Estudio de Suelos

ESTUDIO DE SUELOS PARA LA

CONSTRUCION DE UN EDIFICIO EN LA

CARRERA 23 CON CALLE 5 ESQUINA,

SOGAMOSO, BOYACA.

JUNIO DE 2012

ING, JAVIER VARGAS R,

CONSULTOR EN

GEOTECNIA E INGENIERIA

ING. JAVIER VARGAS R. Pgina 2 de 31

Consultor en Geotcnia e Ingeniera

SOGAMOSO BOYACA, CALLE 13 N 16 22 Tel Fax (098) 7717953. Cel. 310 8066258

LABORATORIO DE SUELOS, PAVIMENTOS Y CONCRETOS. CEL 300 2683179 300 - 3683181

E mail : javiervargasrobles @Yahoo.es

ESTUDIO DE SUELOS PARA LA CONSTRUCION DE UN

EDIFICIO EN LA CARRERA 23 CON CALLE 5

ESQUINA,SOGAMOSO, BOYACA.

ESTUDIO DE SUELOS Y ANLISIS GEOTECNICO

PARA EL DISEO DE LA FUNDACIN Y CIMENTACIN

DE LAS CONSTRUCCIONES PROYECTADAS.

ELABORADO POR :

ING. JAVIER VARGAS R. Est. Post. MSc Geotecnia. U.Nal

MP 15233-36995 BYC

SOGAMOSO - BOYACA

JUNIO DE 2012.






Tabla de Contenido.

RESUMEN CALCULOS DE CAPACIDAD PORTANTE Y ASENTAMIENTOS

Lista de Figuras

Lista de Tablas

INTRODUCCION

1 GENERALIDADES DEL PROYECTO

1.1 Localizacin del proyecto

1.2 Localizacin de sondeos

1.3 Caractersticas generales del proyecto y del lote

2 UBICACION GEOLOGICA

2.1 Localizacin geolgica regional del proyecto

2.1.1 Estratigrafa regional

2.1.2 Tectnica regional

2.2 Descripcin geomorfolgica regional

3. LOCALIZACION SISMICA

4. DIAGNOSTICO GEOTECNICO Y EXPLORACION DEL SUBSUELO

4.1 Caractersticas del lote del proyecto

4.2 Nivel fretico

4.3 Exploracin del subsuelo

4.4 Ensayos de resistencia en campo

4.5 Muestreos y ensayos de laboratorio

4.6 Perfiles de suelos

4.7 Propiedades ndices de las capas de suelos

5. EVALUACION DE LA RESISTENCIA AL CORTE Y A LA COMPRESION

UNIAXIAL DE LAS CAPAS DE SUELO

5.1 Resistencia a la compresin uniaxial usando SPT. y DCPT

5.2 Resistencia de los suelos utilizando ensayos de corte directo y compresin simple

6. PARAMETROS PARA EL CALCULO DE CAPACIDAD PORTANTE

6.1 Eleccin de la profundidad de cimentacin

6.2 Capacidad portante de los suelos en el sitio del proyecto

6.3 Predimensionamiento de cimientos

7. EVALUACION DE ASENTAMIENTOS

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

BIBLIOGRAFIA

ANEXOS

Anexo 1. Clculos de capacidad portante y asentamientos.

Anexo 2. Registro fotogrfico.






RESUMEN DE LAS PROPIEDADES GEOTECNICAS DEL SUBSUELO PARA EL DISEO DE LA

CIMENTACION

1. PROPIEDADES INDICES DE LA CAPA ENTRE 0 Y 2.40 MTS DE PROFUNDIDAD.

Wn

%

IP

%

Cohesin

Kpa

Friccin

Gs e PESO ESPECIFICO

KN/m3

E, Kpa

30 16 3 24 2.62 0.3 16.8 10800

2. NIVEL FREATICO

Se encontr nivel fretico a 1.80 mts de profundidad.

3. TIPO PERFIL ESTRATIGRAFICO DE SUELO

El perfil de suelos del sitio del proyecto corresponde a suelos originados a partir de depsitos

coluviales y aluviales conformados por una capa superior de Arcillas limosas marrones y grises,

humedas, de compacidad media, bajo las cuales se encuentran suelos granulares compuestos por

intercalaciones de arenas con capas de gravas y limos arcillosos.

4. PARMETROS SSMICOS Segn la Norma NSR - 10

Aa = 0.25

Av = 0.25

Ae = 0.16

Ad = 0.08

Zona de amenaza ssmica = Alta. Tipo Perfil de suelo = D

5. NIVEL DE FUNDACION.

Se debe elegir a partir de la tabla resumen siguiente de acuerdo con las cargas que se van a aplicar

al suelo.

RESUMEN CALCULOS DE CAPACIDAD PORTANTE Y ASENTAMIENTOS RESUMEN CALCULOS DE CAPACIDAD PORTANTE

PROYECTO : Edificio carrera 23 calle 5a esquina, Sogamoso. PROYECTO : Edificio carrera 23 calle 5a esquina, Sogamoso.CALCULO = ING. JAVIER VARGAS ROBLES CALCULO = ING. JAVIER VARGAS ROBLES

PROFUNDIDAD TIPO TIPO DIMENSIONES CAPACIDAD PORTANTE CARGAS ADMISIBLES ASENTAMIENTOS

DE DE SUELO DE ADMISIBLE DE SEGURIDAD DE SEGURIDAD CALCULADOS

CIMENTACION CIMENTACION CIMIENTOS TOTAL NETA POR COLUMNA

metros Propiedades en mts KPA TON / M ^2 KPA TON / M^2 TONELADAS KN POR A 2 aos A 20 aos

POR COLUMNA COLUMNA En mm En mm.

c = 3 kpa ZAPATAS 1.0 X 1.0 159 16.21 150 15.30 15.33 150.30 26.90 21.171.40 Friccin = 24 AISLADAS 1.5 X 1.5 162 16.52 153 15.60 35.13 344.50 40.99 47.50

P.e= 16.8 KN/m^3 2.0 X 2.0 155 15.81 146 14.89 59.58 584.30 51.12 59.32

N.F = 1.80 m 2.5 X 2.5 151 15.40 143 14.58 90.97 892.10 61.68 71.47

F.S = 3.0 3.0 X 3.0 150 15.30 141 14.38 129.62 1271.10 72.50 84.01

EJEMPLO DE APLICACIN Y UTILIZACION DE LA TABLA DE RESUMEN DE CALCULOS

1. En la columna 1 se presenta la profundidad (mts) de cimentacin de la obra. Se recomienda un solado en concreto de 5 cms de espesor.

2. En la columna 2 presenta los valores de las propiedades del suelo de cimentacin utilizadas para calcular la capacidad portante al nivel de cimentacion recomendado.

3. La columna 3 presenta el tipo de cimentacin recomendada por columna.

4. Para dimensionar la cimentacin de la obra opere de la siguiente manera:

a. Determine las cargas totales (vivas, muertas, vientos, sismos, etc) en Toneladas o KiloNewton por columna.

b. Con el valor por columna, ubique la carga en las columnas 9 y 10 tomando el valor por exceso.

c. Por la misma fila donde ubico la carga de la zapata en la columna 9 o 10 lea:

1. En la columna 4 lea las dimensiones de la zapata de acuerdo a la carga que va a soportar esa columna.

2. La capacidad portante admisible de seguridad en las columnas 5 a 8 de acuerdo con las unidades utilizadas.

3. Chequee de acuerdo al codigo NSR 10 los valores admisibles para los asentamientos en las columnas 11 y 12.

Equivalencia de unidades

1 kgf/cm^2 = 14,2233 PSI = 98,067KPa = 0,09807 Mpa = 10 Ton / m^2 C= Cohesin

1 kgf = 9,8067 Newton P.e = Peso especifico

FS = Factor de seguridad NF = Nivel fratico

TABLA 5






Lista de Figuras

Figura 1. Localizacin del proyecto y ubicacin relativa de los sondeos.

Figura 2. Mapa de zonas de Amenaza ssmica en Colombia.

Figura 3. Tipos de perfiles ssmicos de suelos

Figuras 4 a 6. Perfiles de suelos en los sondeos.

Figura 7. Correlacin de los perfiles de suelo

Figura 8 a 10. Ensayos de resistencia utilizando la prueba DCPT

Figuras 11 a 15. Resultado de los ensayos de corte directo y compresin simple.

Figura 16. Tipos de cimientos superficiales.






Lista de Tablas

Tabla 1. Correlacin entre pruebas SPT y valores de resistencia de suelos arcillosos.

Tabla 2. Correlacin entre pruebas SPT y valores de resistencia de suelos arenosos.

Tabla 3. Tipos de cimentacin de acuerdo a la profundidad de desplante y ancho de cimientos

Tabla 4. Resumen de las propiedades geotcnicas de la capa de cimentacin.

Tabla 5. Resumen clculos de capacidad portante.

Tabla 6. Procedimiento para el chequeo de esfuerzos en la base de la cimentacin

Tabla 7. Resumen clculos de asentamientos.






INTRODUCCIN

En este informe se recopila la informacin geotcnica obtenida en la exploracin del subsuelo

del predio ubicado en la esquina de la carrera 23 con calle 5A de la Ciudad de Sogamoso donde

se construir un edificio de 5 pisos. El estudio comprende: reconocimiento geolgico y

geotcnico en el rea del lote y en el rea de influencia del proyecto; exploracin del subsuelo

mediante tres (3) sondeos de acuerdo al rea del lote; a partir de esta exploracin y muestreo se

realiz la caracterizacin geotcnica de los materiales de subsuelo para determinar la capacidad

portante, la profundidad de cimentacin y las caractersticas de los posibles asentamientos que

tendr el suelo de cimentacin cuando sea solicitado por las cargas de las futuras estructuras.

Estas variables se evalan de acuerdo con las teoras y leyes sobre fundaciones y cimentaciones

ms aceptadas dentro del mbito de la ingeniera, para lo cual se adiciona una pequea resea

bibliogrfica donde se analiza y describe ms detalladamente dichos principios sin entrar, en el

presente informe, a demostrar ninguna formulacin al respecto. Sin embargo se presentan las

memorias de clculo y un resumen de propiedades y parmetros para el diseo estructural de la

cimentacin.






1. GENERALIDADES DEL PROYECTO

1.1 Localizacin del proyecto.

El proyecto se ubica en la esquina nororiental de la carrera 23 con calle 5 de Sogamoso. En el

lugar del proyecto no existe actualmente ningn tipo de cosntruccion. La Figura 1 presenta un

esquema de la forma y obras existentes en el rea de influencia del proyecto.

1.2 Localizacin de sondeos.

El lote donde se ubicar el proyecto tiene una superficie plana y su nivel superficial actual es la

referencia para determinar el nivel de cimentacin de la nueva construccin. La edificacin

proyectada no llevara semistano ni stano, de acuerdo con los criterios de exploraciones

geotcnicas (Norma NSR - 10, Titulo H), a la disposicin geomtrica y dimensiones del lote, al

tipo de construccin que se piensa realizar, a la distribucin arquitectnica preliminar del

proyecto, etc. se realizaron tres (3) sondeos cuya ubicacin se presenta en la Figura 1.

1.3 Caractersticas generales del proyecto y del lote.

El proyecto comprende la construccin de un edificio de 5 pisos para uso residencial cuyo primer

piso servir de parqueaderos. La edificacin se construir utilizando el sistema de prticos de

concreto reforzado y mampostera donde las luces entre columnas sern menores a 6.0 metros.

Consultor en geotecnia e ingenieria

Estudio de suelo Edificio esquina calle 5a cra 23, Sogamoso.

FECHA: Junio de 2012 FIGURA 1

N






2. UBICACIN GEOLOGICA.

Todo proyecto a construir, est influenciado directamente por las condiciones geolgicas tanto locales

como regionales y ninguna de las dos debe descartarse con miras a realizar los diseos respectivos y a

evaluar el comportamiento futuro de las obras construidas. La exploracin geolgica del sitio y de su

entorno est encaminada a determinar:

El tipo de suelos y rocas que componen el lote donde se realizar el proyecto, tanto horizontal como verticalmente.

La posicin del nivel freatico en el rea de inters.

el tipo de cimentacin ms conveniente,

el nivel de cimentacin ms favorables, segn el tipo de suelo, la facilidad de construccin, el tipo y forma de transmisin de cargas, etc.

los asentamientos esperados durante y despus de la construccin del proyecto,

y las recomendaciones sobre obras adicionales tales como muros de contencin, filtros, drenajes etc, en caso de ser necesarias.

2.1 Localizacin geolgica regional del proyecto.

El lote donde se construir el proyecto, se ubica en el costado sur del valle de Sugamuxi, dicho valle ha

sido formado por una serie de eventos geolgicos dominados principalmente por la tectnica regional y

la modelacin geomorfolgica de los periodos geolgicos recientes.

2.1.1 Estratigrafa Regional

El rea de Sogamoso forma parte de la cuenca del altiplano Cundi-boyacense, donde la sedimentacin

tuvo lugar en un miogeosinclinal alcanzando espesores de hasta 12500 mts . En los alrededores y en el

propio valle afloran rocas de los periodos geolgicos comprendidos desde el paleozoico hasta depsitos

cuaternarios recientes, cuya descripcin en orden geocronolgico de ms reciente a ms antiguo son:

Depsitos cuaternarios.

El plegamiento principal andino que se inici en el Mioceno, culmin con la Formacin de la cordillera

oriental. La gran cantidad de material proveniente del constante desmantelamiento erosivo se fue

acumulando en las depresiones de la regin, tratndose de cuencas sedimentarias intermontanas, los

depsitos post-andinos presentan suma irregularidad y su historia geolgica es compleja y difcil de

descifrar; estos depsitos consisten de rellenos aluviales, sedimentos lacustres y fluviales, terrenos

glaciales y materiales coluviales, en muchos casos entrelazados unos con otros para formar depsitos

mixtos. Entre ellos los depsitos aluviales se componen de cantos redondeados heteromtricos y se

pueden observar entre otros en el sitio el Cerrito. La zona plana del valle corresponde a cuencas de






antiguos lagos, cuya evolucin ha sido bastante compleja. Una mejor descripcin de los depsitos

cuaternarios se puede ver en1 REYES,I.

Las zonas montaosas del oriente del valle de Sogamoso, estn constituidas por rocas fuertemente

plegadas y fracturadas de las Formaciones geolgicas Picacho (Tep), Socha Superior (Tpss), Socha

Inferior (Tpsi) y Guaduas

Formacin Picacho (Tep)

Aflora a lo largo del costado oriental del valle, su afloramiento ms claro se presenta en la zona de la

urbanizacin la Sierra y en los cerros paralelos a la va que conduce a la poblacin de Iza. Est constituida

por rocas de tipo areniscas en estratificacin gruesa y locales intercalaciones de rocas arcillolticas. Su

edad corresponde a la poca geolgica del Terciario superior cuya caracterstica geomorfolgica son

escarpes de continuidad regional.

Formacin Socha Superior (Tpss).

Alineada con la anterior Formacin, su principal afloramiento se presenta en el sitio donde se ubica

actualmente el Colegio Sugamuxi, est constituida principalmente por estratos arcillolticos con niveles

de areniscas, se caracteriza por dar superficies topogrficas suaves. Corresponde geocronolgicamente al

periodo Terciario Superior.

Formacin Socha Inferior (Tpsi).

Aflora a todo lo largo de la zona del barrio los Alpes, est constituida principalmente por estratos de

Areniscas gruesas de espesor variable con intercalaciones de arcillolitas. Se caracteriza igualmente por

dar escarpes de continuidad regional.

2.1.2 Tectnica Regional.

Es el rasgo principal que ha modelado la zona de Sogamoso, como anteriormente se dijo; la tectnica

de la zona ha sido fuerte, manifestndose en la presencia de grandes fallas geolgicas de nivel regional y

nacional, as como el intenso fracturamiento de las formaciones geolgicas del rea y los fuertes

plegamientos e inversiones presentes. Esta caracterstica es de tal importancia geotcnica para cualquier

proyecto de obra civil o urbanstica que ha hecho que la regin est calificada como una rea de

amenaza ssmica alta (NSR 10) y lo que ello conlleva al disear estructuras en zonas de estas

caractersticas. La tendencia regional muestra plegamientos con direccin NE-SW y fallas de orden

regional con el mismo sentido; cabe destacar las conocidas fallas de Soapaga con desplazamientos

mayores a 1000 m por su buzamiento, las fallas de Topaga y Mongu etc.

1 REYES, Italo. Geologa de la regin de Duitama- Sogamoso- Paz de Rio

(Departamento de Boyac), Belencito , 1984. Biblioteca UPTC.






3. LOCALIZACION SISMICA

Por no existir en la zona estudios de microzonificacin ssmica, se hace necesario tomar los

parmetro de diseo sismoresistente del cdigo NSR - 10 la cual califica el rea como una zona

de amenaza ssmica Alta, debindose utilizar los movimientos ssmicos de diseo definidos de

acuerdo a dicho cdigo, esto se puede expresar por medio del espectro elstico de diseo o por

medio de familias de acelerogramas y la verificacin del umbral de dao. Se podr utilizar los

factores de aceleracin horizontal pico efectivo (Aa), velocidad horizontal pico efectiva (Av),

aceleracin pico efectiva reducida para diseo con seguridad limitada (Ae), y la aceleracin pico

efectiva en el umbral de dao (Ad). De acuerdo a la figura 2 en la regin se tienen los siguientes

parmetros:

Aa = 0.25

Av = 0.25

Ae = 0.16

Para los movimientos ssmicos el umbral de dao se determina con base en la aceleracin pico

efectiva al nivel del umbral, (Ad), segn el cdigo es:

Ad = 0.08

Por el conocimiento de la zona, de los perfiles de suelo, de su gnesis etc. los efectos locales de

la respuesta ssmica de la edificacin se evalan de acuerdo al perfil independientemente del tipo

de cimentacin empleado (ver Fig. 3). Por su ubicacin la zona del proyecto se cataloga como:

Tipo Perfil de suelo = D






FIGURA 2. Zonas de Amenazas en Colombia. Tomado de NSR-10, Titulo A, Capitulo A2.






FIGURA 3. Criterios para la clasificacion de los perfiles de Suelos. Tomado de NSR-10. Titulo

A, capitulo A2.






4. DIAGNOSTICO GEOTECNICO Y EXPLORACION DEL SUBSUELO.

4.1 Caractersticas del lote y del proyecto.

El lote destinado al proyecto es plano, tiene forma rectangular y la construccin del proyecto se

plantea en toda la parte til del mismo. Limita por sus costados as:

Por el Oriente con edificacin de 2 pisos.

Por el Norte con patios y predio con cerramiento.

Por el Occidente con la carrera 23.

Por el sur con la calle 5A.

Por sus caractersticas, se aprecia que la construccin del proyecto no tendr influencia sobre los

predios vecinos ms aun cuando no se contemplan stanos o semistanos.

4.2 Nivel fretico.

En los sondeos realizados se encontr nivel fretico a 1.80 metros de profundidad.

4.3 Exploracin del subsuelo.

Para conocer las propiedades geotcnicas de los materiales del subsuelo se realizaron tres (3)

sondeos con equipo manual por el mtodo de percusin, alcanzando una profundidad mxima de

exploracin de 8.60 metros. En la figura 1 se presenta la ubicacin relativa de los puntos de

sondeo con respecto a la planta del lote.

4.4 Ensayos de resistencia en campo.

En los sondeos se efectuaron pruebas de campo del SPT, y DCPT, penetrmetro y veleta de

bolsillo.






4.5 Muestreos y ensayos de Laboratorio.

Para conocer las propiedades geotecnicas de los suelos que componen el perfil se realiz un

muestreo en cada uno de los sondeos catalogando las muestras as:

Sondeo, 1 S1, Muestra 1, M1. = S1M1.

Las muestras fueron llevadas a laboratorio para realizar ensayos de:

Wn (Humedad natural).

Clasificacin granulomtrica. (Utilizando la clasificacin USC)

Lmites de Atterberg (para determinar la plasticidad de los materiales)

Peso unitario

Gravedad especifica, relacin de vacos

Ensayos de compresin simple

Ensayos de corte directo.

4.6 Perfil de suelos.

Las Figuras 4 a 6 presentan la composicin de las capas de suelos encontradas en los sondeos, en

estas se ubican la profundidad del muestreo y los valores de los resultados de los ensayos de

laboratorio realizados en las muestras tomadas. La Figura 7 presenta una correlacin entre los

perfiles de suelos encontrados, a partir de la cual se define una sola zona de igual comportamiento

geotcnico tanto horizontal como vertical.

4.7. Propiedades ndices de las capas de suelos.

Estas propiedades determinadas en laboratorio sirven para:

Clasificar las fracciones de los suelos.

Para predecir su estado de esfuerzos.

Ing Javier Vargas R, consultor en Geotecnia e Ingeniera Ing Javier Vargas R, consultor en Geotecnia e Ingeniera Sogamoso, Calle 13 No 16 - 22 Tel - Fax (098) 7717953 cel 310 - 8066258 Sogamoso, Calle 13 No 16 - 22 Tel - Fax (098) 7717953 cel 310 - 8066258

Laboratorio de Mecanica de Suelos, Pavimentos y Concretos Laboratorio de Mecanica de Suelos, Pavimentos y Concretos

PROYECTO: Edificio esquina carrera 23 calle 5a, Sogamoso, Boyac. PROYECTO: Edificio esquina carrera 23 calle 5a, Sogamoso, Boyac.

P

r

o

f

.

M

A

g

u

a

S

I

M

B

O

L

O

Descripcion

M

U

E

S

T

R

A

W

n

L

L

L

P

I

P

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C

P

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f

.

eG

s

O

C

R

E

x

p

a

n

s

i

o

n

L

i

c

u

a

c

i

o

n

SUPERFICIE NATURAL DEL TERRENO

0.0 Capa organica

0.2

0.4

0.6

0.8 Limos arcillosos marrones y pardo amarillentos

1.0 humedos de consistencia media

1.2

1.4

1.6 S1M1 18% 30% 20% 10% ML 17 0.32 2.61 nc no no

1.8

2.0

2.2

2.4

2.6 Gravas arenosas grises y marrones con matriz

2.8 de limos arcillosos plasticos

3.0

3.2

3.4 Arcillas limosas con intercalaciones de gravas

3.6

3.8

4.0

4.2 y arenas, humedas plasticidad media S1M2 42% 56% 20% 36% CH 16.7 0.32 2.61 nc no no

4.4

4.6

4.8

5.0

5.2

5.4



6.0

6.2

6.4

6.6

6.8

7.0

7.2 Limos areno arcillosos con gravas, humedos

7.4 color pardo amarillentos y grises S1M3 20% 32% 21% 11% ML 17.1 0.32 2.61 nc no no

7.6

7.8

8.0

8.2

8.4


PERFIL DE SUELOS SONDEO 1

FIGURA 4




P

r

o

f

.

M

A

g

u

a

S

I

M

B

O

L

O

Descripcion

M

U

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L

L

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P

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O

C

R

E

x

p

a

n

s

i

o

n

L

i

c

u

a

c

i

o

n


0.0 Capa organica

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0 Limos arcillosos marrones y pardo amarillentos


1.4

1.6

1.8 S2M1 20% 32% 22% 10% ML 17.2 0.32 2.61 nc no no

2.0

2.2

2.4



3.0

3.2

3.4

3.6

3.8

4.0


4.4

4.6

4.8

5.0 y arenas, humedas plasticidad media S2M2 45% 59% 21% 38% CH 16 0.32 2.61 nc no no

5.2

5.4



6.0

6.2

6.4

6.6

6.8

7.0

7.2

7.4

7.6

7.8 Limos areno arcillosos con gravas, humedos S2M3 25% 38% 21% 17% ML 15.5 0.32 2.61 nc no no

8.0 color pardo amarillentos y grises

8.2

8.4

8.6


FIGURA 5




P

r

o

f

.

M

A

g

u

a

S

I

M

B

O

L

O

Descripcion

M

U

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O

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R

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x

p

a

n

s

i

o

n

L

i

c

u

a

c

i

o

n


0.0 Capa organica

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0 Limos arcillosos marrones y pardo amarillentos S3M1 20% 32% 24% 8% ML 17.1 0.32 2.61 nc no no


1.4

1.6

1.8



2.4

2.6

2.8

3.0

3.2


3.6

3.8

4.0

4.2 y arenas, humedas plasticidad media

4.4

4.6

4.8

5.0

5.2

5.4



6.0 S2M2 8% SP 17.8 0.32 2.61 nc no no

6.2

6.4

6.6

6.8

7.0

7.2 Limos areno arcillosos con gravas, humedos

7.4 color pardo amarillentos y grises

7.6

7.8

8.0 S3M3 20% 33% 24% 9% ML 17.8 0.32 2.61 nc no no

8.2

8.4

8.6

FIGURA 6


CORRELACION DE PERFILES DE SUELO

Ing Javier Vargas R, consultor en Geotecnia e Ingeniera Sogamoso, Calle 13 No 16 - 22 Tel - Fax (098) 7717953 cel 310 - 8066258

Laboratorio de Mecanica de Suelos, Pavimentos y Concretos

PROYECTO: Edificio esquina carrera 23 calle 5a, Sogamoso, Boyac.

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6 Rellenos

1.8

2.0 Arenas

2.2

2.4 Limos

2.6

2.8

3.0

3.2

3.4

3.6

3.8

4.0

4.2

4.4

4.6

4.8

5.0

5.2

5.4

5.6

5.8

6.0

6.2

6.4

6.6

6.8

7.0

7.2

7.4

7.6

7.8

8.0

8.2

8.4

8.6

S

O

N

D

E

O

3

S

O

N

D

E

O

2

S

O

N

D

E

O

1

FIGURA 7

P

R

O

F

U

N

D

I

D

A

D

CONVENCIONES






Para evaluar inicialmente los potenciales de expansiones, licuacin, dispersividad, etc. de los

suelos encontrados.

Los valores de las propiedades obtenidas en el laboratorio se presentan en las Figuras 4 a 6.






5. EVALUACION DE LA RESISTENCIA AL CORTE Y A LA COMPRESION

UNIAXIAL DE LAS CAPAS DE SUELO.

5.1 Resistencia a la compresin uniaxial usando SPT y DCPT

Para evaluar este parmetro, se uso el valor N del ensayo SPT segn las correlaciones presentadas

en las Tablas 1 y 2:

Para arcillas:

Tabla 1. Correlacin entre Pruebas SPT y valores de resistencia de suelos arcillosos

OCR

N, golpes

( SPT)

Qu

( KG/CM)

DESCRIPCION ANGULO DE FRICCION

En grados

E

( KG/CM)

NC < 2 < 0.25 Muy blanda 0 3

NC 2 - 4 0.25 -0.50 Blanda 0 - 2 30

NC 4 - 8 0.5 1.0 Media 2 - 4 45- 90

NC 8 - 15 1.0 - 2.0 Compacta 4 - 6 90 - 200

>OCR 15 - 30 2.0 - 4.0 Muy compacta 6 - 12 > 200

>OCR > 30 > 4.0 Dura > 14

NC , Normalmente consolidados

OCR , Suelos sobreconsolidados

SPT, Ensayo STANDAR PENETRATION TEST

E, Modulo de rigidez del suelo

Para arenas :

Tabla 2 . Correlacin entre pruebas SPT y valores de resistencia de suelos arenosos.

N (SPT) Descripcin Valor Cr Ang. Friccion E (Kg/cm)

0-4 Muy floja 0 15 28 100

5 10 Floja 16 35 28 30 100 250

11 30 Media 36 - 65 30 36 250 500

31 50 Densa 66 85 36- 41 500 1000

>50 Muy densa 86 - 100 41 > 1000

E = Modulo de Young

Cr = Compacidad relativa






Con las Tablas 1 y 2, teniendo en cuenta el nmero de golpes para penetrar 20 cms (Nc),

obtenemos por correlacin los valores de resistencia a la compresin inconfinada, de acuerdo con

la profundidad. Estos valores se presentan en las Figuras 8 a 10.

5.2 Resistencia de los suelos utilizando ensayos de corte directo y compresin simple.

Las Figuras 11 a 15 presentan los resultados de ensayos de corte directo y compresin simple

realizados en muestras tomadas de los sondeos.

PROFUNDIDAD RANGO NPDC NSPT qu (kg/cm2)

0.00 0.00 - 0.20

0.20 0,20 - 0,40

0.40 0,40- 0,60

0.60 0,60 - 0,80

0.80 0,80 - 1,0

1.00 1,00 - 1,20

1.20 1,20 - 1,40

1.40 1,40 - 1,60 5 6 0.888

1.60 1,60 - 1,80 4 5 0.814

1.80 1,80 - 2,0 5 6 0.888

2.00 2,00 - 2,20

2.20 2,20 - 2,40

2.40 2,40 - 2,60

2.60 2,60 - 2,80 6 6 0.949

2.80 2,80 - 3,00 6 15 0.949

3.00 3,00 - 3,20 8 7 1.045

3.20 3,20 - 3,40 8 7 1.045

3.40 3,40 - 3,60 6 6 0.949

3.60 3,60 - 3,80 6 6 0.949

3.80 3,80 - 4,00 6 6 0.949

4.00 4,00 - 4,20

4.20 4,20 - 4,40

4.40 4,40 - 4,60

4.60 4,60 - 4,80

4.80 4,80 - 5,0 6 6 0.949

5.00 5,0 - 5,2 6 6 0.949

5.20 5,20 - 5,40 6 6 0.949

5.40 5,40- 5,60 8 7 1.045

5.60 5,60- 5,80

5.80 5,80 - 6,0

6.00 6,0 - 6,2

6.20 6,2 - 6,4 9 8 1.085

6.40 6,4 - 6,6 9 8 1.085

6.60 6,6 - 6,8 23 15 1.399

6.80 6,8 - 7,0

7.00 7,0 - 7,2

7.20 7,2 - 7,4

7.40 7,4 - 7,6

7.60 7,6 - 7,8

7.80 7,8 - 8,0

8.00 8.0 - 8.2

8.20 8.2 - 8.4 26 16 1.440

8.40 8.4 - 8.6 26 16 1.440

8.60 8.6-8.8

8.80 8.8 -.90

qu = 0.3344 Ln (NPDC) + 0.35NSPT = 1.969 * (NPDC)^(0.6383)

FIGURA 8

PERFIL DE RESISTENCIA UTILIZANDO PRUEBAS DCPT EN EL SONDEO 1

CORRELACIONES

Laboratorio de Mecanica de Suelos, Pavimentos y Concretos.

Sogamoso, Boyaca, calle 13 No 16- 22 Tel - Fax (098) 7717953 cel 310 - 8066258

Ing Javier Vargas R, consultor en Geotecnia e Ingeniera

PROYECTO: Edificio carrera 23 calle 5a esquina, Sogamoso, Boyac.

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

8.00

9.00

0.0

00

0.4

00

0.8

00

1.2

00

1.6

00

Pro

fund

idad

. m

qu (kg/cm2)


0.00 0.00 - 0.20

0.20 0,20 - 0,40

0.40 0,40- 0,60

0.60 0,60 - 0,80

0.80 0,80 - 1,0

1.00 1,00 - 1,20

1.20 1,20 - 1,40 6 6 0.949

1.40 1,40 - 1,60 6 6 0.949

1.60 1,60 - 1,80 6 6 0.949

1.80 1,80 - 2,0 6 6 0.949

2.00 2,00 - 2,20

2.20 2,20 - 2,40 9 8 1.085

2.40 2,40 - 2,60 8 7 1.045

2.60 2,60 - 2,80

2.80 2,80 - 3,00

3.00 3,00 - 3,20

3.20 3,20 - 3,40 8 7 1.045

3.40 3,40 - 3,60 8 7 1.045

3.60 3,60 - 3,80 9 8 1.085

3.80 3,80 - 4,00

4.00 4,00 - 4,20

4.20 4,20 - 4,40

4.40 4,40 - 4,60

4.60 4,60 - 4,80

4.80 4,80 - 5,0

5.00 5,0 - 5,2

5.20 5,20 - 5,40

5.40 5,40- 5,60

5.60 5,60- 5,80

5.80 5,80 - 6,0

6.00 6,0 - 6,2

6.20 6,2 - 6,4

6.40 6,4 - 6,6 26 16 1.440

6.60 6,6 - 6,8 22 14 1.384

6.80 6,8 - 7,0 18 12 1.317

7.00 7,0 - 7,2

7.20 7,2 - 7,4

7.40 7,4 - 7,6

7.60 7,6 - 7,8

7.80 7,8 - 8,0

8.00 8.0 - 8.2

8.20 8.2 - 8.4

8.40 8.4 - 8.6

8.60 8.6-8.8

8.80 8.8 -.90


CORRELACIONES


FIGURA 9

Ing Javier Vargas R, consultor en Geotecnia e IngenieraSogamoso, Boyaca, calle 13 No 16- 22 Tel - Fax (098) 7717953 cel 310 - 8066258



0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

8.00

9.00

0.0

00

0.4

00

0.8

00

1.2

00

1.6

00

Pro

fund

idad

. m

qu (kg/cm2)


0.00 0.00 - 0.20

0.20 0,20 - 0,40

0.40 0,40- 0,60

0.60 0,60 - 0,80

0.80 0,80 - 1,0

1.00 1,00 - 1,20

1.20 1,20 - 1,40

1.40 1,40 - 1,60 6 6 0.949

1.60 1,60 - 1,80 6 6 0.949

1.80 1,80 - 2,0 8 7 1.045

2.00 2,00 - 2,20 8 7 1.045

2.20 2,20 - 2,40 8 7 1.045

2.40 2,40 - 2,60 8

2.60 2,60 - 2,80

2.80 2,80 - 3,00

3.00 3,00 - 3,20

3.20 3,20 - 3,40

3.40 3,40 - 3,60 9 8 1.085

3.60 3,60 - 3,80 9 8 1.085

3.80 3,80 - 4,00 9 8 1.085

4.00 4,00 - 4,20

4.20 4,20 - 4,40

4.40 4,40 - 4,60

4.60 4,60 - 4,80

4.80 4,80 - 5,0

5.00 5,0 - 5,2

5.20 5,20 - 5,40 15 11 1.256

5.40 5,40- 5,60 15 11 1.256

5.60 5,60- 5,80 15 11 1.256

5.80 5,80 - 6,0 15 11 1.256

6.00 6,0 - 6,2 15 11 1.256

6.20 6,2 - 6,4

6.40 6,4 - 6,6

6.60 6,6 - 6,8

6.80 6,8 - 7,0

7.00 7,0 - 7,2

7.20 7,2 - 7,4

7.40 7,4 - 7,6 12 10 1.181

7.60 7,6 - 7,8 16 12 1.277

7.80 7,8 - 8,0 18 12 1.317

8.00 8.0 - 8.2 22 14 1.384

8.20 8.2 - 8.4 22 14 1.384

8.40 8.4 - 8.6 23 15 1.399

8.60 8.6-8.8

8.80 8.8 -.90

FIGURA 10


CORRELACIONES



Ing Javier Vargas R, consultor en Geotecnia e IngenieraSogamoso, Boyaca, calle 13 No 16- 22 Tel - Fax (098) 7717953 cel 310 - 8066258


0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

8.00

9.00

0.0

00

0.4

00

0.8

00

1.2

00

1.6

00

Pro

fund

idad

. m

qu (kg/cm2)

ENSAYO DE COMPRESION SIMPLE

PROYECTO = edificio esquina carrera 23 calle 5A

LOCALIZACION = Sogamoso, Boyac.

DESCRIPCION= Limos arcillosos marrones consistencia media

MUESTRA= Sondeo 1

PROFUNDIDAD= 1.4 metros

DATOS DE LA MUESTRADIAMETRO: 49 mm AREA INICIAL cm2 18.85

VOLUMEN:c.c 226.2 PESO: grs 402.64

k ANILLO 0.08

ALT. INI: cms= 12

P. UNIT = 17.8 kg/cm3

Lectura Deform. Def. Carga Deformacin Muestra Def. Unitaria Area CF Area Corregida (A') Carga Total Esfuerzo sobre

(*10^-2) (Kpa) -10^-3 L (mm) ( L/Lo) 1-e (cm) Sobre la Muestra la Muestra

(Kgf) (Kgf/cm^2)

0 0 0 0.0000 0.0000 18.8500 0.0000 0.0000

1 26 0.01 0.0008 0.9992 18.8657 2.0800 0.1103

2 52 0.02 0.0017 0.9983 18.8815 4.1600 0.2203

3 72 0.03 0.0025 0.9975 18.8972 5.7600 0.3048

4 99 0.04 0.0033 0.9967 18.9130 7.9200 0.4188

5 115 0.05 0.0042 0.9958 18.9289 9.2000 0.4860

6 129 0.06 0.0050 0.9950 18.9447 10.3200 0.5447

7 136 0.07 0.0058 0.9942 18.9606 10.8800 0.5738

8 142 0.08 0.0067 0.9933 18.9765 11.3600 0.5986

9 136 0.09 0.0075 0.9925 18.9924 10.8800 0.5729

10 130 0.1 0.0083 0.9917 19.0084 10.4000 0.5471

Resistencia mxima (qu) = 0.5986 (Kgf/cm^2) c = qu / 2 = 0.2993 (Kgf/cm^2)

ELABORO. O.S. REVISO . ING. JAVIER VARGAS ROBLES

Ing Javier Vargas R, consultor en Geotecnia e Ingeniera Sogamoso, Boyac. Calle 13 No 16 - 22 Tel - Fax (098) 7717953 cel 310 - 8066258

Laboratorio de Mecnica de Suelos, Pavimentos y Concretos.

FIGURA 11

0.1103

0.2203

0.3048

0.4188

0.4860 0.5447

0.5738 0.5986

0.5729 0.5471

0.0000

0.1000

0.2000

0.3000

0.4000

0.5000

0.6000

0.7000

0.0

00

0

0.0

00

8

0.0

01

7

0.0

02

5

0.0

03

3

0.0

04

2

0.0

05

0

0.0

05

8

0.0

06

7

0.0

07

5

0.0

08

3

Esf

uerzo

so

bre l

a m

uest

ra

kg

/cm

2.

Deformacion unitaria

CURVA DE COMPRESION SIMPLE

Esfuerzo sobre la

Muestra (Kgf/cm^2)





MUESTRA= Sondeo 2




k ANILLO 0.08

ALT. INI: cms= 12




(Kgf) (Kgf/cm^2)

0 0 0 0.0000 0.0000 18.8500 0.0000 0.0000

1 29 0.01 0.0008 0.9992 18.8657 2.3200 0.1230

2 45 0.02 0.0017 0.9983 18.8815 3.6000 0.1907

3 72 0.03 0.0025 0.9975 18.8972 5.7600 0.3048

4 109 0.04 0.0033 0.9967 18.9130 8.7200 0.4611

5 142 0.05 0.0042 0.9958 18.9289 11.3600 0.6001

6 160 0.06 0.0050 0.9950 18.9447 12.8000 0.6756

7 172 0.07 0.0058 0.9942 18.9606 13.7600 0.7257

8 168 0.08 0.0067 0.9933 18.9765 13.4400 0.7082

9 162 0.09 0.0075 0.9925 18.9924 12.9600 0.6824

10 157 0.1 0.0083 0.9917 19.0084 12.5600 0.6608



.



FIGURA 12

0.1230 0.1907

0.3048

0.4611

0.6001

0.6756 0.7257 0.7082 0.6824 0.6608

0.0000

0.1000

0.2000

0.3000

0.4000

0.5000

0.6000

0.7000

0.8000

0.0

00

0

0.0

00

8

0.0

01

7

0.0

02

5

0.0

03

3

0.0

04

2

0.0

05

0

0.0

05

8

0.0

06

7

0.0

07

5

0.0

08

3

Esf

uerzo

so

bre l

a m

uest

ra

kg

/cm

2.







MUESTRA= Sondeo 3




k ANILLO 0.08

ALT. INI: cms= 12




(Kgf) (Kgf/cm^2)

0 0 0 0.0000 0.0000 18.8500 0.0000 0.0000

1 28 0.01 0.0008 0.9992 18.8657 2.2400 0.1187

2 52 0.02 0.0017 0.9983 18.8815 4.1600 0.2203

3 87 0.03 0.0025 0.9975 18.8972 6.9600 0.3683

4 119 0.04 0.0033 0.9967 18.9130 9.5200 0.5034

5 142 0.05 0.0042 0.9958 18.9289 11.3600 0.6001

6 159 0.06 0.0050 0.9950 18.9447 12.7200 0.6714

7 165 0.07 0.0058 0.9942 18.9606 13.2000 0.6962

8 168 0.08 0.0067 0.9933 18.9765 13.4400 0.7082

9 162 0.09 0.0075 0.9925 18.9924 12.9600 0.6824

10 157 0.1 0.0083 0.9917 19.0084 12.5600 0.6608




FIGURA 13


0.1187

0.2203

0.3683

0.5034

0.6001

0.6714 0.6962 0.7082 0.6824 0.6608

0.0000

0.1000

0.2000

0.3000

0.4000

0.5000

0.6000

0.7000

0.8000

0.0

00

0

0.0

00

8

0.0

01

7

0.0

02

5

0.0

03

3

0.0

04

2

0.0

05

0

0.0

05

8

0.0

06

7

0.0

07

5

0.0

08

3

Esf

uerzo

so

bre l

a m

uest

ra

kg

/cm

2.



Esfuerzo sobre la

Muestra (Kgf/cm^2)

ENSAYO DE CORTE DIRECTO. TIPO UU

Ing, Javier Vargas R, consultor en geotecnia e Ingeniera. Sogamoso, calle 13 No 16 - 22 Tel - Fax (098) 7717953 cel 310 - 8066258

PROYECTO :Edificio carrera 23 calle 5a esquina MUESTRA Sondeo 2

LOCALIZACION : Sogamoso, Byac. PROFUNDIDAD = 1,70 METROS

DATOS DE LAS MUESTRAS DATOS PARA EL ENSAYO

PRUEBA 1 PRUEBA 2 PRUEBA 3 PRUEBA 1 PRUEBA 2 PRUEBA 3

Diametro o lado 5.08 5.08 5.08 Carga. Kgs 5 10 20

Altura. cms Esfuerzo Normal 18.998 37.996 75.991

Area. cm ^2 25.81 25.81 25.81 (Carga / Area) Kpa Kpa Kpa

Peso especifico K del anillo 1.376 New/div 1.376 New/div 1.376 New/div

PRUEBA DE CORTE No 1TIPO DE SUELO = Matriz de arenas arcillosas marrones sueltas, con gravas

LECTURA DEL DESPLAZAMIENTO LECTURA DEL DESPLAZAMIENTO AREA LECTURA DEL FUERZA DE ESFUERZO

DEFORMIMETRO VERTICAL DEFORMIMETRO HZTAL CORREGIDA DEFORMIMETRO CORTE CORTANTE

VERTICAL DV HZTAL DH A` DE CARGA HZTAL t

X 10 ^-2 mm ( en mm ) (X10^ -2 mm) ( en cm ) ( en cm ^ 2 ) ( New ) (Kpascales)

0 25.81 0.0 0.000 -

10 0.01 25.76 9.0 12.411 4.82

20 0.02 25.71 11.0 15.169 5.90

40 0.04 25.61 15.0 20.685 8.08

60 0.06 25.51 17.0 23.443 9.19

75 0.08 25.43 19.0 26.201 10.30

100 0.10 25.30 22.0 30.338 11.99

150 0.15 25.05 24.0 33.096 13.21

175 0.18 24.92 26.0 35.854 14.39

200 0.20 24.79 24.0 33.096 13.35

250 0.25 24.54 22.0 30.338 12.36

300 0.30 24.29 19.0 26.201 10.79

PRUEBA DE CORTE No 2TIPO DE SUELO = Matriz de arenas arcillosas marrones sueltas, con gravas

0 25.81 0.0 0.000 -

10 0.01 25.76 14.0 19.264 7.48

20 0.02 25.71 19.0 26.144 10.17

40 0.04 25.61 24.0 33.024 12.90

60 0.06 25.51 32.0 44.032 17.26

75 0.08 25.43 38.0 52.288 20.56

100 0.10 25.30 43.0 59.168 23.38

150 0.15 25.05 47.0 64.672 25.82

175 0.18 24.92 50.0 68.800 27.61

200 0.20 24.79 47.0 64.672 26.08

250 0.25 24.54 45.0 61.920 25.23

300 0.30 24.29 42.0 57.792 23.80

PRUEBA DE CORTE No 3.TIPO DE SUELO = Matriz de arenas arcillosas marrones sueltas, con gravas

0 25.81 0.0 0.000 -

10 0.01 25.76 18.0 24.768 9.62

20 0.02 25.71 36.0 49.536 19.27

40 0.04 25.61 45.0 61.920 24.18

60 0.06 25.51 57.0 78.432 30.75

75 0.08 25.43 62.0 85.312 33.55

100 0.10 25.30 69.0 94.944 37.52

150 0.15 25.05 76.0 104.576 41.75

175 0.18 24.92 80.0 110.080 44.17

200 0.20 24.79 76.0 104.576 42.18

250 0.25 24.54 71.0 97.696 39.81

300 0.30 24.29 69.0 94.944 39.09

FIGURA 15


ESFUERZO ESFUERZO

RESULTADOS DE LAS CORTANTE NORMAL

PRUEBAS DE CORTE MAXIMO sn

1 14.00 18.99

2 27.00 38.00

3 44.00 75.99

ANGULO DE FRICCION = f = 28 GRADOS

COHESION = C = 5.5 Kpas

FIGURA 15

14.00

27.00

44.00

y = 0.515x + 5.5038 R = 0.9872

-

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

35.00

40.00

45.00

50.00

- 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00

Es

fue

rzo

.co

rta

nte

t

.Kp

a

Esfuerzo Normal. sn. KPa

ESFUERZO CORTANTE vs ESFUERZO NORMAL

-

9.62

19.27

24.18

30.75

33.55

37.52

41.75

44.17

42.18

39.81 39.09

-

7.48

10.17

12.90

17.26

20.56

23.38

25.82 27.61

26.08 25.23

23.80

-

4.82 5.90

8.08 9.19

10.30 11.99

13.21 14.39

13.35 12.36

10.79

-

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

35.00

40.00

45.00

50.00

0.0

1

0.0

2

0.0

4

0.0

6

0.0

8

0.1

0

0.1

5

0.1

8

0.2

0

0.2

5

0.3

0

Es

fue

rzo

co

rta

nte

, e

n K

pa

s.

(t)

Deformacin Horizontal.(d).mm

ESFUERZO CORTANTE vs DEFORMACION

PRUEBA DE CORTE No 3.

PRUEBA DE CORTE No 1


ENSAYO DE CORTE DIRECTO. TIPO UU

Ing, Javier Vargas R, consultor en geotecnia e Ingeniera. Sogamoso, calle 13 No 16 - 22 Tel - Fax (098) 7717953 cel 310 - 8066258

PROYECTO :Edificio carrera 23 calle 5a esquina MUESTRA Sondeo 1

LOCALIZACION : Sogamoso, Boyac PROFUNDIDAD = 1,70 METROS

DATOS DE LAS MUESTRAS DATOS PARA EL ENSAYO

PRUEBA 1 PRUEBA 2 PRUEBA 3 PRUEBA 1 PRUEBA 2 PRUEBA 3

Diametro o lado 5.08 5.08 5.08 Carga. Kgs 5 10 20

Altura. cms Esfuerzo Normal 18.998 37.996 75.991

Area. cm ^2 25.81 25.81 25.81 (Carga / Area) Kpa Kpa Kpa

Peso especifico K del anillo 1.376 New/div 1.376 New/div 1.376 New/div

PRUEBA DE CORTE No 1TIPO DE SUELO = Matriz de arenas limosas sueltas humedas con gravas

LECTURA DEL DESPLAZAMIENTO LECTURA DEL DESPLAZAMIENTO AREA LECTURA DEL FUERZA DE ESFUERZO

DEFORMIMETRO VERTICAL DEFORMIMETRO HZTAL CORREGIDA DEFORMIMETRO CORTE CORTANTE

VERTICAL DV HZTAL DH A` DE CARGA HZTAL t

X 10 ^-2 mm ( en mm ) (X10^ -2 mm) ( en cm ) ( en cm ^ 2 ) ( New ) (Kpascales)

0 25.81 0.0 0.000 -

10 0.01 25.76 11.0 15.169 5.89

20 0.02 25.71 15.0 20.685 8.05

40 0.04 25.61 19.0 26.201 10.23

60 0.06 25.51 21.0 28.959 11.35

75 0.08 25.43 23.0 31.717 12.47

100 0.10 25.30 25.0 34.475 13.63

150 0.15 25.05 26.0 35.854 14.31

175 0.18 24.92 28.0 38.612 15.49

200 0.20 24.79 26.0 35.854 14.46

250 0.25 24.54 24.0 33.096 13.49

300 0.30 24.29 20.0 27.580 11.36

PRUEBA DE CORTE No 2TIPO DE SUELO = Matriz de arenas limosas sueltas humedas con gravas

0 25.81 0.0 0.000 -

10 0.01 25.76 15.0 20.640 8.01

20 0.02 25.71 27.0 37.152 14.45

40 0.04 25.61 30.0 41.280 16.12

60 0.06 25.51 32.0 44.032 17.26

75 0.08 25.43 35.0 48.160 18.94

100 0.10 25.30 37.0 50.912 20.12

150 0.15 25.05 39.0 53.664 21.42

175 0.18 24.92 42.0 57.792 23.19

200 0.20 24.79 40.0 55.040 22.20

250 0.25 24.54 38.0 52.288 21.31

300 0.30 24.29 35.0 48.160 19.83

PRUEBA DE CORTE No 3.TIPO DE SUELO = Matriz de arenas limosas sueltas humedas con gravas

0 25.81 0.0 0.000 -

10 0.01 25.76 19.0 26.144 10.15

20 0.02 25.71 31.0 42.656 16.59

40 0.04 25.61 42.0 57.792 22.57

60 0.06 25.51 52.0 71.552 28.05

75 0.08 25.43 62.0 85.312 33.55

100 0.10 25.30 70.0 96.320 38.07

150 0.15 25.05 76.0 104.576 41.75

175 0.18 24.92 82.0 112.832 45.28

200 0.20 24.79 81.0 111.456 44.95

250 0.25 24.54 79.0 108.704 44.30

300 0.30 24.29 77.0 105.952 43.63

FIGURA 14

Laboratorio de Mecnica de Suelos, Pavimentos y Concretos. Sogamoso,

ESFUERZO ESFUERZO

RESULTADOS DE LAS CORTANTE NORMAL

PRUEBAS DE CORTE MAXIMO sn

1 15.00 18.99

2 23.00 38.00

3 44.00 75.99

ANGULO DE FRICCION = f = 26 GRADOS

COHESION = C = 4.5 Kpas

FIGURA 14

15.00

23.00

44.00

y = 0.515x + 4.5042 R = 0.996

-

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

35.00

40.00

45.00

50.00

- 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00

Es

fue

rzo

.co

rta

nte

t

.Kp

a

Esfuerzo Normal. sn. KPa

ESFUERZO CORTANTE vs ESFUERZO NORMAL

-

10.15

16.59

22.57

28.05

33.55

38.07

41.75

45.28 44.95 44.30 43.63

-

8.01

14.45 16.12

17.26 18.94

20.12 21.42

23.19 22.20

21.31 19.83

-

5.89

8.05

10.23 11.35

12.47 13.63 14.31

15.49 14.46

13.49

11.36

-

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

35.00

40.00

45.00

50.00

0.0

1

0.0

2

0.0

4

0.0

6

0.0

8

0.1

0

0.1

5

0.1

8

0.2

0

0.2

5

0.3

0

Es

fue

rzo

co

rta

nte

, e

n K

pa

s.

(t)

Deformacin Horizontal.(d).mm

ESFUERZO CORTANTE vs DEFORMACION

PRUEBA DE CORTE No 3.








6. PARAMETROS PARA EL CALCULO DE CAPACIDAD PORTANTE

De acuerdo a la profundidad de emplazamiento y ancho de los cimientos, existen 3 tipos de

cimentacin, la Figura 16 presenta los esquemas de cimientos superficiales. La Tabla 3 presenta

la clasificacin de los diferentes tipos de cimentaciones ms comunes existentes.

Tabla 3. Tipos de cimentacin de acuerdo a la profundidad de desplante y ancho de cimientos

CLASE

RELACION

TIPO CIMENTACION

1.Superficial Df/B = 0 - 4.5 Zapatas y placas

2. Semiprofunda Df/B = 5- 10 Cajones Caissons

3. Profundas Df/B = mayor a 10 Pilas - Pilotes

Df = profundidad de desplante de la cimentacin

B = Ancho del cimiento.

Por las caractersticas del proyecto y conociendo las propiedades de los suelos encontrados, el

tipo de proyecto, las reas involucradas, etc. el tipo de cimentacin a evaluar inicialmente es:

SUPERFICIAL: Zapatas aisladas unidas con vigas de amarre.

6.1 Eleccin de la profundidad de cimentacin.

El procedimiento para elegir la profundidad de cimentacin consiste en optar por una

profundidad determinada, con base en consideraciones de tipo constructivo y econmico

principalmente y chequear con un Factor de Seguridad asumido si a esta profundidad el suelo de

cimentacin nos ofrece las condiciones de resistencia para fundar la estructura. Si en ese chequeo

no se satisface las condiciones de seguridad, se elige una profundidad mayor que no sobrepase los

limites econmicamente factibles, o sino, se procede a cambiar el tipo de cimentacin hasta lograr

una profundidad tcnica, econmica, de facilidad constructiva y de seguridad aceptable para

proceder con el diseo estructural.

ING. JAVIER VARGAS R.


SOGAMOSO, BOYACA, CALLE 13 N 16 22 Tel Fax (098) 7717953. Cel. 310 8066258 LABORATORIO DE SUELOS, PAVIMENTOS Y CONCRETOS.


CIMIENTOS SUPERFICIALES CIMIENTOS PROFUNDOS

FIGURA 16. Tipos de cimientos superficiales y Profundos.






Con toda la informacin anterior se puede concluir:

El tipo de cimentacin que mejores resultados presenta por las caractersticas de las

construcciones son las zapatas aisladas unidas con vigas de amarre.

La eleccin de las dimensiones de la cimentacin depender de las cargas que se vaya a

transmitir al suelo y el tipo de aplicacin de la carga de la columna al cimiento, ya sean

centradas o excntricas.

Para cimientos rectangulares la capacidad portante se asimila definiendo el largo de las zapatas

y usando siempre L > B . El procedimiento a utilizar es similar utilizando el programa de

computador.

Todos los clculos utilizan un Factor de Seguridad de 3.

El nivel fretico se evala a 1.80 metros de profundidad por el perfil de suelos presentes.

El nivel de cimentacin se recomienda a -1.40 metros de profundidad del nivel actual del

terreno.

6.2 Capacidad portante de los suelos en el sitio del proyecto.

La capacidad portante del suelo en el nivel de cimentacin, se calcula utilizando las teoras

expuestas por Brinch Hansen, Vesic y Meyerhof (1975) donde:

qo = NcCScDcGcBc + Nq. q Sq Dq GqBq + B/2NSDGB

qo , es la presin promedio sobre el rea de contacto (A) de la zapata.

= Angulo de friccin interna del suelo.

= Peso especifico del suelo.

= Angulo de inclinacin externa del terreno.

C = Cohesin interna del suelo

Nc, Nq, N = factores de capacidad de carga funcin de la cohesin del suelo, la carga en la superficie, y el peso

unitario del suelo. Todos a su vez funcin del ngulo de friccin.

S = Factor de forma de las zapatas

Df = Profundidad de desplante de las zapatas

G = Factor de inclinacin del terreno






w = factor de inclinacin de la base de la zapata

S= 1+ B/L (Nq/Nc)

Sq = S = 1.0 Cuando = 0

Sq= S = 1+0.1N (B/L) . > 10

Tabla 4 Resumen de las propiedades geotcnicas de la capa de cimentacin recomendada.

PARAMETRO VALOR

Wn (Humedad natural)% 30

LL ( Limite liquido)% 44

LP ( Limite plstico)% 28

Ip ( Indice de plasticidad) 16

C ( Cohesin ) kpa 38

Angulo de friccin ( grados) 24

Gs ( Gravedad especifica ) 2.62

e. ( Relacin de vacos ) 0.3

Peso especifico m 16.8

E ( Modulo de rigidez ) kPa 10800

Valor de conversin 1 kg/cm^2 = 98,067 Kpascales

Para el clculo de la capacidad portante del suelo se reemplaza los valores de las propiedades

geomecnicas de la capa de suelo en el nivel de cimentacin recomendado, utilizando un

programa de computador se obtienen los resultados presentados en la Tabla 5 y Anexo 1, en la

cual se va modificando la profundidad de cimentacin, las caractersticas del suelo, el tipo de

cimentacin, los ancho de cimientos a utilizar, la profundidad del nivel fretico, etc.

6.3 Predimensionamiento de cimientos.

Este procedimiento sirve de base para el predimensionamiento de los cimientos a utilizar ya sean

zapatas cuadradas, rectangulares o corridas. Para cimientos cargados excntricamente se debe

evaluar la excentricidad de las cargas y ajustar las dimensiones de las mismas, ya sean circulares

o cuadradas, utilizando los valores de:

RESUMEN CALCULOS DE CAPACIDAD PORTANTE RESUMEN CALCULOS DE ASENTAMIENTOS

PROYECTO : Edificio carrera 23 calle 5a esquina, Sogamoso. PROYECTO : Edificio carrera 23 calle 5a esquina, Sogamoso.CALCULO = ING. JAVIER VARGAS ROBLES CALCULO = ING. JAVIER VARGAS ROBLES

PROFUNDIDAD TIPO TIPO DIMENSIONES CAPACIDAD PORTANTE ADMISIBLE CARGAS ADMISIBLES

DE DE SUELO DE DE SEGURIDAD DE SEGURIDAD

CIMENTACION CIMENTACION CIMIENTOS TOTAL NETA POR COLUMNA

metros Propiedades en mts KPA TON / M ^2 KPA TON / M^2 Toneladas KN ewt por

POR COLUMNA COLUMNA

c = 3 kpa ZAPATAS 1.0 X 1.0 159 16.21 150 15.30 15.33 150.301.40 Friccin = 24 AISLADAS 1.5 X 1.5 162 16.52 153 15.60 35.13 344.50

P.e= 16.8 KN/m^3 2.0 X 2.0 155 15.81 146 14.89 59.58 584.30

N.F = 1.80 m 2.5 X 2.5 151 15.40 143 14.58 90.97 892.10

F.S = 3.0 3.0 X 3.0 150 15.30 141 14.38 129.62 1271.10


1. En la columna 1 se presenta la profundidad (mts) de cimentacin de la obra. Se recomienda un solado en concreto de 5 cms de espesor.

2. En la columna 2 presenta los valores de las propiedades del suelo de cimentacin utilizadas para calcular la capacidad portante al nivel de cimentacion recomendado.

3. La columna 3 presenta el tipo de cimentacin recomendada por columna. De la geometria del cimiento tambien depende la capacidad portante del suelo.

4. Para dimensionar la cimentacin de la obra opere de la siguiente manera:

a. Determine las cargas totales (vivas, muertas, vientos, sismos, etc) en Toneladas o KiloNewton por columna.

b. Con el valor por columna, ubique la carga en las columnas 9 y 10 tomando el valor por exceso.

c. Por la misma fila donde ubico la carga de la zapata en la columna 9 o 10 lea:

1. En la columna 4 lea las dimensiones de la zapata de acuerdo a la carga que va a soportar esa columna.

2. La capacidad portante admisible de seguridad en las columnas 5 a 8 de acuerdo con las unidades utilizadas.





TABLA 5 TABLA 7






L = L - 2ex B= B - 2ey

donde:

L y B son las dimensiones equivalentes ajustadas.

ex, ey = excentricidad en sentido x y y respectivamente.

En la Tabla 5 se presenta un resumen de las reas de los cimientos a utilizar segn las cargas que

se van a aplicar. En ningn caso se recomienda variar las dimensiones de los cimientos

presentados.

Con estos valores y las cargas reales del diseo estructural se deber, en caso de ser necesario,

dimensionar nuevamente las reas de los cimientos conservando los valores admisibles de

capacidad portante de seguridad siguiendo el procedimiento presentado en la Tabla 6, si las

cargas que aporte el anlisis estructural estn dentro de los rangos presentados en la Tabla 5 no

ser necesario chequear nuevamente las dimensiones de los cimientos.

Tabla 6. Procedimiento para el chequeo de esfuerzos en la base de la cimentacin.

Area . A. ( m2) Es el rea efectiva de los cimientos

Carga . Q. (Ton) Carga que transmitir cada columna a los cimientos

Qc. Esfuerzo de contacto ( Ton / m2 ) Qc = Q / A, de las ya definidas

Qd. Esfuerzo de descarga ( Ton / m2 ) Qd = peso especifico del suelo x profundidad de cimentacin

Qr. Esfuerzo real adicional transmitido al

suelo por la estructura (Ton/m2)

Qr = qc - qd

y debe ser menor que el esfuerzo transmitido con la carga permisible por

columna al suelo






7. EVALUACION DE ASENTAMIENTOS

El comportamiento de los asentamientos en una fundacin superficial esta dado por:

S = Valor del asentamiento

Si = Asentamiento inmediato o distorsin del suelo

Sc = Asentamiento por consolidacin

Ss = Asentamiento por compresin secundaria.

S = Si + Sc + Ss

El asentamiento inmediato, es el asentamiento que ocurre esencialmente con la aplicacin de la

carga de la estructura. Los otros dos componentes resultan de la expulsin gradual del agua de

los vacos y de la consiguiente compactacin del esqueleto del suelo. Estos asentamientos de

todas formas se producen sin importar el tipo de estructura que se le aplique al suelo y estn

dados en funcin del tiempo. Uno de los aspectos ms importante es calcular que los

asentamientos sean uniformes a toda la estructura para no producir hundimientos diferenciales, a

la vez, no deben ser de grandes magnitudes y se debe evitar la influencia de la estructura sobre

las construcciones adyacentes.

De acuerdo al tipo de suelo, para la estimacin de los asentamientos se debe tener en cuenta:

Si el suelo de fundacin es cohesivo, se puede usar la teora elstica.

Si el suelo de fundacin es granular, se debe usar mtodos empricos experimentales.

Para la zona del proyecto, donde el perfil de suelo es estratificado se utiliz el mtodo de

Schermertmann (1987) para la evaluacin de los asentamientos. Mediante un programa de

computador se calcularon los asentamientos totales para las cargas mximas permisibles de

seguridad calculadas en el captulo de capacidad portante. Las condiciones analizadas se

presentan en la Tabla 7. Con los resultados obtenidos podemos concluir que los asentamientos

prximos estn dentro de los limites razonables para un proyecto de este tipo, con el

predimensionamiento de la cimentacin presentada.

RESUMEN CALCULOS DE ASENTAMIENTOS

PROYECTO : Edificio carrera 23 calle 5a esquina, Sogamoso.CALCULO = ING. JAVIER VARGAS ROBLES

PROFUNDIDAD TIPO TIPO DIMENSIONES CARGAS ADMISIBLES ASENTAMIENTOS

DE DE SUELO DE DE SEGURIDAD CALCULADOS

CIMENTACION CIMENTACION CIMIENTOS POR COLUMNA

metros Propiedades en mts Toneladas KN POR A 2 aos A 20 aos

POR COLUMNA COLUMNA En mm En mm.

c = 3 kpa ZAPATAS 1.0 X 1.0 15.33 150.30 26.90 21.171.4 Friccin = 24 AISLADAS 1.5 X 1.5 35.13 344.50 40.99 47.50

P.e= 16.8 KN/m^3 2.0 X 2.0 59.58 584.30 51.12 59.32

N.F = 1.80 m 2.5 X 2.5 90.97 892.10 61.68 71.47

F.S = 3.0 3.0 X 3.0 129.62 1271.10 72.50 84.01


1. En la columna 1 se presenta la profundidad (mts) de cimentacin de la obra, bajo la cual se calculan los asentamientos totales.

2. En la columna 2 presenta los valores de las propiedades del suelo de cimentacin utilizadas para calcular los asentamientos.

3. La columna 3 presenta el tipo de cimentacin recomendada por columna para calcular los asentamientos.

4. Para chequear los asentamientos producidos por las cargas de cada columna opere de la siguiente manera:

a. Con el valor de la carga por columna (columna 5 o 6 ) y dimensiones del cimiento (columna 4) lea en las columnas 7 y 8 el valor de los asentamientos

b. Si estos cumplen con los limites de asentamientos totales del numeral H.4.1.9.2, H.4.1.9.3 y H.4.1.9.4 del codigo NSR 10 se marcan en color negro

c. Si los valores no cumplen con el item anterior se marcarn en rojo y no sera posible utilizar este tipo de cimentacin.





TABLA 7






CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

1. El predio destinado para el proyecto es plano de forma rectangular y actualmente no existe

ningn tipo de construccin.

2. El lote para el proyecto se ubica geolgicamente sobre suelos de origen coluvial y aluvial

antiguo compuesto principalmente por limos arcillosos hmedos marrones claro y oscuros bajo

las cuales se encuentran capas de depsitos aluviales compuesto por gravas y arenas.

3. Por las caractersticas observadas en los sondeos se pudo establecer continuidad de las capas

existentes lo que permite establecer una sola zona de igual comportamiento geotcnico.

4. Para la exploracin del subsuelo en el sitio del proyecto, se realizaron tres (3) sondeos con

profundidad mxima de exploracin de 8.60 mts, utilizando equipo para pruebas SPT , DCPT.

5. La regin ha sido catalogada como una zona de riesgo ssmico alto.

6. En las perforaciones realizadas se encontr nivel fretico a 1.80 metros de profundidad.

7. Aunque para el caso de suelos estratificados no se tiene definida una teora nica sobre los

asentamientos, estos se calcularon con base en modelos que permiten calcular asentamientos

tolerables en las construcciones. En general el estado de consolidacin del depsito que se

ubica en el sitio del proyecto se puede catalogar como normalmente consolidado.

8. Obtenidas las cargas reales que se va a transmitir al suelo deben chequearse nuevamente los

asentamientos probables manteniendo la capacidad portante admisible de seguridad, si estas

cargas se mantienen dentro de los rangos presentados en este estudio, no ser necesario

chequearlas nuevamente, ya que estos valores tambin estarn dentro de los rangos

permisibles.

9. El nivel de cimentacin se recomienda a -1.40 metros de profundidad desde el nivel actual

del terreno.

10.El tipo de cimentacin que mejores resultados presenta por las caractersticas de las

construcciones son las zapatas aisladas unidas con vigas de amarre.

11.El autor del presente estudio ofrece toda la colaboracin con el resto del grupo calculista para

los diseos geotcnicos e interpretaciones que sean necesarias.






12.Los resultados que se presentan en este informe se basan en las caractersticas del subsuelo

explorado, los resultados de los ensayos de laboratorio y los anlisis siguiendo las teoras y

normas ms recientes y aceptadas en el campo de la ingeniera de fundaciones.

13. Las anteriores conclusiones y recomendaciones deben interpretarse en conjunto con las

observaciones y recomendaciones planteadas en todo el texto.

Junio de 2012.

Ing. JAVIER VARGAS R. Est Post MSc Geotecnia U.Nal

MP 15223 - 36995 BYC.






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