92 -

Pa= Presión activa producida sobre la estructura.

α= Angulo de inclinación del material de relleno localizado en el trasdós del muro.

Se recomienda un factor de seguridad mayor o igual a 2.0 para análisis estático y mayor o

igual a 1.5 para análisis pseudoestático.

• Chequeo de falla por capacidad portante

• En este análisis se verifica que el esfuerzo vertical transmitido al suelo por la base

de la estructura no supere la capacidad de carga última del suelo. El análisis se

realiza usando la siguiente fórmula:

𝐹𝑠𝑣𝑜𝑙𝑡𝑒𝑜 = 𝑞𝑈𝑙𝑡𝑖𝑚𝑎

𝑞𝑀𝑎𝑥

Donde:

𝑞𝑚𝑖𝑛𝑚𝑎𝑥 =

∑ 𝐹. 𝑉𝑒𝑟𝑡𝑖𝑐𝑎𝑙𝑒𝑠

𝐵∗ (1−

+ 6 ∗ 𝑒

𝐵)

Se recomienda un factor de seguridad mayor o igual a 3.0.


- 93 -

9 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

9.1 CONDICIÓN DE AMENAZA

Se recopilo la información de amenaza por movimientos en masa e inundación del Instituto

Distrital de Gestión de Riesgos y Cambio Climático (IDIGER), los cuales se presentan en la

Ilustración 2-6 e Ilustración 2-7 donde se aprecia que la amenaza es nula para inundación

y media para movimiento en masa, por lo cual la Secretaria de Cultura adelanto la

respectiva consulta frente al IDIGER, donde la entidad manifiesta que para los predios de

estudio no se requiere la presentación de estudios detallados de amenaza y riesgo por

procesos de remoción en masa (ver Anexo 1).

9.2 CONDICIONES SÍSMICAS

De acuerdo a los análisis presentados en el numeral 5, el proyecto se encuentra en zona

de Depositos de Ladera de acuerdo al decreto 523 de 2010.

9.3 GEOLOGIA

El predio de estudio, se localiza en la parte alta de la ladera que conforma el cerro de Suba,

por rocas del Paleoceno inferior de la formación Guaduas – K2E1g. Estratigráficamente

esta zona pertenece al segmento 1 (miembro inferior) de la formación Guaduas4. El

contacto de este segmento con las areniscas superiores de la formación Labor y tierna es

neto. La litología que predomina en este segmento corresponde a arcillolitas con laminación

lenticular y arcillolitas limonitizadas, sin embargo, se tiene dos tipos de litologías claramente

marcadas: arcillolitas y lodolitas los primeros 60 m y lodolitas y arenitas de grano muy fino

entre los 60 y 129 m.

9.4 PERFIL GEOTECNICO

En general el perfil geotécnico se puede enmarcar en cuatro materiales con espesores

variables a lo largo de la ladera de estudio, el primer material corresponde con un relleno o

material botado de consistencia firme, seguido de suelos residuales compuestos de arcilla

con algunas vetas arenosas, seguido de este material se pudo establecer una roca arcillolita

meteorizada, por ultimo en la base se debe encontrar una arenisca masiva, la cual no fue

encontrada en las perforaciones pero si fue detectada en la geofísica de la línea 1 y en

afloramientos como se menciona en la geologia. Teniendo en cuenta que los cortes y las

cimentaciones proyectadas no llegan al estrato de arenisca, esta no fue tenida en cuenta

en el perfil geotécnico para diseño.

9.5 TIPO Y PROFUNDIDAD DE CIMENTACIÓN

Edificio Deportivo: Teniendo en cuenta que el edificio queda implantado sobre diferentes

materiales entre ellos el relleno superficial, se recomienda un sistema de cimentación

profunda por medio de pilotes construidos en caisson de al menos 1.0m de diámetro. La

4 Gustavo Sarmiento P. Estratigrafía y medio de depósito de la formación Guaduas. Bol.

Geol. Ingeominas. 1992


- 94 -

placa de entrepiso debe ser área para controlar deformaciones y agrietamiento por causa

de los rellenos.

Edificio Cultural 1 (1 Nivel a doble altura): Al igual que el edificio deportivo el edificio

cultural se implanta en su mayor longitud sobre el relleno, por lo cual para homogenizar las

deformaciones se recomienda cimentación profunda por medio de pilotes construidos en

caisson de al menos 1.0m de diámetro. La placa de entrepiso debe ser área para controlar

deformaciones y agrietamiento por causa de los rellenos.

Edificio Cultural 2 (6 Niveles): Teniendo en cuenta el corte proyectado para el edificio

Cultural 2 es del orden de 12m aproximadamente, cruzando los rellenos superficiales, se

recomienda que el edificio se cimiente de forma superficial con zapatas aisladas con vigas

de amarre en ambas direcciones, a una profundidad con respecto al nivel de piso de 0.5m.

Puente Peatonal: para la cimentación del puente peatonal se plantea pilotes construidos

en caisson para los dos estribos. La cota final de implantación del pilote está determinada

por la longitud mínima para soportar las cargas por estribo.

Consideraciones Adicionales

Una vez revisada la configuración definitiva de los edificios deportivo y cultural A, se

determino en conjunto con el área de estructuras tener en cuenta las siguientes

consideraciones para la construcción del sistema de cimentación:

• Se recomienda que se construya al menos un pilote en caisson por columna, esto

con el fin de garantizar la transmisión de esfuerzos a los estratros competentes. La

distribución final será definida por el ingeniero estructural teniendo en cuenta el nivel

de cargas y momentos a los que se ve sometido cada dado de cimentación.

• Se ratifica que el sistema de construcción será por medio de caisson, dado que los

trabajos se realizaran a media ladera sobre materiales duros.

• La longitud mínima del caissons será de 10m y en todo caso se debe garantizar

quede empotrado sobre el material definido como Arcillolita (Rb1 o Rb2) de tonos

grises y vinotintos, de consistencia muy dura. La cota de fondo del caisson

consignada en los planos estructurales se podrá ajustar durante la construcción si

se determina que el material de fundación no es el correspondiente a la roca Rb1 o

Rb2.

9.6 MANEJO DE AGUA SUPERFICIALES Y SUBTERRÁNEAS

Se recomienda la instalación de filtros tipo Alveodren o similar ubicados en el trasdós de

los muros de contención del edificio Cultural A, en la ilustración 7-5 se presenta el esquema

en planta donde irán ubicados los filtros, estos filtros deberán descolar al sistema de

alcantarillas según diseños hidráulicos.

El filtro Alveodren consiste en una estructural alveolar isotrópica geosintetica compuesta

por un centro en polietileno de alta densidad, tiene como función del drenaje con alta

capacidad de conducción y evacuación del agua.


- 95 -

El sistema ALVEODREN 10 recubre todo el muro y por su lámina impermeable no permite

el paso de aguas que puedan llegar y las direcciona como drenaje vertical hacia la parte

inferior del muro en donde se conectara con el ALVEODREN COLECTOR, el cual

direcciona las aguas al sitio de evacuación.

Ilustración 9-1 Sistema de filtracion Fuente: Eco Geosystems

El Alveodren colector esa compuesto por un Geoespaciador Alveolar impermeable

Bicuspide, un geotextil Dupont no tejido, pre comprimido y pretensado de fibras continuas,

de alta resistencia a la tensión y no punzonado que garantiza no colmatación.

Adicionalmente un recubrimiento de Resina Impermeable en la parte inferior del geotextil

(no se requiere tubería).

Ilustración 9-2 Alveodren Colector


- 96 -

Ilustración 9-3 Instalación filtro Fuente: Eco Geosystems

9.7 RECOMENDACIONES ZONAS DURAS

A continuación, se presentan las recomendaciones para la construcción de zonas duras

como pisos adoquinados, losetas, andenes y canchas sobre grama natural.

En la zona prevista para el proyecto del CDRC Parque Las Cometas se tienen materiales

con valores de CBR que fluctúan entre 2.2 y 4% y se consideran para pavimentos suelos

blandos y de acuerdo con la Tabla 9-2, se consideran poco competentes como subrasante

y se recomienda apoyarse sobre una capa de subrasante de 20cm y una base IDRD de 15

cm de espesor.

Tabla 9-1 CBR de los materiales en profundidad

MUESTRA CBR

ID SONDEO No. TIPO Prof. Inicial

[m]

Prof. Final [m]

Prof. prom.

[m]

MATERIAL 0.1" Sin inmersión

0.1" Con inmersión

Relación de

expansión [% ]

AP1_1 AP1 1 CBR 1.60 2.90 2.25 1 5.0 2.9 1.7

AP2_1 AP2 1 CBR 1.70 3.00 2.35 1 3.8 2.2 0.9

AP3_1 AP3 1 CBR 1.40 2.80 2.10 1 5.8 2.9 2.1

AP4_1 AP4 1 CBR 1.30 2.95 2.13 1 8.3 4.0 1.8

Adicionalmente y teniendo en cuenta que la estructura de pavimento de las zonas duras

estará puesta la arcilla de baja plasticidad, se recomienda que el geotextil de separación

tipo FORTEX BX 30 o similar con resistencia a la Tensión de al menos 1600 N y resistencia

al punzonamiento de al menos 4400 N.

Por otro lado, y con el fin de evitar efectos de borde en los pisos se recomienda que se

realicen sobreanchos de las capas granulares de al menos 30cm a los lados del sendero o

calzada propuesto.


- 97 -

La superficie de subrasante se debe compactar con equipos de baja energía y se deben

retirar fallos o espesores de suelo orgánico que sean superiores a los 20cm identificados

en la exploración geotécnica

Tabla 9-2 Tabla de Cálculo para Espesores de Capas Granulares del IDRD

Las estructuras de piso deberán cumplir con los parámetros de materiales para bases y

subbases del IDRD, tráfico peatonal.

Base granular IDRD

Los siguientes son los rangos granulométricos exigidos por el IDRD para los materiales

seleccionados para Base Granular:

Tamiz No. Abertura (mm) Base granular IDRD % que pasa

3" (75,00) 100,00 100,00

2 1/2" (62,50) 100,00 100,00

2" (50,00) 100,00 100,00

1 1/2" (37,50) 85,00 100,00

1" (25,00) 70,00 100,00

3/4" (19,00) 60,00 90,00

1/2" (12,50) 51,00 81,00

3/8" (9,50) 45,00 75,00

#4 (4,75) 30,00 60,00

#10 (2,00) 20,00 45,00

#40 (0,43) 10,00 30,00

#200 (0,08) 5,00 15,00

Se deberá realizar una (1) prueba de Proctor Modificado (I.N.V.E-142) cada 500 m3 de

material suministrado, cuando cambien las características de color y textura del recebo o

cuando se cambie la cantera. También se recomienda realizar un (1) ensayo de

Tipo de suelo Descripción CBR Geotextil Subbase IDRD Base Idrd Arena vehic/peat Adoquín vehic/peat

suelos blandos

Poco

competente

como

subrasante

menor a 3

ST 300 o T-

2100 Pavco

o similar

20 cm 15 cm 2 cm / 3 cm 8cm / 6cm 10cm / 7cm

suelos medios

Medianamente

competente

como

subrasante

de 3 a 5

T-1700

Pavco o

similar

15 cm 15 cm 2 cm / 3 cm 8cm / 6cm 10cm / 7cm

suelos duroscompetente

como

subrasante

mayor 5

T-1700

Pavco o

similar

25 cm 2 cm / 3 cm 8cm / 6cm 10cm / 7cm

Adoquín Anden concreto

vehic/peat

Pisos adoquinados, losetas y andenes en concreto


- 98 -

Granulometría (I.N.V.E-213) por cada 500 m3 de material suministrado. El material

seleccionado debe estar entre los límites de la curva de granulometrías de las

especificaciones IDRD. Se debe pedir certificación del proveedor.

Se debe efectuar una (1) prueba de Límite líquido (I.N.V.E-125) cada 500 m3 de material

suministrado y registrar un valor menor al 30 %. Adicionalmente se debe realizar un ensayo

de Índice de plasticidad (I.N.V.E-126). La fracción del material que pasa el tamiz Nº 40 debe

tener un IP menor al 4 %. El equivalente de arena debe ser mayor o igual que 30%. El valor

de azul de metileno (I.N.V.E-235) debe ser menor o igual que 1 % (1gr/100gr).

9.8 RECOMENDACIONES PROCESO CONSTRUCTIVO

Recomendaciones proceso constructivo caisson

Se deben tener en cuenta las siguientes recomendaciones durante el proceso constructivo

de los caissons:

✓ Se deberá llevar un registro continuo de la perforación de cada caisson donde se

consignes la profundidad y la calidad del terreno.

✓ La cota de fondo del caisson consignada en los planos estructurales se podrá ajustar

durante la construcción si se determina que el material de fundación no es el

correspondiente a la roca Rb1 o Rb2.

✓ Se debe realizar la inspección del fondo del pozo verificando que el material de

excavación no exceda 4 cm.

El proceso constructivo de los caisson se divide en:

• Cimbrado de los elementos

• Replanteo de los caisson tomando como referencia los planos estructurales

• Excavación y armado de los anillos de concreto reforzado, los cuales se hacen de

forma progresiva hasta llega al suelo de cimentación.

• Excavación del suelo

• Armado del refuerzo

• Ubicación de formaletas

• Vertido de concreto

• Descimbrar la formaleta

• Armado y ubicación de la canasta de refuerzo

• Fundida del fuste


- 99 -

Proceso constructivo excavaciones

Edificio Deportivo

Se recomienda iniciar los trabajos de construcción por el edificio deportivo con el fin de

descargar la ladera y que el edificio cultural reciba menos carga. El proceso de excavación

es el siguiente.

1. Se debe realizar la remoción del material de relleno en una profundidad del orden

de 3.5m, se debe dejar una berma de 3.5m para trabajo con un corte de Talud

1V:2H.

2. Posterior a la excavación del relleno se procede a la instalación de anclajes en

cuatro niveles cada uno de 2.0.

3. Al finalizar la excavación y llegar al nivel de piso se procede a la construcción de la

estructura de cimentación.

Edificio Cultural 1

Teniendo en cuenta que se diseñaran muros con contrafuertes se propone el siguiente

proceso constructivo

1. Retiro Relleno al igual que en el edificio deportivo con un talud 1H:1V y una berma

de 1m.

2. Excavación a nivel de implantación de proyecto sobre la arcilla en vertical.

3. Excavación por trincheras alternas en tramos de no mas de 4m de tal manera que

se dé un mayor soporte a la excavación y minimice el riesgo por desprendimiento

de material.

4. Conforme se realice la excavación se debe ir fundiendo el muro de contención

incluyendo la instalación del sistema de filtros.

5. El sistema de filtros debe tener un descole a la alcantarilla que disponga el diseño

hidráulico.




- 100 -

Edificio Cultural 2

1. Se debe realizar la remoción del material de relleno en una profundidad del orden

de 3.0m, se debe dejar una berma de 2.5m para trabajo con un corte de Talud

1V:1H.

2. Posterior a la excavación del relleno se procede a la instalación de anclajes en

cuatro niveles cada uno de 1.5.



9.9 PLAN DE CONTINGENCIA PARA EXCAVACIONES

En este numeral se presenta una estructura estratégica y operativa de carácter preventivo,

predictivo y reactivo que busca ayudar a controlar las situaciones de emergencia que se

puedan manifestar por la actividad de excavaciones en el proyecto.

En el plan se determina el área de influencia del proyecto, los elementos vulnerables, los

riesgos potenciales, las personas que deben ser involucradas, los mecanismos de aviso a

las autoridades, los mecanismos de capacitación al personal, el listado de elementos

necesarios para atender una emergencia, los sitios más cercanos al proyecto donde se

pueden adquirir estos elementos y el diseño de sistemas de control de contingencia.

Este plan abarca todo lo influyente en las actividades de excavación.

9.9.1 Objetivos

General

El objetivo general del plan de contingencia es guiar el diseño y realización de actividades

dirigidas a prevenir, mitigar y corregir los daños que puedan darse por las actividades de

excavación, así como brindar al ejecutor de las obras una herramienta estratégica,

operativa e informática que permita coordinar la prevención, el control y la anulación por

parte de todos los sectores involucrados, de los efectos nocivos de estos daños, buscando

que las consecuentes emergencias se atiendan bajo criterios unificados y coordinados.


- 101 -

Específicos

✓ Identificar los riesgos potenciales del proyecto causados por la excavación junto con

los elementos vulnerables que se ven expuestos a estos.

✓ Establecer las medidas de prevención, estrategias de respuesta ante sucesos y

programas de apoyo.

✓ Definir los niveles de activación, prioridades de protección y propiedades de acción,

en función de los escenarios de riesgo asociados a las actividades de construcción

del proyecto.

9.9.2 Localización y área de influencia del proyecto

El área de influencia para este tipo de proyectos puede variar según las actividades que se

realicen en la etapa de construcción y en las condiciones y características de la zona. Para

este proyecto se estableció un área de influencia determinada por un buffer de 50 metros a

partir del límite perimetral del área de intervención.

A partir de esta área se empieza a estructurar las actividades del plan de contingencia para

el proyecto.

9.9.3 Identificación de Amenazas

Teniendo en cuenta las características del proyecto y que las excavaciones se realizaran a

cielo abierto, se contemplan dos tipos de amenaza, asociadas a procesos de remoción en

masa locales, estos son:

• Colapso superficial de una masa de suelo (falla superficial)

• Falla de estructuras de contención temporal (falla de anclajes)

Vale la pena recalcar que el plan de manejo ambiental del proyecto debe considerar las

amenazas tanto exógenas como endógenas a que dé lugar el desarrollo y la construcción

del proyecto, fuera de las ya expuestas en este plan.

9.9.4 Identificación de elementos vulnerables

Los elementos expuestos se definen como “la presencia de personas, medios de

subsistencia, servicios ambientales y recursos económicos y sociales, bienes culturales e

infraestructura que por su localización pueden ser afectados por la manifestación de una

amenaza” (Ley 1523 de 2012).

En este sentido, los elementos expuestos serán las vías adyacentes a las edificaciones, la

cancha deportiva, y el canal San Blas, así como el personal vinculado de alguna manera a

las actividades de excavación, quienes se encuentran expuestos de manera directa a las

diferentes situaciones de emergencia que pudieran presentarse.

9.9.5 Riesgos Potenciales

Los escenarios de riesgo surgen de la interacción de los factores de riesgo (amenaza y

vulnerabilidad) en un espacio y momento dado. Para este caso en específico se valora un

riesgo por procesos de remoción en masa, asociado a fallas superficiales y a fallas en los


- 102 -

sistemas de contención temporal que pueden afectar las vías, escenarios deportivos y

canales adyacentes.

Para mitigar este riesgo el informe geotécnico planteo, diseño y recomendó una serie de

medidas de contención, que incluyen la conformación de un escenario de excavación por

etapas, taludes de corte temporales, medidas de contención temporal, sistema de muros, y

sistema de drenaje que garantizan la estabilidad de las obras y su afectación a los

elementos expuestos.

No obstante, modificaciones en el proceso constructivo o variaciones significativas en las

condiciones del suelo pueden generar riesgos potenciales para el desarrollo del proyecto

por lo cual la firma constructora debe contemplar una supervisión técnica realizada de

acuerdo con lo establecido en el Título I de la NSR-10, junto con el acompañamiento de la

presente consultoría.

Igualmente, se debe ejecutar un plan de monitoreo topográfico semanal durante la

excavación y construcción de las estructuras de contención definitivas.

9.9.6 Plan de contingencia

Los planes de contingencia deben estar conformados por otros tres planes que se

encarguen de evitar, minimizar y controlar las amenazas encontradas en el análisis de

riesgos. Los planes que lo conforman son el plan estratégico, plan operativo y el plan

informativo.

Ilustración 9-4 Estructura del plan de contingencia

Fuente: JAM Ingeniería y Medio Ambiente SAS, 2018


- 103 -

9.9.7 Plan estratégico

En este se define como se organiza y coordina el Plan de Contingencias y se establecen

claramente las correspondientes líneas de mando y los grupos o brigadas responsables.

Conformación de brigadas

El éxito del plan de contingencias radica en el trabajo conjunto, organizado y coordinado

entre las personas que hacen parte del proyecto, por lo cual es indispensable la

conformación de brigadas con funciones, áreas y situaciones de acción definidas,

garantizando una respuesta oportuna a las situaciones de emergencia que se puedan

manifestar durante las actividades de excavación en el proyecto.

Todas las brigadas serán lideradas por un jefe y se contará además con un subjefe y

brigadistas (voluntarios de obra) capacitados según la especificidad de la emergencia,

quienes deben conocer el plan y responder en forma inmediata cuando se dé aviso de una

emergencia en el frente de trabajo.

Capacitaciones y simulacros

De acuerdo con las características del auditorio y las temáticas a tratar, el responsable de

las capacitaciones preparará material didáctico, ayudas audiovisuales, sesiones con

expertos externos (corporaciones, defensa civil, bomberos, etc.), folletos, entre otros

elementos que generen memoria sobre las temáticas tratadas, para lo cual se deberá dejar

registro de las capacitaciones realizadas y evidencia de las mismas. En las charlas de

entrenamiento para brigadistas es necesario evaluar a los participantes al final de la jornada

para determinar si el conocimiento fue adquirido y los aspectos que requieren refuerzos.

Recursos físicos para la atención de emergencias

Se contará con equipos contra derrames en todas las unidades móviles y en las diferentes

áreas del proyecto y equipos de movimientos de tierra y remoción de escombros, que serán

asignados en el momento de la emergencia para que integren oportunamente el grupo de

atención de emergencias. Además, se contará, como mínimo, con los siguientes equipos

para la atención, los cuales permanecerán en las instalaciones de campamentos o en un

lugar debidamente identificado:

• Botiquín

• Camilla

• Inmovilizador ortopédico

• Kit antiderrame: guantes de nitrilo, cepillo o escoba, barrera absorbente, material

absorbente, cinta de seguridad, bolsas rojas, recogedor o pala plástica, rótulos o

marcador.

Durante la fase constructiva, el Contratista atenderá a los usuarios durante las 24 horas del

día, para lo cual contará con los siguientes elementos ubicados en la zona adquirida como

campamento


- 104 -

• Un (1) carro taller

• Una (1) grúa para movilización de vehículos grandes

• Una (1) grúa para movilización de vehículos pequeños

• Una (1) ambulancia TAM, para permitir la atención médica durante el traslado del paciente.

• Una (1) cama baja

9.9.8 Plan informativo o de comunicación

El plan informativo tiene como finalidad definir los mecanismos de comunicación del riesgo,

tanto en acciones preventivas, como durante el suceso de una emergencia originada por

alguna de las amenazas identificadas, además de relacionar las autoridades regionales y

las entidades para la atención de emergencias, siendo este plan transversal al plan de

contingencia.

Según el tipo, magnitud y efecto de las contingencias presentadas, para su atención será

necesario el apoyo de las entidades de atención a emergencias y desastres y las

autoridades locales que logren controlar la emergencia presentada. Por lo tanto, es

necesario facilitar al personal los contactos de estas entidades por medio de un directorio

de organismos de socorro, el cual se relaciona en la Tabla 9-3.

Tabla 9-3 Directorio telefónico de entidades

COBERTURA ENTIDAD DE EMERGENCIA NUMERO DE CONTACTO

Nacional

Línea de Emergencias Nacional 123

Defensa civil 144

Cruz Roja 132

Bomberos 119

Fuente: JAM Ingeniería y Medio Ambiente SAS, 2018

Todo el personal del proyecto será capacitado periódicamente en torno al Plan de

contingencias con énfasis en los siguientes temas: tipos de emergencias que podrían

presentarse en las áreas de trabajo, plan de evacuación, rutas de evacuación y puntos de

encuentro

9.9.9 Plan operativo

El plan operativo contiene los procedimientos necesarios para afrontar las situaciones de

emergencia que puedan presentarse por las actividades de excavación, que se identificaron

como fallas superficiales y fallas de los elementos de contención temporal.

Estrategias de prevención

Las acciones de prevención reducen la probabilidad de ocurrencia de una emergencia y durante el desarrollo de ésta, evitan que se extienda hacia otras áreas.


- 105 -

• Cercado del predio donde se realizaran las excavaciones.

• Se deben detectar la ubicación de tuberías de agua, colectores, gas, electricidad

etc.

• El personal debe contar con los elementos de protección personal para la ejecución

de las actividades.

• Se debe planificar el personal en función del volumen de tierra a remover

• Se debe evitar trabajar en días de lluvia.

• Monitoreo continuo por medio de inspección visual, durante obra.

• Llevar a cabo las recomendaciones planteadas en los numerales anteriores y el

capítulo 8 del proceso constructivo, así como llevar a cabo las obras

complementarias.

Estrategias de atención de la emergencia:

• Las estrategias para atender la emergencia tienen un componente de prevención

de desastres, ya que se plantean mediante un conjunto de medidas y acciones

diseñadas a partir de la evaluación de riesgos, de las condiciones generales de la

población y de las características particulares para cada uno de los factores

detonantes.

•

Las estrategias para atender emergencias buscan cumplir los siguientes objetivos:

• Determinar los niveles de alerta de la emergencia, de acuerdo con la magnitud de

la misma.

• Evitar o disminuir el nivel de afectación sobre los habitantes y sus actividades,

proteger el medio ambiente y atender eficientemente las quejas y reclamos que

ocasione la emergencia.

• Minimizar los costos ambientales, urbanísticos y financieros producidos por la

emergencia.

• Optimizar el uso de los recursos disponibles de las entidades.

Para la definición del tipo de acciones a seguir durante la atención de la emergencia es importante evaluar las distintas limitaciones que pueden afectar esta labor

• Las condiciones meteorológicas y climáticas prevalecientes durante el desarrollo de

la emergencia.

• Las condiciones físicas, económicas y sociales de la población afectada.


- 106 -

• El funcionamiento de las entidades de apoyo y de las instituciones de salud.

• La disponibilidad del personal de las brigadas y demás grupos de apoyo.

• El entrenamiento del grupo de respuesta.

Reporte de la emergencia

La notificación o aviso es el primer reporte de presunción o evidencia de una emergencia y

puede ser generado por cualquier persona empleado u operario que se encuentre en el

área y detecte la situación, el cual deberá dar aviso inmediato a su superior, quien

inmediatamente avisará al coordinador de atención a emergencias, quien informara

oportunamente a los jefes de brigada de ser necesario.

Una vez conocida la emergencia, se dará la señal previamente definida por el coordinador

de atención de a emergencias acordada en las capacitaciones previas, por lo tanto, todo el

personal debe conocer la señal y saber reaccionar ante esta.

Los operarios y personal del frente de obra deben conocer y tener conocimiento del grado

de responsabilidad propio y la importancia que tiene minimizar los riesgos de pérdidas

humanas y naturales en el momento de presentarse una emergencia, para lo cual se deben

seguir las instrucciones en el siguiente orden:

1. Suspender las actividades 2. Comunicar la señal de alarma a sus compañeros 3. Desconectar máquinas y equipos eléctricos 4. Guardar la calma 5. Salvaguardar elementos de carácter técnico y operativo 6. Dirigirse al sitio de evacuación previsto (a medida que el frente de obra se desplace, se

debe fijar el punto de encuentro) 7. Atender las recomendaciones de los jefes de brigada 8. Circulación estrictamente por la derecha 9. No devolverse por ningún motivo 10. Dar prioridad a las personas mayores, mujeres y menores.

En caso que la falla sepulte o entierre alguna persona la brigada de rescate, organizara las actividades para:

1) Hacer del área de rescate un lugar seguro

2) Excavar el suelo colapsado para rescatar a la(s) personas enterradas

3) Simultáneamente llamar a los organismos de socorro.

En caso de una contingencia, ante todo debe considerarse el tipo de emergencia, su causa y sus posibles consecuencias.


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10 LIMITACIONES

Las conclusiones y recomendaciones del presente informe están basadas en los resultados

obtenidos a partir de la información recopilada de investigación del subsuelo y ensayos de

laboratorio ejecutados en estudios anteriores.

La información de exploración y laboratorio fue realizada por la empresa GEOPAV Ltda y

corresponde a sitios puntuales, por lo tanto, los perfiles geotécnicos obtenidos son

aproximados y establecidos de acuerdo con los perfiles de cada sondeo.

El plano final de las estructuras de cimentación proyectadas debe enviarse a la empresa

consultora que emite el presente documento para su respectiva aprobación.

JAVIER ANTONIO MILLÁN L.

ING. CIVIL Msc. GEOTECNIA UN

Mat. 25202 – 32873 Cund.

Enero de 2019

EJECUCIÓN DE ESTUDIOS Y DISEÑOS ARQUITECTÓNICOS, DE ...

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