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Informe E.S Piscina y Areas Sociales-La Paz Santander
Informe E.S Piscina y Areas Sociales-La Paz Santander
Informe E.S Piscina y Areas Sociales-La Paz Santander
Elaborado por:
FWF GEOINGENIERIA S.A.S.
Dirigido a:
ALCALDIA MUNICIPAL LA PAZ
BARBOSA SANTANDER
2017
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CARRERA 7 # 5C-43 AVENIDA DE LAS AMÉRICAS BARBOSA SANTANDER- COLOMBIA
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TABLA DE CONTENIDO
Pág.
INTRODUCCIÓN 7
1. JUSTIFICACIÓN 8
2. OBJETIVOS 9
2.1. GENERAL 9
2.2. ESPECÍFICOS 9
4. ANALISIS DE RESULTADOS 19
3
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6. DIEÑO SISMICO 28
8. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 35
9. ANEXOS 39
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LISTA DE TABLAS
Pág.
LISTA DE GRAFICAS
Pág.
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LISTA DE FIGURAS
Pág.
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INTRODUCCIÓN
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1. JUSTIFICACIÓN
Con el desarrollo de una obra civil se busca mejorar la calidad de vida de un grupo
o sector de habitantes, no obstante, es importante resaltar que existe la necesidad
de reducir a un mínimo el riesgo de la pérdida de vidas humanas, y defender en lo
posible el patrimonio del estado y de los ciudadanos2, para cumplir con tal fin, es
necesario llevar a cabo un adecuado proceso de planeación y diseño de la obra,
teniendo en cuenta todos y cada uno de los factores involucrados en el
comportamiento de la estructura.
Uno de los factores a tener en cuenta durante el desarrollo de una obra civil, es el
tipo de suelo sobre el cual se cimentará, pues este es el encargado de soportar las
cargas generadas por la súper estructura, razón por la cual, se hace necesario llevar
a cabo una investigación de las propiedades físicas y mecánicas de los estratos que
conforman el sub suelo presente en la zona del proyecto, de tal forma que se puedan
generar una serie de recomendaciones finales que garanticen el óptimo desempeño
del suelo antes, durante y después de la fase constructiva.
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2. OBJETIVOS
2.1. General
2.2. Específicos
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3. GENERALIDADES DEL PROYECTO
3.2. Localización
Fuente: www.wikipedia.org
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3.2.2. Localización particular
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CARACTERIZACIÓN GEOTECNICA DEL SUBSUELO
3.3. Geología
Santander es uno de los departamentos más montañosos del país y gran parte de
su territorio corresponde a la Cordillera Oriental, donde el relieve es escarpado a
moderado; sin embargo, en su extremo occidental posee una amplia zona baja y
plana. El Departamento de Santander está representado por dos grandes regiones
naturales como son la Cordillera Oriental y el Valle Medio del Magdalena (IGAC,
1992).
Figura 3: Formaciones presentes en la zona de estudio
Esta unidad está conformada por lutitas, calizas, areniscas y lodolitas, datadas del
Barremiano al Albiano inferior, las cuales se encuentran bien expuestas en el cauce
de los ríos Lebrija, Sogamoso, Suárez y Fonce, en el extremo sur del departamento,
donde están ampliamente distribuidas; ocupan las áreas de Confines, Oiba, Suaita,
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La Paz, Chipatá, Vélez, Jesús María y Albania. Estas sedimentitas están
representadas por las formaciones Paja y Tablazo.
- FORMACIÓN PAJA. Esta unidad está constituida por lutitas y shales gris oscuros
a azulosos, fosilíferos, con intercalaciones de areniscas gris amarillentas, de grano
fino, con algunas intercalaciones de shales grises, localmente arenosos, calcáreos,
fosilíferos, localmente limosos a arenosos, con intercalaciones de areniscas gris
amarillentas, de grano fino, también pequeñas intercalaciones de calizas grises,
localmente arenosas, fosilíferas. Se estima que su depósito tuvo lugar en un
ambiente epicontinental. El espesor varía entre 125 y 625 m.
- FORMACIÓN TABLAZO. La secuencia de esta unidad consiste en calizas gris a
negras, fosilíferas, localmente glauconíticas y arcillosas de color negro, con niveles
intercalados de arcillolitas grises a gris azulado, calcáreas, fosilíferas, en capas
medianas a gruesas, con intercalaciones de areniscas grises, grano fino a medio,
arcillosas, levemente calcáreas, en capas delgadas. El ambiente de depósito
parece corresponder a condiciones neríticas, poco profundas. El espesor varía entre
150 y 325 m.
La Formación Tablazo se encuentra en contactos concordantes con la infrayacente
Formación Paja y la suprayacente Formación Simití. Su edad es considerada del
Aptiano superior Albiano inferior. Esta unidad en parte es cronoestratigráficamente
correlacionable con las formaciones Tibú-Mercedes y Aguardiante.
BERRIASIANO-HAUTERIVIANO (Kbeh).
Esta unidad comprende sedimentitas como areniscas, limolitas, calizas, lutitas, con
niveles conglomeráticos y evaporíticos, que han sido datados del Berriasiano al
Hauteriviano, cuyos afloramientos se encuentran restringidos a las estribaciones
occidentales de la Cordillera Oriental. Estas sedimentitas están agrupadas en las
formaciones Los Santos (Tambor), Cumbre y Rosa Blanca
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gris oliva, cuarzosas, de grano fino, con cemento silíceo; limolitas y arcillolitas
blancas y negras y limolitas rojas. El depósito se asume en un ambiente de dominio
marino marginal sobre una llanura costera aluvial. El espesor es de 137 m en la
sección tipo y entre 25 y 53 m en Santander.
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Tabla 1: Profundidades máximas de perforación
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3.8. Perfil estratigráfico
3.8.1. Sondeo 1
Alcanzó una profundidad de 6.0 metros, dentro de los cuales se encontraron los
siguientes estratos.
0.20 – 0.70 (SUCS – CH): Arcilla de alta plasticidad color gris de consistencia
mediana con bajo contenido de humedad.
0.70m – 4.50m (SUCS – CH): Arcilla de alta plasticidad color amarillo con
vetas grises de consistencia blanda a mediana con bajo contenido de
humedad.
4.50m – 6.00m (SUCS – CL): Arcilla de baja plasticidad con arena color gris
de consistencia mediana con bajo contenido de humedad.
3.8.2. Sondeo 2
Alcanzó una profundidad de 6.0 metros, dentro de los cuales se encontraron los
siguientes materiales.
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1.00m – 4.50m (SUCS – CL): Arcilla de baja plasticidad con arena color
amarillo de consistencia firme a muy firme con moderado contenido de
humedad.
4.50m – 6.00m (SUCS – CL): Arcilla arenosa de baja plasticidad color café
con visos verdes de consistencia muy firme con bajo contenido de humedad.
3.8.3. Sondeo 3
0.20m – 0.50m: Material vegetal con arcilla de alta plasticidad con moderado
contenido de humedad.
0.50m – 3.00m (SUCS – CL): Arcilla de baja plasticidad con arena color
amarillo con visos grises de consistencia blanda a mediana con moderado
contenido de humedad.
3.00m – 6.00m (SUCS – CL): Arcilla de baja plasticidad color café con visos
negros de consistencia mediana con bajo contenido de humedad.
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Tabla 2: Resumen de los resultados obtenidos de los ensayos de clasificación.
Prof. % %
Perf. SUCS % Finos LL (%) LP (%) IP(%) w (%)
(m) Gravas Arenas
0,50 CH 0,00 5,57 94,43 65,39 26,58 38,81 36,90
Sondeo 1 2,80 CH 0,46 7,90 91,63 57,37 26,78 30,58 34,66
4,50 CL 2,97 14,41 82,62 40,70 17,75 22,95 16,63
1,00 MH 0,00 6,81 93,19 63,59 36,20 27,38 50,60
Sondeo 2 3,00 CL 13,37 16,03 70,59 40,02 18,93 21,09 20,57
4,50 CL 10,64 30,09 59,27 39,95 18,15 21,80 27,83
0,50 CH 0,00 13,55 86,45 55,31 27,43 27,89 52,25
1,50 ML 0,00 18,03 81,97 NL NP - 53,49
Sondeo 3
2,00 CL 0,91 16,53 82,57 47,71 24,26 23,45 44,69
4,00 CL 0,61 11,46 87,93 40,33 21,53 18,80 16,69
Fuente: Elaboración propia
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4. ANALISIS DE RESULTADOS
PROFUNDIDAD VS HUMEDAD
Humedad (%)
0 10 20 30 40 50
0.00
1.00
2.00 Sondeo 1
Profundidad (m)
Sondeo 2
3.00
Sondeo 3
4.00
5.00
6.00
7.00
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En La grafica anterior se puede apreciar que los niveles de humedad fluctúan entre
el 16,5 y el 53,5%, donde:
0.50
% Finos
% Arenas
2.80 % Gravas
4.50
% Granulometrico
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Grafica 3: Perfil granulométrico (sondeo 2)
1.00
% Finos
% Arenas
3.00 % Gravas
4.50
% Granulometrico
0.50
% Finos
1.50 % Arenas
% Gravas
2.00
4.00
% Granulometrico
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Según las gráficas presentadas anteriormente se puede encontrar que para los
sondeos, en toda la profundidad el suelo es dominado por material fino, variando el
porcentaje de finos entre 59% hasta 94%, definiendo el comportamiento del suelo
por la fracción fina, sin embargo se presenta un porcentaje de arenas entre 5% a
30%. Estos porcentajes de material son variables en el sondeo para toda su
profundidad, los materiales arenosos y de grava son muy bajos por ello no inciden
en el comportamiento del suelo, por lo que los fenómenos que se pueden presentar
y se deben controlar durante esta profundidad para el sondeo son la expansión y/o
ablandamiento cíclico de materiales finos.
4.3. Plasticidad
En las siguientes graficas se presenta la variación del límite líquido, límite plástico
e índice de plasticidad, con respecto a la profundidad.
Grafica 5: Plasticidad de los materiales (sondeo 1)
PLASTICIDAD SONDEO 1.
(%)
10 20 30 40 50 60 70
0.00
0.50
1.00
LL (%)
1.50
LP (%)
Profundidad (m)
2.00 IP(%)
2.50 w (%)
3.00
3.50
4.00
4.50
5.00
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Grafica 6: Plasticidad de los materiales (sondeo 2)
PLASTICIDAD SONDEO 2.
(%)
10 20 30 40 50 60 70
0.00
1.00
LL (%)
Profundidad (m)
2.00 LP (%)
IP(%)
3.00
w (%)
4.00
5.00
6.00
PLASTICIDAD SONDEO 3.
(%)
10.00 30.00 50.00 70.00
0.00
0.50
1.00
LL (%)
1.50
Profundidad (m)
LP (%)
2.00
IP(%)
2.50
w (%)
3.00
3.50
4.00
4.50
5.00
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La plasticidad es un parámetro importante que influye directamente en el
comportamiento de un suelo, pues el valor de IP (Índice de plasticidad) tiende a ser
directamente proporcional a problemas expansivos del suelo, e inversamente
proporcional a la resistencia del mismo.
Por otro lado el material se encuentra que la humedad supera el límite plástico o
está cerca de él, generando posibles deformaciones con la aplicación de cargas,
por lo tanto debe controlarse la humedad del terreno evitando que se generen
infiltraciones no deseadas que puedan modificar la consistencia del material y se
generen deformaciones que afecten la estructura. Por otro lado el terreno presenta
mediana capacidad de absorber agua en épocas invernales donde el nivel freático
puede incrementar.
4.4. Resistencia
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Tabla 3. Resultados de ensayos de compresión inconfinada.
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Grafica 8. Resistencia vs profundidad
PROFUNDIDAD VS RESISTENCIA
Resistencia (Kg/cm2)
0.0 2.0 4.0 6.0 8.0
0.0
1.0
2.0
Sondeo 1
Profundidad (m)
Sondeo 2
3.0
Sondeo 3
4.0
5.0
6.0
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5. ANÁLISIS DE SUELOS EXPANSIVOS
La tabla H.9.1-1 de la NSR - 10, da a conocer los criterios más aceptados para el
reconocimiento de suelos expansivos con base en la plasticidad que presenta el
material en estudio; Entonces, soportados en dicha tabla, a continuación se
presenta el potencial de expansión que presentan los suelos conformados
principalmente por partículas finas.
Profundidad Potencial de
Sondeo Estrato LL (%) IP (%)
(m) Expansión
0,50 CH 65,39 38,81 Muy Alto
Sondeo 1 2,80 CH 57,37 30,58 Alto
4,50 CL 40,70 22,95 Medio
1,00 MH 63,59 27,38 Muy Alto
Sondeo 2 3,00 CL 40,02 21,09 Medio
4,50 CL 39,95 21,80 Medio
0,50 CH 55,31 27,89 Alto
1,50 ML NL - Muy Alto
Sondeo 3
2,00 CL 47,71 23,45 Medio
4,00 CL 40,33 18,80 Medio
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nivel freático. Para tal caso deberá controlarse el ingreso de agua a los estratos, ya
que puede generar cambios volumétricos y afectar la estructura.
6. DIEÑO SISMICO
Para la definición del tipo de perfil del suelo se utilizaron los ensayos de los
resultados obtenidos de los ensayos de compresión inconfinada; tal y como se
muestra a continuación.
Su
Sondeo Profundidad (m)
(Kg/cm 2 )
1,0-1,8 0,38
1
2,8-3,5 0,21
1,0-1,8 0,60
2
1,8-2,7 1,31
1,0-2,0 0,30
3
2,0-3,0 0,13
Su promedio 0,50
0,5 < Su < 1,0 Kg/cm2
Tipo de perfil del suelo: D
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6.2. Parámetros de diseño sísmico
Con el fin de tener en cuenta los posibles efectos de un sismo en el diseño de las
estructuras y de acuerdo con las recomendaciones de la de ley 1229 de 2008
contenidas en las normas de diseño sismo resistente NSR-10, las características y
parámetros en consideración son:
Tabla 7: Parámetros de diseño sísmico.
Municipio La Paz
Zona de amenaza sísmica Intermedia
Coeficiente de aceleración pico efectiva (Aa) 0,15
Coeficiente de velocidad horizontal pico efectiva (Av) 0,15
Coeficiente de Importancia (Grupo de uso I) 1,00
Perfil del suelo D
Coeficiente de amplificación del suelo para la zona de
1,5
periodos cortos del espectro, Fa
Coeficiente de amplificación del suelo para la zona de
2,3
periodos intermedios del espectro, Fv
0.50
0.40
Sa (g)
0.30
0.20
0.10
0.00
0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 4.50 5.00
T (Seg)
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7. ANÁLISIS DE CAPACIDAD PORTANTE Y NIVEL DE CIMENTACIÓN
De acuerdo con las características geotécnicas del suelo, se puede encontrar que
el sistema de cimentación recomendado para la construcción del proyecto,
corresponde a cimientos superficiales conformados por zapatas aisladas, unidas
entre sí por vigas de amarre, como se establece en la norma sismo resistente NSR-
10.
Estas estarán localizadas a un nivel no menor de 1.0 m desde el nivel del terreno,
con el fin de que queden empotradas en estratos con la resistencia adecuada. Las
dimensiones de la cimentación se deben definir de acuerdo al resultado de la
evaluación de las cargas no mayoradas resultado del análisis estructural, para lo
cual se da la variación de presiones en función de la profundidad y dimensiones de
la cimentación.
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7.2. CAPACIDAD PORTANTE
Donde “C” en la cohesión del suelo “q” la sobrecarga a nivel de fundación, “𝛾” el
peso unitario del suelo.
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Tabla 8 Capacidad de carga para cimientos superficiales.
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7.3. ASENTAMIENTOS
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Tabla 10 Asentamientos elásticos
Es (ton/m2) 3.263
CÁLCULO DE ASENTAMIENTOS ELASTICOS COSTRUCCIÓN DE PISCINA
Y AREAS SOCIALES COLISEO CENTRAL-LA PAZ - SANTANDER
0,30
NC (m) B (m) L (m) B/L ar Qad m (ton/m2) Se (cm)
1,0 1,0 1,0 1,00 0,88 15,0 0,37
1,0 1,0 1,2 0,83 0,82 14,6 0,33
1,0 1,0 1,5 0,67 0,76 14,2 0,30
1,0 1,0 2,0 0,50 0,71 13,8 0,27
1,0 1,2 1,2 1,00 0,88 14,3 0,42
1,0 1,2 1,4 0,86 0,83 14,0 0,39
1,0 1,2 1,5 0,80 0,81 13,8 0,37
1,0 1,2 2,0 0,60 0,74 13,4 0,33
1,0 1,5 1,5 1,00 0,88 13,6 0,50
1,0 1,5 1,7 0,88 0,84 13,4 0,47
1,0 1,5 2,0 0,75 0,79 13,1 0,43
1,0 1,5 2,5 0,60 0,74 12,8 0,40
1,3 1,0 1,0 1,00 0,88 14,8 0,36
1,3 1,0 1,2 0,83 0,82 14,4 0,33
1,3 1,0 1,5 0,67 0,76 14,1 0,30
1,3 1,0 2,0 0,50 0,71 13,7 0,27
1,3 1,2 1,2 1,00 0,88 14,4 0,42
1,3 1,2 1,4 0,86 0,83 14,1 0,39
1,3 1,2 1,5 0,80 0,81 14,0 0,38
1,3 1,2 2,0 0,60 0,74 13,6 0,34
1,3 1,5 1,5 1,00 0,88 14,6 0,54
1,3 1,5 1,7 0,88 0,84 14,4 0,50
1,3 1,5 2,0 0,75 0,79 14,1 0,47
1,3 1,5 2,5 0,60 0,74 13,7 0,43
1,5 1,0 1,0 1,00 0,88 15,2 0,37
1,5 1,0 1,2 0,83 0,82 14,8 0,34
1,5 1,0 1,5 0,67 0,76 14,4 0,31
1,5 1,0 2,0 0,50 0,71 14,1 0,28
1,5 1,2 1,2 1,00 0,88 14,9 0,44
1,5 1,2 1,4 0,86 0,83 14,5 0,40
1,5 1,2 1,5 0,80 0,81 14,4 0,39
1,5 1,2 2,0 0,60 0,74 14,0 0,35
1,5 1,5 1,5 1,00 0,88 15,3 0,56
1,5 1,5 1,7 0,88 0,84 15,0 0,53
1,5 1,5 2,0 0,75 0,79 14,7 0,49
1,5 1,5 2,5 0,60 0,74 14,4 0,45
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8. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
La resistencia del material que se usara como portante, es mediana a firme, por
lo tanto se recomienda colocar un material de relleno que mejorara la capacidad
portante del terreno, el cual deberá soportar las cargas que se transmiten sobre
la cimentación, debe tener un espesor mínimo de 20 cm, colocada por debajo
del nivel de cimentación elegido, que deberá estar compactado al 95% del
ensayo Proctor Modificado y que cumpla con los siguientes requisitos.
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Debido a que según la clasificación de suelos expansivos dada por la NSR-10, el
estrato portante presenta un potencial alto a muy alto, estará muy susceptible a
cambios volumétricos por efecto del agua, para tal caso se recomienda
implementar las medidas preventivas contempladas en el titulo H, ítem H.9.1.6,
con el fin de alterar lo menos posible el suelo, y reducir los potenciales de
humedad que puedan alterar el comportamiento del suelo, y afecten la estructura
al final de la construcción.
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La capacidad admisible del suelo varía en función de la profundidad de desplante
y de las características del estrato sobre el cual se haga la fundación de esta, con
los resultados y análisis de laboratorio se obtuvieron valores entre 12.7 y 15.3
ton/m² para cimientos aislados.
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Los análisis, conclusiones y recomendaciones indicados en este informe están
basados en las observaciones de campo, exploración del suelo a nivel puntual y
resultados de laboratorio obtenidos de las muestras ensayadas, por lo que
cualquier cambio en las condiciones del subsuelo no previstas en el presente
documento deben ser informadas al ingeniero de suelos quien modifique o
recomiende los ajustes necesarios acordes con la situación.
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9. ANEXOS
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ANEXO A
ENSAYOS DE LABORATORIO