Estudio Caseta Comunal El Nacional Mpio Cali

Consultoría y Geotecnia - Walter Diaz Saá – Ingeniero CivilEstudio de Suelos – Consultoría - Calle 13c No 57-24 Cali - Tel. 3317336 - 3117724279

ESTUDIO DE SUELOS

CASETA COMUNAL EL NACIONAL

CARRERA 18 oeste No 7-50MUNICIPIO DE CALI

Santiago de Cali,Agosto de 2015


TABLA DE CONTENIDO

1. INTRODUCCIÓN.......................................................................................... 1

2. TRABAJOS DE INVESTIGACIÓN..................................................................... 22.1. Perforaciones........................................................................................ 22.2. Ensayo de Penetración Estándar ............................................................... 22.3. Muestreo ............................................................................................. 32.4. Ensayos de Laboratorio........................................................................... 3

3. ESTRATIGRAFÍA .......................................................................................... 4

4. PROPIEDADES DEL SUELO ........................................................................... 5

5. CAPACIDAD PORTANTE ............................................................................... 6

6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ........................................................ 66.1. Suelos................................................................................................. 66.2. Fundación Propuesta .............................................................................. 76.3. Excavaciones y Rellenos ......................................................................... 86.4. Recomendaciones Especiales ................................................................... 86.5. Pisos y Pavimentos................................................................................. 96.6. Parámetros Sísmicos .............................................................................. 9

7. LIMITACIONES .......................................................................................... 12

ANEXO 1: FIGURAS

ANEXO 2: REGISTROS DE PERFORACIÓNENSAYOS DE LABORATORIO Y CALCULO ASENTAMIENTOS

ANEXO 3: REGISTRO FOTOGRÁFICO

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1. INTRODUCCIÓN

El presente estudio de suelos se ha realizado, en un lote de aproximadamente250m2, localizado en la carrera 18 oeste No 7-50 del barrio El Nacional, aloccidente de la ciudad de Cali, en donde se planea la construcción de unacaseta Comunal o El reforzamiento de la edificación existente.

El estudio, se ha ejecutado con la finalidad de examinar las propiedadesgeotécnicas del suelo y aplicarlas de manera eficiente, al diseño de lacimentación y del pavimento. De manera adicional, se entregarán lasrecomendaciones de índole constructiva, para las partes de lasconstrucciones que se vean afectadas por el suelo.

Para lograr el objetivo, arriba anotado, se realizó una investigación conperforaciones y ensayos, que permitió identificar: La Estratigrafía, posicióndel nivel freático y las propiedades del suelo, parámetros con los que secalculó la capacidad portante del suelo, se diseñó el pavimento y sedefinieron las recomendaciones constructivas.

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2. TRABAJOS DE INVESTIGACIÓN

De acuerdo con el área de construcción y la magnitud de las cargas quetransmitirán las estructuras, se planificaron y ejecutaron los siguientestrabajos:

2.1. Perforaciones

Empleando el método de perforación a percusión sin lavado, con equipomecánico accionado por un motor Honda de la serie GX 340 con potencianominal de 11 HP, se hicieron cuatro perforaciones. Las perforaciones sellevaron hasta una profundidad máxima de 6.0m. La ubicación de lasperforaciones, se muestra en la Figura 1.

2.2. Ensayo de Penetración Estándar

El Ensayo de Penetración Estándar, es una prueba dinámica algo sencilla, quese realiza a medida que se hacen las perforaciones y permite obtener laresistencia del suelo en sitio. La mecánica de la prueba y el equipo a utilizarcorresponden a lo descrito en la norma ASTM D 1586-67 y en resumenconsiste en hincar en el estrato de interés un muestreador del tipo CucharaPartida (Split Spoon Sampler) de diámetro 2", golpeándolo con un martillo de140 Lbs de peso, que se deja caer en forma libre desde 30" de altura,contando el número de golpes necesarios para lograr una penetración de 1Pie, este número, se anota como N y es el resultado de la prueba.

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La prueba se repitió, en cada una de las perforaciones, a intervalos deprofundidad de 1.5 m.

2.3. Muestreo

Al realizar cada ensayo de penetración estándar, se tomó una muestraalterada del recobro de la cuchara. Muestras inalteradas con tubos Shelby,se tomaron a las profundidades indicadas en los registros de perforación.

2.4. Ensayos de Laboratorio

Las muestras obtenidas se llevaron al laboratorio de suelos en donde sedesarrollaron las siguientes pruebas:

Humedad NaturalLímites de AtterbergCompresión InconfinadaGradación por tamiz.

En la parte final del informe, se anexan: Los registros de perforación delsubsuelo y el resumen de los resultados de los ensayos efectuados.

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3. ESTRATIGRAFÍA

En la Figura 2 se muestra el perfil estratigráfico del suelo, obtenido de losresultados de las perforaciones y los ensayos realizados, en él se apreciauna secuencia de suelos residuales de color café amarillento con consistenciafirme; sin embargo superficialmente y por el sector de la perforaciones P-3se presenta un estrato de suelos muy finos tipo arcillas limosas, por lo quese presume que por un costado del lote corría una antigua cañada:

Estrato A

RELLENO DE ARCILLA limosa café y café grisácea oscura. Su espesor varía entrelos 0,5m y 1,0m. En el sector de P-3 sirve de apoyo al piso concreto de10cm de espesor.

Estrato B

ARCILLA LIMO arenosa café y café oscura con betas gris oscuras y amarillas.Se encontró bajo el relleno hasta profundidades entre los 2,7m y 3,0m.

Estrato C

LIMO ARCILLOSO café amarillento con betas habanas y gris oscuras. Subyace elestrato anterior hasta la máxima profundidad investigada. En el sector de P-3apareció una arcilla limosa gris oscura con betas amarillas.

NIVEL FREÁTICO. El nivel freático no apareció en la investigación realizada.

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4. PROPIEDADES DEL SUELO

En la Tabla 1, se muestran los principales parámetros del suelo natural, de loscuales se pueden deducir las siguientes propiedades:

a. La Humedad Natural del suelo es próxima o superior al límite plástico delmaterial, lo que indica que el suelo está preconsolidado. Por correlacionescon el Índice de Fluidez, se estiman cargas de preconsolidación (Pc) superioresde 8.3kg/cm².

b. El Índice de Plasticidad (IP) del suelo varía entre medio y alto en toda laprofundidad con valores promedio entre 31 y 46, lo que clasifica como medioalto. Según la clasificación del suelo y los valores de IP, el potencial contractoexpansivo clasifica como medio alto, por lo que se recomienda evitar cambiosfuertes en la humedad del suelo.

c. La Resistencia a la Penetración Estándar del suelo es media en toda laprofundidad, obteniéndose valores promedio de N entre 9 y 13 golpes/pie. Laresistencia al corte (Cu) para los 1.0 a 1.5m de profundidad es de0.45Kg/cm².

d. La fundación quedará apoyada en suelos de resistencia media a firme.Asentamientos inmediatos y por consolidación serán inferiores a 2.5cm si setrabaja con las presiones admisibles que se dan más adelante.

e. No se prevén fenómenos de licuación ante un evento sísmico.

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5. CAPACIDAD PORTANTE

Mediante el Método de Schmertmann(*) y con base en la limitación deasentamientos, se calculó la capacidad portante del suelo, a partir de losensayos de penetración estándar, teniendo en cuenta como variables, larelación profundidad de cimentación sobre ancho del cimiento (D/B) y el tipo desuelo. El método, es gráfico y según su autor, los asentamientos totales, selimitan a 2.5 cm. En la Tabla 2, se presentan los resultados obtenidos, tantopara zapatas, como para cimientos corridos.

6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

6.1. Suelos

Aunque el lote es relativamente plano, su estratigrafía es bastante errática;aparentemente por un costado del lote (sector P-3) ha circulado una antiguacañada que ha sido rellenada con material tipo sedimentario con colorpredominante café oscuro y gris oscuro. El resto del lote y después de los2.7m de profundidad predominan suelos residuales con color predominantecafé amarillento. La clasificación es MH para el material residual y CH y CH-MH, para el material tipo arcilla gris y café oscuro.

_______________________(1) SCHMERTMANN, J. H. "Guidelines for the use in the Soil Investigation and Design of Foundations". ResearchBulletin 121 A. Florida DOT, 1967.

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La anisotropía del suelo es bastante marcada debido a la diferenciageotécnica dos materiales encontrados. El suelo posee propiedad contracto-expansiva medio alta, no es potencialmente licuable ante un evento sísmico yla resistencia varía entre firme a dura con la profundidad; el Nivel freático noapareció.

Debido a la anisotropía observada y la presencia de algunas grietas y fisurasen la edificación, se recomienda una investigación geológica descarte lapresencia de una falla que atraviese el lote y ha sido llenada con materialsedimentario o si es solo una antigua cañada.

6.2. Fundación Propuesta

Teniendo en cuenta las propiedades del suelo y las características de uso yuna vez se descarte cualquier problema geológico (ver sección anterior), serecomienda el empleo de cimientos convencionales diseñados de acuerdocon los siguientes parámetros:

TIPO DE CIMIENTO Zapatas Individuales

PROFUNDIDAD DE CIMENTACIÓN: 1.5 m. Pero las excavaciones se llevaránhasta Los 2.0m de profundidad con el finde retirar gran parte del estrato expansivo.Para recuperar niveles se empleará concretopobre o ciclópeo de 1500 Psi.

CAPACIDAD PORTANTE ADMISIBLE: 1.5 Kg/cm2

ANCHO MÍNIMO DEL CIMIENTO: 1.0 m

Nota: Las vigas de amarre que carguen muros se separaran del suelomediante una lámina de icopor de 5cm de espesor.

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6.3. Excavaciones y Rellenos

Las excavaciones para la cimentación se harán en corte vertical y sinpresencia de nivel freático; no se descartan aguas infiltradas delalcantarillado, las cuales se pueden controlar con balde o motobombapequeña, según sea el caso.

El material sobrante de las excavaciones se retirara del sitio, para rellenar sepodrá emplear material seleccionado tipo recebo o rocamuerta, con Índiceplástico menor de 15 %, compactada a 95% de su peso unitario máximo.

6.4. Recomendaciones Especiales

Con el fin de atenuar el potencial contracto expansivo del suelo arcilloso, sedeben seguir las siguientes recomendaciones:

- No se deben tener ni sembrar árboles grandes cerca de la edificación. Sise desea se sembrara en materas o se adecuaran pantallas en concretoenterradas mínimo 1.8mentre el árbol y la edificación

- El alcantarillado se hará con tubería pvc o similar e ira rodeada de materialgranular (grava de ½ y ¾ de pulgada).

- Se recomienda que los patios internos y zonas de antejardín, quedencomo zonas duras, es decir que tengan piso en concreto y buenos drenajes.

- El agua lluvia proveniente de techos de las edificaciones se recolectaranmediante canales y se llevarán al sistema de alcantarillado.

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6.5. Pisos y Pavimentos

Para los andenes o contrapisos se recomienda una losa de concreto de 10cm de espesor y una resistencia de 2.500 psi y se apoyara en un rellenoseleccionado de por lo menos 40cm. Se recomienda colocarle a la losa unrefuerzo mínimo por retracción y temperatura consistente en malla electrosoldada 4mm 15x15cm. Se deben dejar dilataciones (e= 5 mm.) contraestructuras que confinen la losa (columnas, muros, etc.).

Para áreas de parqueo de vehículos livianos, se recomienda un pavimentorígido con espesor de losa de 15cm y resistencia de concreto de 3500psi;la losa se apoyará en una capa de base granular de 15cm de espesor.Rellenos adicionales se harán con material seleccionado tipo recebo orocamuerta y tendrá por lo menos 20cm.

Se deben adecuar juntas transversales de contracción, para controlar elagrietamiento provocado por los efectos de las contracciones como por loscambios de temperatura y de humedad. Las Juntas transversales seproyectarán de tal forma que los paños tengan una relación largo/ancho nomayor de 1.5 y se marcaran cuando el concreto se encuentre endurecido,mediante de la utilización de sierras especiales provistas de discos dediamante que produzcan una ranura en el hormigón; la profundidad de lamisma debe ser de aproximadamente 3cm.

6.6. Parámetros Sísmicos

Los Parámetros Sísmicos, se evaluarán de acuerdo con las indicaciones de laNorma Sismoresistente NSR-2010 así:

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TIPO DE PERFIL DEL SUELO: D

FACTOR DE AMPLIACIÓN DEL ESPECTRO FA: 1.30

FACTOR DE AMPLIACIÓN DEL ESPECTRO FV: 1.85

COEFICIENTES DE ACELERACIÓN Y VELOCIDAD (Aa)PICO EFECTIVA: 0.25

Se debe tener en cuenta igualmente los Parámetros Sísmicos del Estudiode Microzonificación sísmica existente para la ciudad:

El periodo fundamental del suelo se estima entre 0.25 y 0.50 segundos (Zonageotécnica Piedemonte).

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Los Parámetros Sísmicos, se evaluarán así:

MICROZONA SÍSMICA 3 – Piedemonte

PERIODO CORTO TC: 1,05

FACTOR DE AMPLIACIÓN PERIODOS CORTOS FA: 1,36

PERIODO LARGO TL: 2,00

FACTOR DE AMPLIACIÓN PERIODOS INTERMEDIOS FV: 2,98

COEFICIENTES DE ACELERACIÓN Y VELOCIDAD (Aa,Av)PICO EFECTIVA: 0.25

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7. LIMITACIONES

La información consignada en este reporte, y las conclusiones yrecomendaciones dadas, se basan en el análisis de los resultados de lainvestigación realizada, en conjunto con las características del proyecto; loscambios en las condiciones locales del suelo, que se noten al hacer lasexcavaciones, o los cambios en el proyecto, que modifiquen la magnitud delas cargas o la profundidad de las excavaciones, se comunicarán paraestudiar la nueva situación y proponer las recomendaciones adicionales quese precisen.

WALTER DIAZ SAÁINGENIERO CIVIL

MAT. 762 2-61120VLL

Estudio de suelos Caseta Comunal El NacionalCra 18 oeste No 7-50 - Mpio de Cali

Santiago de Cali, Agosto de 2015

TABLA 2

CAPACIDAD PORTANTEMETODO DE SCHMERTMANN

CASETA COMUNAL EL NACIONALCARRERA 18 OESTE N. 7-50

MUNICIPIO DE CALI

(1)PROFUNDIDAD

(m)

(2)TIPO DE SUELO

(3)N. PROM.

(golpes/pie)

(4)CAPACIDAD PORTANTE

kg / cm ²

CIMIENTO CUADRADO CIMIENTOLARGO

D/B=0.0 D/B=1.0 D/B=1.0

0.50 – 1.00 MH-CH 9 0,9 1,3 1,0

1.50 – 2.00 CH-MH Y CH 10 1,0 1,4 1,1

2.00 – 2.50 - 11 1,1 1,5 1,2

3.00 – 3.50 MH-CH Y MH 10 1,0 1,4 1,1

4.50 – 5.00 CH Y MH 13 1,4 1,8 1,4

5.50 – 6.00 - 39 3,8 4,9 3,92

(1) A partir del Nivel actual del terreno

(2) Clasificación USC

(3) Resistencia mínima a la Penetración Estándar.

(4) Presión de contacto para un asentamiento total de 1".


A N E X O 1

FIGURAS


A N E X O 2

REGISTROS DE PERFORACIÓNY ENSAYOS DE LABORATORIO


A N E X O 3

REGISTRO FOTOGRÁFICO


FOTOS 1 a 2- Vista general del sitio de proyecto. Se observa el personal de

exploración realizando las perforaciones.

Estudio Caseta Comunal El Nacional Mpio Cali

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