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  • Planta de Tratamiento de Aguas Residuales-PTAR Salitre Diseo bsico muro en suelo reforzado-Hazen and Sawyer

    RO4-1-0286-01- IN 0.0

    Elaborado por: MM Aprobado por: EV

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    PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES (PTAR) SALITRE

    DISEO BSICO DE UN MURO EN SUELO REFORZADO PARA LA CONTENCIN DE

    MATERIAL DE EXCAVACIN PARA LA AMPLIACIN DE LA PLANTA

    INFORME DE DISEO VERSIN 0

    Abril 15 de 2014

  • Planta de Tratamiento de Aguas Residuales-PTAR Salitre Diseo bsico muro en suelo reforzado-Hazen and Sawyer

    RO4-1-0286-01- IN 0.0

    Elaborado por: MM Aprobado por: EV

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    CONTENIDO

    1 INTRODUCCIN...................................................................... 1 2 DESCRIPCIN DEL PROYECTO ................................................ 2 3 CONSIDERACIONES GENERALES Y MODELO DE ANLISIS ...... 3 4 PROPIEDADES GEOTCNICAS DE LOS MATERIALES ................ 6 5 ANLISIS DEL MURO DE SUELO REFORZADO ......................... 9 6 PRESUPUESTO ....................................................................... 6 7 CONCLUSIONES ALTERNATIVA DE MURO EN SUELO REFORZADO ............................................................................... 6

    Anexos

    Anexo A Plano de planta y corte del muro

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    DISEO BSICO DE UN MURO EN SUELO REFORZADO PARA LA CONTENCIN DE MATERIAL DE EXCAVACIN

    PARA LA AMPLIACIN DE LA PTAR SALITRE

    INFORME DE DISEO GEOTCNICO

    1 Introduccin

    Como parte de las labores de adecuacin del sitio para la ampliacin de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR) Salitre, en los diseos que ha realizado Hazen and Sawyer (H&S) se ha considerado relocalizar los materiales del antiguo relleno sanitario de El Cortijo, existentes en el rea de la ampliacin, y relocalizarlos dentro del rea del antiguo botadero inmediatamente al sur de la zona de la ampliacin. Esto implica que se deben realzar los rellenos existentes en algunas zonas hasta alturas mximas estimadas por H&S del orden de 15 m sobre el nivel de base de la ampliacin (desde la elevacin 43 hasta la 58), como se muestra de manera general en la Figura 1.

    Figura 1. Esquema bsico general de adecuacin del predio mostrando los niveles de la ampliacin (elevacin 43) y mximo de depsito (elevacin 58)

    De manera preliminar, en el ao 2013 H&S consider un muro de concreto reforzado cimentado sobre pilotes hincados inclinados para hacer la contencin prevista. Debido a las condiciones particulares de suelos blandos del sitio y el alto costo de esta opcin, H&S contrat con Jeoprobe S.A.S. una asesora geotcnica con el fin de evaluar alternativas para la contencin de los rellenos que se excavarn en la zona de la ampliacin, para su disposicin en el terreno aledao. Luego de

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    esa evaluacin preliminar se decidi hacer un diseo bsico de un sistema de contencin para los materiales de la zona aledaa a la ampliacin de la planta utilizando un sistema de tierra reforzada. Para el presente informe se ha considerado que este muro se haga desde la cota 43 hasta la cota 50, dejando una berma amplia entre el muro y la zona de recrecimiento del relleno existente (hasta la cota 58), de manera que estas sobrecargas no impacten directamente el muro de contencin a construir.

    Estos diseos bsicos sern suministrados al Contratista de la obra como informacin de referencia para que l adelante los diseos detallados y la construccin de las obras. En el presente informe se indican las consideraciones y los resultados de anlisis y evaluacin de costos a nivel de diseo bsico de esta alternativa.

    2 Descripcin del proyecto

    El muro objeto de este estudio tendr una configuracin en forma de L, con un tramo en direccin noroeste de 450 m de longitud y otro en direccin noreste de 150 m de longitud, para una longitud total de 600 m. En la Figura 2 se presenta la localizacin del muro mostrado sobre una imagen de Google Earth y en la Figura 3 se muestra el muro sobre un plano del proyecto.

    Figura 2. Esquema de localizacin general del muro sobre una imagen tomada de Google Earth

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    Figura 3. Plano general del proyecto

    El muro en estudio tendr una altura mxima de 7 m, medidos desde el nivel de explanacin (cota 43) hasta la cota de la berma que se dejar entre el relleno inicial y el realce posterior (cota 50). Como se mencion, se contempla la construccin de un muro en suelo reforzado, lo cual le brindar a esta estructura la posibilidad de acomodarse a los posibles asentamientos del terreno de fundacin que se presenten en el tiempo bajo las cargas que recibir el suelo.

    3 Consideraciones generales y modelo de anlisis

    En el lote en donde se construy la primera etapa de la PTAR se encontraban rellenos del botadero El Cortijo con un espesor del orden de 6 m, los cuales se depositaron desde 1960 finalizando hacia 1984. El subsuelo del rea, hasta una profundidad mayor a 100 m, se encuentra conformado por un depsito de arcillas de la Formacin Sabana, blandas, saturadas, de alta plasticidad, alta porosidad, baja permeabilidad y alta compresibilidad. Slo los primeros 3 m a 4 m del perfil (Formacin Cha) presentan una costra de suelo preconsolidado por desecacin debida a variaciones del nivel fretico. Esto implica que los rellenos que se han hecho sufren procesos de consolidacin de muy larga duracin con asentamientos importantes y son de baja resistencia.

    Para la construccin de la primera fase de la PTAR se excavaron los rellenos existentes y se redepositaron sobre el relleno presente en las zonas aledaas. Esto conllev una sobrecarga adicional en estas zonas. El esquema de adecuacin del lote propuesto para la ampliacin incluye, de nuevo, excavar los materiales de relleno existentes en el rea de la planta y depositarlos en el terreno aledao. Debido a los volmenes de material a disponer y el espacio remanente, se hace necesario construir un sistema de contencin con el fin de disponer de un volumen suficiente para relocalizar el material a excavar.

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    Los rellenos que se han hecho y los que se harn para la ampliacin de la PTAR, producen un proceso de asentamientos del terreno por consolidacin que se mantiene en el tiempo y, para las sobrecargas adicionales, se producir por un muy largo tiempo. Esos asentamientos, adems, son de magnitud importante, por lo que son el factor determinante de las obras que se hagan en el lote. En la actualidad an se estn produciendo asentamientos por consolidacin de los rellenos iniciales del botadero y de las adecuaciones para la primera etapa. Cuando se haga la ampliacin, se harn excavaciones en reas de rellenos existentes (descarga) y sobrecarga en la zona de almacenamiento, todo lo cual producir deformaciones del terreno a corto y largo plazo. Por lo tanto, en los anlisis es necesario contemplar estos movimientos en la fundacin del muro, ya que estos generan deformaciones y, por lo tanto, esfuerzos en la estructura de tierra reforzada que varan con el tiempo.

    En particular, para el caso del sistema de contencin de los rellenos con altura significativa (hasta 7 m), las deformaciones totales y diferenciales por la sobrecarga del muro que se pueden presentar, con asentamientos grandes a largo plazo, implican problemas para las estructuras (deformaciones totales y diferenciales grandes) y para su cimentacin (capacidad portante, asentamientos, friccin negativa en pilotes). Por lo tanto, para el anlisis de las alternativas para la contencin se requiere tener en cuenta la historia y el proceso constructivo, y calcular las deformaciones tanto a corto plazo (condicin no drenada) como a largo plazo (condicin drenada).

    En la Figura 4 se presenta el modelo general de anlisis que incluye una seccin de 500 m de longitud representativa del relleno inicial, la conformacin para la primera fase de la planta y las obras propuestas para la ampliacin. Tambin se presenta el detalle del modelo en el sector de la excavacin y posterior construccin del muro propuesto (Figura 5).

    Figura 4. Modelo general de anlisis

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    Figura 5. Detalle del modelo para el muro de tierra reforzada

    Para los anlisis se consider la siguiente secuencia de escenarios utilizando el programa PLAXIS (Figura 6). All se indican las fases de anlisis, las secuencias, su duracin y el clculo de factores de seguridad y los valores respectivos obtenidos.

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    Figura 6. Fases de anlisis - Plaxis

    4 Propiedades geotcnicas de los materiales

    Es importante considerar la naturaleza del material que se dispondr como recarga del botadero existente, el cual es parte del antiguo relleno sanitario de El Cortijo. Este material est compuesto por materia orgnica ya bastante d