taller 1 fundaciones umng

2014

FUNDACIONES GRUPO A

VI SEMESTRE INGENIERÍA CIVIL A DISTANCIA

.

FUNDACIONES TALLER UNO [Informe Investigativo]

TALLER UNO

MAURICIO ALEXANDER MURCIA. CÓDIGO D 7301881 JUAN CARLOS NARANJO MARQUEZ. CÓDIGO D 7301882

JAIRO EMMANUEL AMADOR GAMARRA. CÓDIGO D 7301826 INGRID JAZMIN CASTILLO GARZÓN. CÓDIGO D 7301533

Docente: Ing. SANDRA OSPINA LOZANO

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA FACULTAD DE ESTUDIOS A DISTANCIA

INGENIERÍA CIVIL BOGOTÁ

AGOSTO 2014

INTRODUCCIÓN

Toda obra de Ingeniería Civil que se vaya a desarrollar tiene como principio fundamental un estudio de Suelos (plan exploratorio) basado en una normatividad establecida por los organismos internacionales, adaptados a nuestro Sistema Geomorfológico Colombiano y que está plasmado en el Código o Norma Sismo resistente. La normatividad sismoresistente está desarrollada para poder garantizar que todas las obras civiles que se desarrollen en nuestro país, cualquiera que fuere el tipo, debe desarrollar un estudio de suelos completo con el fin de diseñar el tipo de estructura que garantice la estabilidad y la durabilidad de estos proyectos. El estudio de suelos (plan exploratorio) que se hace para una obra civil debe ser realizado por personal calificado y especializado en el tema y contar con todos los equipos necesarios con el fin de darle una información real y confiable al Ingeniero Calculista quien diseñara el tipo de cimentación y estructura correspondiente al tipo de obra, llámese puentes, vías, edificios, represas, etc.

TABLA DE ILUSTRACIONES

Ilustración 1. Localización Del Proyecto .................................................................................... 1 Ilustración 2. Equipos a Utilizar ................................................................................................. 3 Ilustración 3. Localización del lote de acuerdo a la Zonificación Geológica en Bogotá ............. 5 Ilustración 4. Zonas Locales ..................................................................................................... 6 Ilustración 5. Mapa de zonificación Geotécnica de Santafé de Bogotá D.C. ............................. 7 Ilustración 6. Mapa de Microzonificación Sísmica de Santafé de Bogotá D.C. .......................... 8 Ilustración 7. Mapa Geológico de Santafé de Bogotá................................................................ 9 Ilustración 8. Foto del proyecto ............................................................................................... 10

TABLA DE TABLAS Tabla 1. Tabla H.3.1-1 Clasificación de las unidades de construcción por categorías .............. 2 Tabla 2. Tabla H.3.2-1. Número mínimo de sondeos y profundidad por cada unidad de construcción Categoría de la unidad de construcción ............................................................... 3

TABLA DE CONTENIDO

1. PLAN EXPLORATORIO PARA DISEÑAR LA CIMENTACION DE UNA ESTRUCTURA .............. 1

1.1. NÚMERO DE SONDEOS Y/O APIQUES. ............................................................................... 2 1.1.1. H.3.1.1 — Clasificación de las Unidades de Construcción por Categorías ....................................... 2 1.1.2. H.3.2.3 — Número Mínimo de Sondeos .......................................................................................... 2

1.2. LOCALIZACIÓN PROPUESTA DE LOS PUNTOS DE EXPLORACIÓN .......................................... 3

1.3. EQUIPO DE EXPLORACIÓN A UTILIZAR ............................................................................... 3

1.4. GEOLOGIA Y GEOMORFOLOGIA DEL SITIO A EXPLORAR. .................................................... 4 1.4.1. Zonificación Geológica ..................................................................................................................... 4 1.4.2. Perfil esperado a encontrar ............................................................................................................ 10

1.5. CANTIDAD DE MUESTRAS A TOMAR ................................................................................ 10

1.6. ENSAYOS PROPUESTOS ................................................................................................... 10

1 UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA FUNDACIONES

VI SEMESTRE INGENIERÍA CIVIL

1. PLAN EXPLORATORIO PARA DISEÑAR LA CIMENTACION DE UNA ESTRUCTURA

El siguiente plan exploratorio tiene las siguientes características: Edificio de 6 pisos.

Área del lote 650 M2.

Uso residencial.

Se requiere construirle 2 sótanos.

El lote está ubicado en la ciudad de Bogotá.

La localización del lote es en la dirección Calle 23A No. 60 35 conjunto Residencial

Sebastián de los Andes, Torre 3 Apto.201

Contenido del plan exploratorio: Numero de sondeos y/o apiques.

Profundidad de los sondeos.

Localización propuesta de los puntos de exploración.( se deberá proponer una

distribución aproximada de los puntos a explorar en un esquema).

Equipo de exploración a utilizar.

Geología y geomorfología del sito a explorar.

Perfil esperado a encontrar.

Cantidad de muestras a tomar (tipo de muestra y separación entre si).

Ensayos que proponen para obtener los parámetros del suelo que requieren para

realizar su diseño y a que muestras.

Valor estimado del plan exploratorio.

Ilustración 1. Localización Del Proyecto



1.1. NÚMERO DE SONDEOS Y/O APIQUES. El siguiente plan exploratorio se desarrollara para una construcción de uso residencial, de seis (6) pisos al cual se le van a construir dos (2) sótanos en un área de 650,00 M2, la unidad residencial a construir como unida de Categoría Media por lo cual puede superar los 1000 KN de carga. De acuerdo a lo estudiado en la NSR-98 del numeral H.3.1.4 tendremos un edificio 8 pisos incluyendo los dos sótanos y de complejidad nivel IV, con una profundidad mínima de sondeo de 30 metros para construcciones de 6 pisos.

1.1.1. H.3.1.1 — Clasificación de las Unidades de Construcción por Categorías

Las unidades de construcción se clasifican en Baja, Media, Alta y Especial, según el número total de niveles y las cargas máximas de servicio. Para las cargas máximas se aplicará la combinación de carga muerta más carga viva debida al uso y ocupación de la edificación y para la definición del número de niveles se incluirán todos los pisos del proyecto, sótanos, terrazas y pisos técnicos. Para la clasificación de edificaciones se asignará la categoría más desfavorable que resulte en la tabla H.3.1-1

CATEGORIA NIVELES DE

SONDEOS CONSTRUCCION

Baja 3 niveles 6 m profundidad, 3 sondeos

como mínimo.

Media 4 y 10 Niveles 15 m profundidad, 4

sondeos.

Alta 11 y 20 Niveles 25 m profundidad, 4

sondeos.

Especial Mayor a 20 Niveles 30 m profundidad, 5

sondeos. Tabla 1. Tabla H.3.1-1 Clasificación de las unidades de construcción por categorías

Según esta tabla extraída de la Norma NSR Titulo H, nuestro proyecto pertenece a la categoría Media, por tener ocho (8) niveles.

1.1.2. H.3.2.3 — Número Mínimo de Sondeos El número mínimo de sondeos de exploración que deberán efectuarse en el terreno donde se desarrollará el proyecto se definen en la tabla H.3.2-1.



Tabla 2. Tabla H.3.2-1. Número mínimo de sondeos y profundidad por cada unidad de

construcción Categoría de la unidad de construcción

Según tabla el número mínimo de sondeos es 4 con una profundidad mínima de 15 metros.

1.2. LOCALIZACIÓN PROPUESTA DE LOS PUNTOS DE EXPLORACIÓN

1.3. EQUIPO DE EXPLORACIÓN A UTILIZAR Todos los sondeos serán realizados con equipo de percusión y lavado con el cual se realizaran ensayos de resistencia a la penetración estándar SPT y se espera obtener muestras remoldeadas en cada uno de los puntos de ensayo SPT. Igualmente se sacarán muestras inalteradas en tubo de pared delgada tipo Shelby, provenientes de los sondeos No 1, 2, 3, 4, muestras que se consideran representativas de las capas de suelo que conforman el perfil estratigráfico.

Ilustración 2. Equipos a Utilizar

Categoria Baja Categoria Media Categoria Alta Categoria Especial

Profundidad Minima de

sondeos:6

Numero minimo de

sondeos:3


sondeos:15

Numero minimo de

sondeos:4


sondeos:30

Numero minimo de

sondeos:5


sondeos:25

Numero minimo de

sondeos:4

1

2

3

4



1.4. GEOLOGIA Y GEOMORFOLOGIA DEL SITIO A EXPLORAR.

1.4.1. Zonificación Geológica Los estudios de zonificación geotécnica del subsuelo de la ciudad de Bogotá realizados con anterioridad, han puesto en evidencia la presencia de diferentes zonas con características geo mecánicas homogéneas. De acuerdo con los estudios realizados con el IGAC e Ingeominas es posible identificar cinco zonas: ZONA MONTAÑOSA: Caracterizada por la presencia de areniscas duras resistentes a la erosión y arcillocitas cuya resistencia y deformidad dependen de su humedad, es una región situada en los cerros orientales distribuida a lo largo de la ciudad en sentido Norte Sur y en la zona de suba, más exactamente el cerro de la conejera. ZONA DE PIEDEMONTE O DE CONOS DE EYECCIÓN: Conformada por materiales que bajo el efecto de la gravedad han sufrido movimientos y se han depositado en forma de cono o abanico, es decir, son materiales erosionados de la zona montañosa que se fueron depositando en la falda de los cerros. ZONA DE SUELOS DUROS: En donde predomina las arcillas pre consolidado con intercalaciones de arena y suelos arenosos de origen aluvial. ZONA DE SUELOS BLANDOS: Caracterizada por la presencia de arcillas blandas de alta compresibilidad, con un alto contenido de agua y materia orgánica, es la mayoría del sub suelo de la sabana de Bogotá, debido a su origen lacustre. ZONA DE RONDAS DE RIOS Y HUMEDALES: La cual pertenece a los cuerpos de aguas de la ciudad, humedales, antiguos lagos y zonas de inundación, con altos niveles freáticos y poca densidad. En Bogotá hay 17 tipos de suelos y, así sean blandos o duros, todos son tan seguros que, por eso, se puede construir en cualquier parte de la ciudad. El suelo bogotano tiene una formación de millones de años y, según el Fopae, la ciudad hoy está levantada sobre una gigantesca roca. Esta se encuentra superficial y visible en algunas zonas de los cerros orientales, mientras hacia el occidente se encuentra más enterrada, como sucede, entre las calles 23 y 80, de la carrera 24 a la avenida Boyacá, que estaría de 200 a 300 metros de profundidad; y entre la Boyacá y el río Bogotá, se encuentra a más de 500 metros de profundidad. La ciudad de Bogotá se localiza en promedio a 2650 Mts. de altitud sobre el eje de la cordillera Oriental de Colombia geomorfológicamente se diferencian dos zonas: La zona Plana, Ubicada hacia la parte central de área en donde se concentra la mayor parte de la población. La zona de relieve montañoso con una parte habitada, otra dedicada a la minería de tajo abierto (canteras, gravilleras y chircales)



Ilustración 3. Localización del lote de acuerdo a la Zonificación Geológica en Bogotá

A continuación tenemos el mapa de microzonificación sísmica de la ciudad donde observamos que la zona está definida como Lacustre lo que anteriormente se describía como zona de lagos que se evidencia en la actualidad, en el mapa anexo podremos observar la ubicación del lote dado, adicional tenemos el mapa dado por el FOPAE donde podemos observar que el riesgo de inundación de la zona es bajo. Según la clasificación en el mapa de microzonificación sísmica de Bogotá, la zona se clasifica como LACUSTRE A lo cual quiere decir que pertenece a un medio o ambiente sedimentario es una parte de la superficie terrestre donde se acumulan sedimentos y se diferencia física, química y biológicamente de las zonas adyacentes. Los procesos sedimentarios son los causantes del transporte y depósito de los sedimentos. En un medio sedimentario o en parte del mismo puede producirse erosión, no depósito o sedimentación, normalmente alternando en diferentes etapas. El ecosistema LACUSTRE es un sistema dinámico que evoluciona lentamente con el tiempo y el clima. Durante miles y millones de años, los sedimentos se van depositando en el fondo de los lagos, acumulándose en espesores de metros hasta decenas de metros. Al mismo tiempo, los pantanos o los cinturones de vegetación boscosa pueden colonizar la parte central. Un lago con el tiempo se puede rellenar, y no funcionar ya más que como un estanque, después se convierte en un pantano y más tarde puede llegar a ser un bosque húmedo (en las zonas que siguen teniendo bastante humedad). A medida que el lago es más profundo, más importante es la inercia térmica y química de la masa de agua. Por el contrario, algunos grandes cuerpos de aguas superficiales como los lagos poco profundos son muy sensibles y responden inmediatamente a los cambios ambientales (clima, hidrología, contaminación, las actividades humanas). Esto es aplicable también, pero a otras escalas espacio-temporales a los estanques y los mares. Los lagos poco profundos, tiene delgadas láminas de agua. Algunos volcanes poseen lagos de cráter, algunos de los cuales son lagos ácidos y altamente mineralizados. Los lagos relativamente cerrados, son vulnerables a ciertas especies invasoras cuando han sido introducidas en ellos (intencionalmente o no). Atendiendo a la dominancia de la erosión, la sedimentación o del no depósito, los medios sedimentarios también pueden clasificarse en erosivos, de depósito y de equilibrio, para el caso de la zona la clasificación es: Depósito: los principales lugares de depósito de sedimentos, tanto actuales como del registro geológico, son marinos: costeros y de plataforma continental. En zonas terrestres subacuáticas (ríos y lagos) se pueden acumular grandes volúmenes de sedimento si las condiciones tectónicas favorecen la subsidencia durante mucho tiempo, como en



algunas áreas Cratónicas. En las cuencas de ante país se pueden producir también importantes acumulaciones sedimentarias, principalmente de origen fluvial. Los sedimentos de origen eólico pueden ser localmente importantes, aunque en conjunto son anecdóticos, muy poco representados en el registro geológico.

Ilustración 4. Zonas Locales

El terreno se encuentra ubicado en el sector central de la Ciudad de Bogotá, en el límite entre los conos del Piedemonte oriental de Bogotá, que corresponden a antiguos flujos provenientes del relieve inmediato y el Depósito Lacustre de la Sabana de Bogotá, conformado por arcillas de alta plasticidad de color gris oscuro y café. Según el Mapa Geológico de Bogotá, estos depósitos corresponden a los complejos de Conos o Abanicos (Qcc) y a la Formación Terraza Alta (Qta), respectivamente. Supra yaciendo estos materiales generalmente se encuentran depósitos heterogéneos de origen antrópico.



Mapa de zonificación Geotécnica de Bogotá

Ilustración 5. Mapa de zonificación Geotécnica de Santafé de Bogotá D.C.



Ilustración 6. Mapa de Microzonificación Sísmica de Santafé de Bogotá D.C.



Ilustración 7. Mapa Geológico de Santafé de Bogotá



1.4.2. Perfil esperado a encontrar Superficialmente se pueden encontrar rellenos en material granular, tipo recebo, rellenos arcillosos, con espesores que pueden variar entre 1.20 y 1.80 mts. Luego podemos encontrar arcillas y arcillas arenosas de color café y gris, que pueden estar intercaladas con lentes y capas de arena de color gris con grava gruesa. Estos estratos pueden llegar a profundidades que varían entre 5.70 y 6.0 mts. Más abajo podríamos encontrar arcillas de color café con lentes orgánicos con una consistencia media a blanca y que pueden llegar a profundidades cercanas a los 15 mts. De la superficie actual De acuerdo con algunos resultados de investigaciones geotécnicas, el perfil estratigráfico es típico del sector y está conformado superficialmente por rellenos en arcillas, escombros, material granular tipo recebo y piedras con espesores no mayores a 2 mts. Estos materiales no son aptos para la cimentación de ningún tipo de edificación. Es de anotar que de acuerdo a ciertos estudios no podemos descartar que encontremos el nivel freático en alguna de los sondeos o posiblemente en todos los cuatro.

1.5. CANTIDAD DE MUESTRAS A TOMAR Se tomaran 10 muestras inalteradas cada 1.50 mts. y 10 muestras remoldeadas

1.6. ENSAYOS PROPUESTOS Sobre estas muestras inalteradas se realizaran ensayos de consolidación, compresión inconfinada, clasificación y humedad natural. Igualmente se llevarán a cabo ensayos de humedad natural y clasificación sobre buen número de muestras provenientes de los sondeos 1, 2, 3, 4. En los estratos donde se obtengan muestras inalteradas en tubo shelby, se harán ensayos de consolidación, compresión inconfinada y clasificación. Sobre las muestras remoldeadas se harán ensayos de clasificación, granulometría y humedad. El Ensayo de Penetración Estándar o SPT, es un tipo de prueba de penetración dinámica, empleada para ensayar terrenos en los que queremos realizar un estudio geotécnico. El ensayo Veleta para ensayar la resistencia al corte. Ensayos de laboratorio: Granulometría, Gravedad específica, Consolidación, Humedad natural, compresión simple, de corte y triaxial Los valores del estudio de suelos suelen variar, de acuerdo al tipo de construcción, al sitio, al tipo de suelo a explorar, número de sondeos, profundidades y en general a lo que exija la Norma.

Ilustración 8. Foto del proyecto

BIBLIOGRAFÍA

Módulos Unidad 1 y 2. Fundaciones, Instituto de Educación a Distancia, Universidad Militar Nueva Granada. IGAC, Estudio general de suelos y zonificación de tierras Departamento de Cundinamarca Disponible en Internet <https://maps.google.com/> Disponible en Internet www.igac.gov.co>

https://maps.google.com/

http://www.igac.gov.co/

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