Puente Arroyo Grande Rev 1

VA AL MAR

CARTAGENA BARRANQUILLADISEO DE LA SEGUNDA CALZADA Y DE LA REHABILITACIN DE LA CALZADA EXISTENTE

PUENTE ARROYO GRANDE

K31+162.5 K31+192.5ESTUDIO DE SUELOS PARA DISEO DE FUNDACIONES DE PUENTES, OBRAS DE ARTE Y ESTRUCTURA DE CONTENCIN

INFORME

CGG-VAM-GF-T3-001

Revisin 1CONSORCIO

Febrero de 2010

LISTA DE DISTRIBUCIN

Copias de este documento han sido entregadas, segn se indica a continuacin. Las observaciones que resulten de su revisin y aplicacin deben ser informadas a esta oficina para proceder a realizar sus modificaciones:DEPENDENCIAN de Copias

CONSORCIO VA AL MAR1

CONSORCIO GEVIAL - GICA1

El CONSORCIO VA AL MAR es responsable de administrar las copias correspondientes de este documento dentro de los grupos de trabajo.

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NDICE DE MODIFICACIONESndiceCaptulo Fecha de Observaciones

RevisinModificadoModificacin

0SeptiembreVersin Original

1 Captulo 1 Captulo 2

Captulo 3

Reorganizacin del informe en generalFebrero de 2010Versin 1Observaciones de la Interventora

ESTADO DE REVISIN Y APROBACIN

Tipo de Documento:

Informe

ESTUDIO DE SUELOS PARA DISEO DE FUNDACIONES DE PUENTES, OBRAS DE ARTE Y ESTRUCTURA DE CONTENCIN


K31+162.5 K31+192.5ESTUDIO GEOTCNICO PARA PUENTES

K10+000 K16+970(PR16)

Documento N:

CGG-VAM-EST-001 Rev-1

Nmero de Revisin0123

ElaborNombreDiana Dixa Rivas Perea

Firma

FechaFebrero de 2010

RevisNombreLuis Fernando Cano Gmez

Firma


NombreLuis Fernando Cano Gmez

Present

CONSORCIO GEVIAL-GICAFirma


Nombre

Aprobacin

CONSORCIO VA AL MARFirma

Fecha

VA AL MAR

CARTAGENA BARRANQUILLA

DISEO DE LA SEGUNDA CALZADA Y DE LA REHABILITACIN DE LA CALZADA EXISTENTE


(K31+162.5 K31+192.3)

ESTUDIO DE SUELOS PARA DISEO DE FUNDACIONES DE PUENTES, OBRAS DE ARTE Y ESTRUCTURA DE CONTENCIN

INFORME TCNICOCGG-VAM-GF-T3-001-V1 TABLA DE CONTENIDO 61.objetivos y alcances

61.1OBJETIVOS

71.2ALCANCES

82.LOCALIZACIN Y DESCRIPCIN DEL PROYECTO

82.1LOCALIZACIN

102.2DESCRIPCIN

112.3RECOPILACIN DE LA INFORMACIN

113.TRABAJOS DE CAMPO

123.1PERFORACIONES CON TALADRO A ROTACIN

123.2Descripcin de las perforaciones

143.2.1Arroyo Grande Margen Izquierda

153.2.2Arroyo Grande Margen Derecha

173.3ENSAYO IN SITU

194.CARACTERISTICAS DEL SUBSUELO

194.1MARCO GEOLGICO

194.1.1Formacin Arroyo Grande (Qpag)

204.2DESCRIPCIN DEL REA DONDE SE SITA PUENTE EXISTENTE

234.3Ensayos de laboratorio

234.3.1Ensayos de Laboratorio _ Margen Derecha

274.3.2Ensayos de Laboratorio _ Margen Izquierda

284.4PARMETROS GEOTCNICOS

294.4.1Parmetros Geotcnicos De La Perforacin _Margen Izquierda

344.4.2Parmetros Geotcnicos De La Perforacin _ Margen Derecha

374.5PARMETROS SSMICOS

385.anlisis de socavacin

416.anlisis geotcnico

426.1CARGAS

426.2CIMENTACIN SUPERFICIAL

436.2.1Estribo Izquierdo (K31+162.5)

466.2.2Estribo Derecho (K31+192.3)

476.3Cimentacin Profunda


546.4EVALUACIN DE ESTABILIDAD

556.4.1Generalidades

556.4.2Resultados Obtenidos

597.condiciones especiales del subsuelos

598.obras complementarias

609.resultados, conclusiones y recomendaciones

609.1RESULTADOS

609.1.1Estribo Izquierdo (K31+162.5)


629.2CONCLUSIONES

639.3RECOMENDACIONES

6710.REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS CONSULTADAS

ANEXOS

Anexo 1. Esquema de localizacin de sondeos

Anexo 2. Registros de perforaciones

Anexo 3. Resultados de ensayos de laboratorio

Anexo 4. Memorias de clculo Lista de Figuras

8Figura 1.Localizacin general del proyecto.

9Figura 2. Localizacin del Puente Arroyo Grande

10Figura 3. Esquema estructural del Puente

11Figura 4. Vista en planta del Puente

13Figura 5. Esquema de localizacin de los sitios de los sondeos

14Figura 6. Localizacin en perfil de los sondeos

17Figura 7. Variacin del NSPT y del recobro con la profundidad

17Figura 8. Variacin del NSPT y del recobro con la profundidad

19Figura 9. Perfil estratigrfico definitivo del Puente Arroyo Grande

23Figura 10. Perfil Arroyo Grande

25Figura 11. Lmites de consistencia

26Figura 12. Ensayos de compresin simple_ Perforacin Margen Derecha

28Figura 13. Ensayos de compresin simple_ Perforacin Margen Izquierda

33Figura 14.Envolvente de falla Mohr - Coulomb _ Arcillolita fragmentada

35Figura 15. Relacin entre SPT y la resistencia al corte no drenado.

37Figura 16.Envolvente de falla Mohr - Coulomb _ Arcillolita Blanda

38Figura 17. Perfil de flujo en condiciones sin proyecto para un Tr=25 aos

39Figura 18. Niveles de flujo en la seccin bajo el puente de Ay. Grande en

39Figura 19. Perfil de flujo en condiciones sin proyecto para un Tr= 50 aos

40Figura 20. Niveles de flujo en la seccin bajo el puente de Ay. Grande en

41Figura 21. Canal Arroyo Grande

43Figura 22.Esquema de cimentacin

Figura 23. Valores mximos de y (Segn Meyerhof, 1976)48

51Figura 24. Sistemas Cargas _Estribo Derecho

52Figura 25. Resultado del anlisis tridimensional_ Estribo Derecho

53Figura 26. Distribucin de Pilotes _ Estribo Derecho

54Figura 27. Eficiencia del grupo de pilotes

56Figura 28. Estribo Izquierdo Terreno natural

56Figura 29. Estribo Izquierdo Etapa de excavacin

57Figura 30. Estribo Izquierdo Estructura terminada (Estribo)

58Figura 31. Estribo Derecho Terreno natural

58Figura 32. Estribo Derecho Etapa de excavacin

59Figura 33. Estribo Derecho Estructura Terminada

64Figura 34. Esquema del pilote a construir.

Lista de tablas 11Tabla 1. Informacin recopilada

18Tabla 2. Puente Arroyo Grande _ Tipo de suelo perforacin margen derecha

18Tabla 3. Puente Arroyo Grande _ Tipo de suelo perforacin margen izquierda

24Tabla 4. Perforaciones_ Granulometra y clasificacin de los materiales

25Tabla 5. Resumen resultados de los ensayos de resistencia_ Perforacin Margen derecha.

26Tabla 6. Identificacin de suelos dispersivos _PINHOLE

27Tabla 7. Resultado de ensayo de expansibilidad

27Tabla 8.Clasificacin de suelos expansivos

27Tabla 9. Resumen resultados de los ensayos de resistencia.

30Tabla 10. ndice de resistencia geolgica para macizo rocoso heterogneo

31Tabla 11.Listado de la constante mi para roca intacta, para grupo de roca

32Tabla 12. Gua para estimar el factor de alteracin D

32Tabla 13. Parmetros del macizo Rocoso _ Formacin Mirador (Arenisca)

33Tabla 14. Parmetros elsticos varias formaciones geolgicas

34Tabla 15. Relacin de vacos, contenido de agua y peso especifico seco para algunos suelos tpicos en estado natural.

36Tabla 16. Valores empricos de (, Dr y peso especifico basado en el SPT

37Tabla 17. Puente Arroyo Grande _ Parmetros geotcnicos.

42Tabla18. Cargas suministradas para el diseo de las cimentaciones de los estribos

44Tabla 19. Factores de capacidad de carga _Terzaghi

44Tabla 20. Datos de entrada_ Capacidad de carga Estribo derecho

45Tabla 21. Clculo de Capacidad Portante_ Estribo Izquierdo

46Tabla 22. Datos de entrada_ Asentamientos

46Tabla 23. Clculo de los asentamientos_ Estribo Izquierdo

46Tabla 24. Datos de entrada_ Capacidad de carga Muro de confinamiento

47Tabla 25. Datos de entrada_ Asentamientos

47Tabla 26. Clculo de los asentamientos_ Estribo Derecho

49Tabla 27. Estratos de suelos _Diseo de la cimentacin

55Tabla 28.Valoracin de la estabilidad.

60Tabla 29. Clculo de Capacidad Portante_ Estribo Izquierdo

60Tabla 30. Clculo de los asentamientos_ Estribo Izquierdo

61Tabla 31. Resumen de alternativa_ Estribo Derecho

62Tabla 32. Mdulos de reaccin

65Tabla 33. Coeficientes de empujes_ Muro de confinamiento

Lista de FOTOGRAFAS 9Fotografa 1. Puente Arroyo Grande Ubicacin general

12Fotografa 2. Equipo de perforacin para el Puente Arroyo Grande

15Fotografa 3. Recobro en el sondeo margen derecha

15Fotografa 4. Recobro en el sondeo margen derecha

16Fotografa 5. Recobro del sondeo margen derecha

16Fotografa 6. Recobro del sondeo margen derecha

21Fotografa 7. Puente Arroyo Grande

21Fotografa 8. Sedimentos margen derecha Arroyo Grande

22Fotografa 9. Estribo izquierdo puente Arroyo Grande

22Fotografa 10. Apique de muestra N 10

VA AL MAR

CARTAGENA BARRANQUILLA

DISEO DE LA SEGUNDA CALZADA Y DE LA REHABILITACIN DE LA CALZADA EXISTENTE

ESTUDIO GEOTCNICO PARA PUENTES


(K31+162.5 K31+192.5)

INFORME TCNICOCGG-VAM-GE-003-T3-001-Rev. 1 1. objetivos y alcances

El proceso de realizar la segunda calzada y la rehabilitacin de la calzada existente de la va Cartagena Barranquilla, incluye la realizacin de varios Puentes. En este informe se hace mencin al Puente ubicado entre el K31+162.5 y el K31+192.5 que corresponde al nombre de Arroyo Grande. A continuacin se presenta los objetivos y alcances del informe.

1.1 OBJETIVOS

Realizar reconocimiento geolgico de la zona donde se ubicar el puente. Identificar y caracterizar los diferentes materiales que conforman el subsuelo de cimentacin.

Evaluar capacidad portante de los suelos y los asentamientos para las diferentes alternativas de cimentacin.

Seleccionar la alternativa ptima de cimentacin desde el punto de vista geotcnico y econmico para cada estribo.1.2 ALCANCESCon el fin de cumplir los objetivos arriba planteados, se adelantaron una serie de actividades entre las cuales se encuentran: Ejecucin de un programa de exploracin geotcnica, consistente en la perforacin de dos sondeos por ponteadero, uno en cada estribo, con elaboracin de ensayos in situ, toma de muestras representativas de los materiales del subsuelo encontradas y ejecucin de ensayos de laboratorio de mecnica de suelos para su caracterizacin. Elaboracin de los respectivos perfiles estratigrficos existentes en cada uno de los sitios de cimentacin, estableciendo a lo largo de toda la profundidad explorada, la identificacin y clasificacin de los materiales encontrados y propiedades geomecnicos como humedad y peso unitario. A partir de ensayos In Situ de Penetracin Estndar (SPT), se obtuvieron, por medio de correlaciones, parmetros de resistencia y deformabilidad.

A partir de los resultados de la exploracin, ensayos y caracterizacin estratigrfica existente, se plantearon y disearon distintas alternativas de cimentacin. En cada una de ellas se estableci la capacidad portante admisible del estrato portante, dimensiones de las estructuras de cimentacin y estimacin de asentamientos totales esperados en la vida til del proyecto. Como complemento a lo anterior se estudia las condiciones especiales del subsuelo (si existe) y la estabilidad de la estructura con respecto a la socavacin estimada Anlisis de estabilidad de laderas, en condicin natural, en el proceso de excavacin y condicin de operacin.

Anlisis de estabilidad de laderas, en condicin natural, en el proceso de excavacin y condicin de operacin. Por ltimo se efectuaron conclusiones y recomendaciones de diseo. 2. LOCALIZACIN Y DESCRIPCIN DEL PROYECTO2.1 LOCALIZACIN

El Puente Arroyo Grande est ubicado en el Departamento de Bolvar, en la va que comunica al Departamento de Bolvar con el Atlntico. Especficamente este proyecto va desde el Aeropuerto Rafael Nez en la Ciudad de Cartagena de Indias hasta la Ciudad de Barranquilla, con una longitud aproximada de 110 Km.Figura 1.Localizacin general del proyecto.

Este Puente est proyectado en el costado izquierdo del puente existente en la va. El puente existente tiene una longitud de 30.0 m y un ancho aproximado de 11.5 m donde se incluye dos carriles y bordillos a cada lado del puente.Figura 2. Localizacin del Puente Arroyo Grande

La Fotografa 1 corresponde a la vista panormica del sitio donde se situar el Puente Arroyo Grande.Fotografa 1. Puente Arroyo Grande Ubicacin general

2.2 DESCRIPCIN

Entre los Departamentos de Bolvar y Atlntico se desarrollar la construccin de la segunda calzada de la Va al Mar que comunica las ciudades de Cartagena y Barranquilla por la Ruta 90A. Las caractersticas generales del Puente son las siguientes:

Longitud del ponteadero: ~30.0m

Tablero del puente: 11.5 m

Calzada: 2 carriles de 3.65m =7.30 m

Berma interior: 1.0 m = 1.00 m

Berma exterior: 2.50 m = 2.50 m Barrera vehiculares: 0.35 m = 0.70 mEn la Figura 3 se muestra la geometra en planta del Puente.Figura 3. Esquema estructural del Puente

La vista transversal muestra el esquema de cimentacin a evaluar para fundacin del Puente.Figura 4. Vista en planta del Puente

2.3 RECOPILACIN DE LA INFORMACIN

Para la realizacin del Puente Arroyo Grande se cont con la informacin que se presenta en la Tabla 1.

Tabla 1. Informacin recopilada

3. TRABAJOS DE CAMPOEn este captulo se describe la informacin primaria que permite determinar el estrato adecuado para la cimentacin del Puente Arroyo Grande. Las perforaciones y la descripcin de las mismas. La exploracin de campo consisti en un levantamiento detallado de las unidades geolgicas superficiales y se complement con dos perforaciones en el sitio donde se ubicar al puente existente, lo que permiti el reconocimiento de los materiales cercanos a la zona. 3.1 PERFORACIONES CON TALADRO A ROTACINLa informacin de la exploracin de campo, usada para evaluar las condiciones geotcnicas del subsuelo, se obtuvo de dos (2) perforaciones realizadas en el costado izquierdo y derecho. En las perforaciones con taladro rotatorio se combin el avance entre ensayo de penetracin estndar, lavado y rotacin, este ltimo se realiz con broca de diamante y recuperacin de testigos. En las perforaciones con taladro rotatorio se combin el avance entre ensayo de penetracin estndar, lavado y rotacin. Este ltimo se realiz con broca de diamante y recuperacin de testigos. En la Fotografa 2, se observa el equipo de perforacin utilizado para realizar los sondeos del Puente Arroyo Grande. Las perforaciones fueron realizadas con el equipo de perforacin de la Empresa Explora.Fotografa 2. Equipo de perforacin para el Puente Arroyo Grande

3.2 Descripcin de las perforaciones

A continuacin se hace una breve descripcin de cada una de las perforaciones realizadas para la cimentacin del Puente Arroyo Grande.Las perforaciones del Puente Arroyo Grande fueron identificadas como Sondeo margen derecha (S M.D) y Sondeo margen izquierda (S M .I), las cuales se muestran en la Figura 5. De acuerdo con la topografa el sondeo de la margen izquierda se hizo en la cota 9.2 msnm y la abscisa K31 +140 del eje existente, el sondeo margen derecha en la cota 6.25 msnm y en abscisa K31+ 169.48.Figura 5. Esquema de localizacin de los sitios de los sondeos

En la Figura 6 se muestra un perfil longitudinal del costado donde se realizaron los sondeos.Figura 6. Localizacin en perfil de los sondeos

3.2.1 Arroyo Grande Margen IzquierdaEsta perforacin alcanz los 30.0 m de profundidad y el nivel fretico se encontr a los 12.6 m. Se detect nicamente la roca Arcillolita, pero sta, en algunos sectores present un bajo recobro y RQD.Arcillolita: Roca color gris oscuro, dura, masiva, fracturada con trozos no superiores a 0.05m. La Fotografa 3 muestra lo fragmentado que se encuentra la roca arcillolita a lo largo de toda la perforacin.

Fotografa 3. Recobro en el sondeo margen derecha

3.2.2 Arroyo Grande Margen DerechaEsta perforacin alcanz 30.0 m de profundidad y no se detect agua fretica. Los suelos encontrados corresponden a:

Arena limosa: Entre 0.0 y 9.5 m de profundidad. Arena limosa de plasticidad media de color pardo amarillo. Presenta una resistencia a la penetracin de 8.5 golpes/pies en promedio. El recobro fue de 70%. (ver Fotografa 4).

Fotografa 4. Recobro en el sondeo margen derechaEntre 0.0 9.45 m

Depsito Gravoso: Entre 9.45 y de 12.0 m de profundidad. El estrato est compuesto por depsito de grava, tambin se observ que entre 11.0 m y 11.45 m existe un depsito de arena gruesa a gravas de tamao inferior a 20 mm. Del ensayo de penetracin estndar se tiene un valor en promedio de 32 golpes/pie. En la Fotografa 5 se observa la naturaleza granular de los suelo.

Fotografa 5. Recobro del sondeo margen derecha

Entre 9.45 12.0 m

Formacin arcillolita gris (meteorizacin media): Profundidad entre 12.0 y 30.0 m. La arcillolita presenta una alta resistencia en el ensayo de SPT. (ver Fotografa 6).

Fotografa 6. Recobro del sondeo margen derecha

Entre 19.10 y 25.0 m

3.3 ENSAYO IN SITUHaciendo un anlisis de los valores obtenido con el ensayo in situ, SPT, se puede decir que en el sondeo realizado en la margen izquierda, predomina la roca Arcillolita, razn por la cual se obtuvo rechazo a una profundidad muy temprana (1.95 m). Es de observar en la Figura 7 que el porcentaje de recobro es errtico, lo que es un indicativo de lo fragmentada que se encuentra el macizo rocoso en el sitio.

Figura 7. Variacin del NSPT y del recobro con la profundidad

Sondeo margen izquierda

Figura 8. Variacin del NSPT y del recobro con la profundidad

Sondeo margen derecha

En la perforacin de la margen derecha, se observa que hasta los 11.45 m existe valores de SPT muy bajos, inferiores a 15 golpes /pie. A partir de esa profundidad se obtuvo rechazo en el ensayo de SPT. Sin embargo el porcentaje de recobro es bajo e incluso en algunos sitios no hubo recuperacin de material.

El resumen de los suelos encontrados en la perforacin 3 y 4 se presentan en la Tabla 2 y en la Tabla 3. Del anlisis del resultado de la perforaciones se concluy que es evidente que existen 3 estratos de suelos en la margen derecha, que corresponde a un depsito de espesor promedio de 9.45 m, en profundidad le sigue el depsito aluvial de textura granular y por ltimo un basamento que corresponde al perfil de meteorizacin de la Formacin Arcillolita. En la margen izquierda se detect Arcillolita.

Tabla 2. Puente Arroyo Grande _ Tipo de suelo perforacin margen derecha

PERFORACIN MARGEN DERECHA

Prof. (m)NSPT

Tipo de suelo

0.0 - 9.458.5Arenosa limosa.DEPSITO ALUVIAL

9.45 12.032Depsito gravo-arenoso

12.0 30.080Formacin Arcillolita.ROCA ARCILLOLITA

Tabla 3. Puente Arroyo Grande _ Tipo de suelo perforacin margen izquierda

PERFORACIN Margen Izquierda

Profundidad (m)NSPTTipo de suelo

0.0-30.0 m80ROCA ARCILLOLITA

En la Figura 9 se muestra el perfil estratigrfico de acuerdo con los materiales encontrados en las perforaciones y ajustado al eje donde se ubicar el Puente.

Las perforaciones se realizaron en el costado oriental del Puente existente, razn por la cual se hizo una ubicacin aproximada en el eje de diseo, basado en la cota de perforacin. Se aclara que en cada margen las condiciones de los materiales son similares aguas arriba y aguas abajo del Puente existente. El nivel fretico se encontr a los 12.6 m en la perforacin margen izquierda y no encontr en la margen derecha, razn por la cual se asumi una lnea de flujo de acuerdo con el altura fretica encontrada.

Figura 9. Perfil estratigrfico definitivo del Puente Arroyo Grande

4. CARACTERISTICAS DEL SUBSUELOA continuacin se describen la geologa del sitio, as mismo se hace un recuento de los ensayos de laboratorio y se determina los parmetros geotecnias para el diseo de la cimentacin.4.1 MARCO GEOLGICO

El Puente Arroyo Grande se sita en la zona homognea 12 diferenciada en el estudio geolgico, que se caracteriza por ser una zona colinada baja convexa en ambos lados de la va, tiene cortes bajos a medios, de aproximadamente 10.0 m a 12.0 m. En los taludes se observa erosin elica y algunas huellas de escorrenta con lavado de finos y surcos erosivos. En el sitio predonima la Formacin geolgica que hace referencia al nombre del Puente.

4.1.1 Formacin Arroyo Grande (Qpag)

La Formacin Arroyo Grande est constituida bsicamente por gravas y arenas aflorantes en el Corregimiento de Arroyo Grande, en el noroccidente de la Plancha 23 y que suprayace a la Formacin Bayunca. Esta unidad es similar a las gravas de Rotinnet, sin embargo la no conexin de las dos unidades y la influencia marina que se asume en la Formacin Arroyo Grande permite considerarla como una formacin diferente.

La Formacin Arroyo Grande presenta una morfologa ondulada similar a la Formacin Bayunca, lo cual la hace difcil su separacin cartogrfica; se levant una seccin compuesta en la balastrera de Arroyo Grande y otras dos de referencia, las cuales se describen a continuacin.

Seccin Balastrera de Arroyo Grande

La base est compuesta de 10 m de gravas de guijos de 0,05 a 0.6 m. (5%), con predominio de tamao de 15 mm., subredondeados y bien redondeados, bien seleccionados, granos imbricados, con areniscas conglomerticas y conglomerados arenosos de grano muy grueso a guijo. Se dispone en capas gruesas (0.500.60 m.) a muy gruesas (1,01,5 m), planas paralelas y ligeramente subparalelas; hacia la parte inferior hay capas delgadas de lodolitas gris. La parte superior de la unidad est compuesta por 40 m de areniscas ligeramente conglomerticas de grano grueso a guijo, intercaladas con conglomerados de guijos (10-20 mm) en capas gruesas y muy gruesas, planas a ligeramente onduladas paralelas, con estratificacin cruzada. Hacia la parte inferior se presentan capas lenticulares de lodolitas, gris oscuras.

Seccin Turban Turbaco

La secuencia est constituida en la parte superior por arcillolitas de tono rojizo y amarillento de acuerdo a la alteracin, con intercalaciones de areniscas de cuarzo de grano fino, masiva y deleznable; ocurren en capas medias y gruesas con interestratificaciones de arcillolitas calcreas. Est suprayacida concordantemente con la Formacin La Popa.

Seccin Pasacaballos Hacienda el chorro

La unidad en esta seccin est caracterizada por la presencia de areniscas de cuarzo de grano fino, rojizas alteradas, con intercalaciones de arcillolitas grises; en la parte superior aparecen areniscas gravosas y gravas, con estratificacin cruzada planar y en artesa a gran escala, con intercalaciones de arcillolitas rojizas alteradas; sobre la anterior secuencia aparece la Formacin La Popa, compuesta por calizas arrecifales lodosas.

4.2 DESCRIPCIN DEL REA DONDE SE SITA PUENTE EXISTENTE

Este puente est localizado en cercanas del PR 30+200, con una luz de 25.0 m. con 4 vigas longitudinales lanzadas y 4 transversales de amarre; colocadas sobre dos estribos fundados sobre material rocoso el de la margen izquierda, mientras que el de la margen derecha est sobre sedimentos aluviales muy finos con finas gravas. Ver (Fotografa 7). Sobre la margen derecha de la va despus del puente hay 4 alcantarillas, con una distancia de 13.0 m entre ejes de alcantarillas.

Fotografa 7. Puente Arroyo Grande

Estribo derecho

El estribo derecho est fundado sobre sedimentos aluviales compuestos por arenas finas de color caf claro a caf oscuro al interior, superficialmente se observan gravas de orden centimtrico. Ver (Fotografa 8).

Fotografa 8. Sedimentos margen derecha Arroyo Grande

Estribo IzquierdoEl estribo izquierdo a diferencia del otro est fundado sobre rocas sedimentarias compuestas por intercalaciones de finas capas de areniscas de grano fino de color amarillo claro con lutitas de color gris. (Ver Fotografa 9).La estratificacin de estas capas es N30E/45SE y tiene una familia de diaclasas con rumbo NS, buzando 72E (NS/72E).

Los sedimentos de arrastre del arroyo son bsicamente material fino, compuesto por arena, limos y arcillas con finas gravas.

Fotografa 9. Estribo izquierdo puente Arroyo Grande

Sobre el PR30+350 se hizo una excavacin de un pequeo apique y se tom una muestra de suelo en bolsa, a una profundidad de 0.65 m, la cual corresponde a arena fina limo-arcillosa de color amarillo terroso. Ver (Fotografa 10).

Fotografa 10. Apique de muestra N 10

En sntesis el puente se apoya sobre dos formaciones, en el costado izquierdo existe la Formacin Arcillolita y en el costado derecho se observaron depsitos aluviales, la Figura 10 esquematiza el perfil geolgico del sitio.Figura 10. Perfil Arroyo Grande

4.3 Ensayos de laboratorioLas muestras obtenidas durante las exploraciones del subsuelo fueron llevadas a los Laboratorios de Suelos de la empresa Auscultar Ltda., donde se determinaron las propiedades ndices y de resistencia de las muestras recolectadas. Se hicieron ensayos de humedad natural, granulometra con lavado por el tamiz 200, lmites de Atterberg, de Pihole y de expansin libre en probeta. Para determinar la resistencia ltima y los parmetros resistentes se practicaron pruebas de compresin inconfinada (qu).4.3.1 Ensayos de Laboratorio _ Margen Derecha Ensayos de clasificacin

En esta perforacin se le hizo ensayos de clasificacin a un total de quince (15) muestras. La clasificacin se hizo por la ASSHTO y el Sistema Unificado (USCS). A continuacin se presenta en la Tabla 4 los resultados de la granulometra y clasificacin de las muestras obtenidas en las perforaciones.Tabla 4. Perforaciones_ Granulometra y clasificacin de los materiales

PROFUSCSAASHTOIG%GRAVA%ARENA%FINOSwnLLLPIPLC

DESDE HASTA

1,00 1,45 CL A-7-6 148,89 14,55 76,56 15,76 40,05 15,17 24,88 12,93

2,00 2,45 CL A-6 83,95 28,63 67,42 13,23 31,14 14,39 16,75 13,68

3,00 3,45 SM-SC A-4 00,00 56,82 43,18 17,83 22,17 17,65 4,52 11,24

4,00 4,45 GC A-6 527,63 25,04 47,32 12,69 35,14 15,37 19,78 14,40

5,00 5,45 CL A-6 100,00 9,79 90,21 24,09 32,11 13,92 18,19 11,71

6,00 6,30 CL A-6 110,00 6,63 93,37 26,80 34,22 13,22 21,00 11,28

7,00 7,45 SM A-2-4 01,34 84,45 14,21 17,96 0,00 0,00 0,00 0,00

8,00 8,45 SP-SM A-3 02,07 92,13 5,80 19,57 0,00 0,00 0,00 0,00

9,00 9,45 SW A-1b 033,82 62,16 4,02 7,40 0,00 0,00 0,00 0,00

11,00 11,45 GW A-1a 068,62 26,85 4,53 2,80 0,00 0,00 0,00 0,00

12,00 12,45 CH A-7-6 200,00 3,03 96,97 22,92 61,55 23,27 38,28 20,36

17,10 18,20 CH A-7-6 200,00 7,28 92,72 23,35 61,29 24,77 36,52 21,97

23,55 24,00 CH A-7-6 200,00 3,10 96,90 21,56 66,67 26,12 40,55 24,40

25,55 26,00 CH A-7-6 201,49 4,87 93,64 21,33 60,65 21,17 39,48 20,62

28,55 28,90 CL A-7-6 150,00 6,54 93,46 13,43 45,93 21,32 24,61 18,35

Diez de las quince muestras clasificadas en esta perforacin, corresponden a suelos fino granulares, de textura arcillosa (de alta y baja compresibilidad). Las otras cinco muestras corresponden a suelo grueso granulares, arenas y gravas. Las muestras que clasificaron como arcilla de alta plasticidad presentaron humedades naturales entre 21 y el 27% y lmites lquidos en el orden del 60%. Para las muestras que clasificaron a profundidades mayores de 12.0 m en esta perforacin, es necesario aclarar que esta clasificacin corresponde a la roca triturada y macerada, razn por la cual no es representativo debido a que ests muestran remoldeadas y que no tienen una correspondencia exacta con el comportamiento del suelo, auque deja claro la fragilidad de la roca ante la presencia de agua y la naturaleza arcillosa de la misma.Las arcillas de alta plasticidad presentaron humedad natural por debajo del lmite lquido e incluso uno de ellas estuvo por debajo del lmite de contraccin, las humedades naturales de las arcillas en este sector (12 m - 26m), presentan valores muy homogneos con diferencia entre ellas menores del 4%. Tres de las muestras clasificadas como arcillas de baja plasticidad detectada en esta perforacin se encuentran en estado plstico y las otras dos presentaron humedades por debajo del lmite de contraccin. En general las humedades naturales estuvieron por debajo del 30%

Figura 11. Lmites de consistencia

Ensayos de resistencia Para caracterizar geotcnicamente los estratos de suelos se realizaron ensayos de resistencia a las muestras inalteradas tomadas en las perforaciones. En la Tabla 5 se presenta un resumen de los resultados, donde se indican la profundidad a que se tom la muestra y la resistencia que present cada tipo de suelo.Tabla 5. Resumen resultados de los ensayos de resistencia_ Perforacin Margen derecha.

ENSAYOS DE COMPRESIN SIMPLE

Profundidad (m)12-12.4517.10-18.2023.55-2425.55-2628.55-28.90

d (g/cm3)2.011.681.782.051.96

h (g/cm3)2.482.092.152.492.31

Compresin simple (Kg/cm2)10.65.099.2612.4512.13

En la perforacin se realizaron cinco (5) de compresin simple a las siguientes profundidades: de 12.00 a 12.45 m el valor fue de 10.6 Kg/cm2, entre 17.10 y 18.20 m el ensayo arroj un valor de 5.09 Kg/cm2, entre 23.55 y 24.00 m el valor fue de 9.26 Kg/cm2, entre 25.55y 26.00 m la resistencia es de 12.45 Kg/cm2 y de 28.55 a 28.90 m la resistencia obtenida fue de 12.71 Kg/cm2. La Figura 12 es la representacin grfica de los resultados obtenidos.

Figura 12. Ensayos de compresin simple_ Perforacin Margen Derecha

Ensayo de PinholePara identificar el comportamiento dispersivo de los arcillas presentes en rea donde se ubicar el puente se realiz un ensayos de Pinhole, este ensayo se realiz a la muestra extrada a una profundidad comprendido entre 3.0-3.45 m.

El ensayo dio como resultado que este suelo es un D-2. De acuerdo con la Tabla 6 el suelo es dispersivo, es decir el suelo deflocula espontneamente cuando est expuesto al agua que tenga poco o nada de velocidad hidrulica. Este fenmeno facilita erosin del suelo.

Tabla 6. Identificacin de suelos dispersivos _PINHOLE

Ensayos expansin libre en probetaComo su nombre lo indica este ensayo permite determinar el grado de expansibilidad de los suelos. A cuatro muestras se les realiz este en ensayo y los resultados son los que se muestran en la Tabla 7. Tabla 7. Resultado de ensayo de expansibilidad

MuestraLectura inicial(ML)Lectura final(ML)Expansin libre (%)

2.0-2.45506020

4.0-4.45505612

6.0-6.30506020

8.0-8.4550500

Los resultados muestran expansin libre menores del 20% que acuerdo con estos resultados y la Tabla 8, los suelos tiene un potencial de expansin bajo.Tabla 8.Clasificacin de suelos expansivos

Norma Colombiana de Diseo y construcciones Sismo Resistente, 1998, Ttulo H, H - 384.3.2 Ensayos de Laboratorio _ Margen Izquierda

En este suelo corresponde a roca arcillolita, en los cuales se realizaron ensayos de compresin inconfinada. En la Tabla 5 se presenta un resumen de los resultados.

Tabla 9. Resumen resultados de los ensayos de resistencia.

Profundidad (m)10.50-11.5016.60-18.5021-23

d (g/cm3)1.831.691.57

h (g/cm3)2.161.951.68

Contenido de humedad (%)17.9415.617.12

Compresin simple (Kg/cm2)14.3317.8014.75

c(KPa)7.168.907.37

En la perforacin de la margen izquierda se realizaron tres ensayos de compresin simple, el primero a una profundidad de 11.50, el segundo a una profundidad de 18.50 m y el ltimo a 23.0 m (Figura 13).

Figura 13. Ensayos de compresin simple_ Perforacin Margen Izquierda

No existe una diferencia de resistencia apreciable entre el primer y el tercer ensayo, aunque el contenido de humedad del primero es casi el doble que la del segundo, tambin se observa que la mayor resistencia se obtuvo del segundo ensayos con un contenido de humedad de 15.61%. Sin embargo la dispersin entre los datos de resistencia obtenidos es poca.4.4 PARMETROS GEOTCNICOS

Teniendo como base los materiales encontrados en el sitio y los resultados obtenidos en el SPT y los ensayos de laboratorio, se definieron los valores de los parmetros geotcnicos de diseo, complementando esta informacin con tablas de valores tpicos y correlaciones propuestas en la literatura tcnica. Con estos valores, ms adelante se realizaron los anlisis de capacidad de carga de cada uno de los estratos.4.4.1 Parmetros Geotcnicos De La Perforacin _Margen IzquierdaFormacin Arcillolita: Entre 0.0 y 30.0 m de profundidad. Presenta una resistencia a la penetracin de 80 golpes/pies. Peso especfico (()De acuerdo con la Tabla 9, los pesos especficos seco promedio de esta roca es de 17 KN/m3.La caracterizacin del macizo rocoso se realiz por medio del criterio de Hoek & Brown y el programa RockLab V.1.031 desarrollado por Rocscience Inc. El programa RocLab, permite estimar parmetros de resistencia del macizo rocoso, basado en el resultado en el ensayo de compresin simple. Los datos de entrada del programa son: resistencia obtenida de la compresin simple, el ndice de resistencia geolgica (GSI), La constante de material (mi) y factor de alteracin (D) de 1. Este programa permite determinar la envolvente de falla, mediante condicin general, tnel, talud o historia de esfuerzos (custom). Para objeto de anlisis se utiliza la aplicacin general.De acuerdo con los valores obtenidos del ensayo de compresin simple se obtuvo una resistencia de 1563 KPa para la Arcillolita; el ndice de resistencia geolgica (GSI) de 50, para el macizo rocoso, esto asociado al recobro obtenido del sitio (Tabla 10).

Tabla 10. ndice de resistencia geolgica para macizo rocoso heterogneo

Hoek and Brown 1997La constante de material (mi) de 6 se tom de la Tabla 11, la cual indica que para la roca arcillolita el mi equivale a 4 mas/menos 2 (4 ( 2) y factor de alteracin (D) de 7, que corresponde a macizo rocoso que se puede alterar con excavacin mecnica.

Tabla 11.Listado de la constante mi para roca intacta, para grupo de roca

Practical Rock Engineering. Evert Hoek. Pg 7 del captulo de parmetros del macizo rocoso .2007Tabla 12. Gua para estimar el factor de alteracin D

Practical Rock Engineering. Evert Hoek. Pg 17 del captulo de parmetros del macizo rocoso .2007De acuerdo con los datos de la Tabla 13, la arenisca fragmentada el ngulo de friccin es de 18 y la cohesin fue de 105.44 KPa y mdulo de elasticidad de 1336.40 MPa (Figura 14). Tabla 13. Parmetros del macizo Rocoso _ Formacin Mirador (Arenisca)

Tipo de RocaResistencia (MPa)Parmetros

GSImiD

Arcillolita 15635060.7

Figura 14.Envolvente de falla Mohr - Coulomb _ Arcillolita fragmentada

El mdulo de elasticidad obtenido mediante este mtodo se considera alto de acuerdo con la Tabla 14, razn por la cual se utilizar el valor de 250 MPa.Tabla 14. Parmetros elsticos varias formaciones geolgicas

Dato de Pierre shale desde Neuzil (1993), los dems valore de Hass (1981)

4.4.2 Parmetros Geotcnicos De La Perforacin _ Margen DerechaArena limosa: Entre 0.00 y 9.45 m de profundidad. En este estrato existe un suelo de textura arcillosa y depsitos de gravas, pero en general el material es de grano fino. En el ensayo de penetracin estndar se obtuvo un valor de 8.5 golpes/pie. Peso especfico (()De acuerdo con la Tabla 15 , una arena limosa suelta tiene un peso especfico de 16 KN/m3.Tabla 15. Relacin de vacos, contenido de agua y peso especifico seco para algunos suelos tpicos en estado natural.

Tomado: Fundamentos de Ingeniera geotecnia. Braja Das. Pg 24

ngulo de friccinPara suelos de textura arenosa se utiliz la frmula de Terzaghi y Peck (1974). En esta ecuacin se correlaciona nmero de golpes obtenidos con el ngulo de friccin (Ecuacin 1). Para un nmero de golpes de 8.5 golpes/pie y un N60 5 (correccin al 60 % de la eficiencia del martillo), se tiene un ngulo de friccin de 26.

Ecuacin 1.

Cohesin

Para obtener un dato confiable, el estrato se asumi como un limo y el valor de cohesin se toma de la Figura 15, que relaciona el nmero de golpes obtenido en el SPT con la resistencia al corte no drenada (Su=qu). La figura indica que para limos que ofrece una resistencia de 6.37 golpes/pie (N60) (Ecuacin 2), el valor es de 20 KPa, la cohesin no drenada es de 10KPa y la cohesin efectiva se considerar 0.

Ecuacin 2.

Donde:

CE: Factor de correccin por (relacin de energa).Este valor depende del tipo de martillo. Para un martillo Automtico -1.3, Seguro-1.0 y Rotatorio (Donut)=0.75, este ltimo es el valor que se tom para el clculo del N60.Figura 15. Relacin entre SPT y la resistencia al corte no drenado.

Tomado: McGregor and Duncan. Performance and use of the Standard penetration test in geotechnical engineering practice. Pg 80,1998.

Mdulo de elasticidadDe acuerdo con Bowles para arena limosas se tiene que el mdulo de elasticidad depende del nmero de golpes del ensayo de SPT (14 golpes/pie). Ecuacin 3.

Usando la Ecuacin 3 se obtiene un valor de 3.6 MPa.Depsito gravo arenoso: entre 9.45 m y 12 m. El estrato corresponde a suelo de textura granular que presenta una resistencia a la penetracin de 12 golpes/pie. Peso especfico ((): De acuerdo con la Tabla 16, para un suelo suelto el peso especfico vara entre 17 y 20 KN/m3, para objeto de anlisis el valor ser de 17 KN/m3.

Tabla 16. Valores empricos de (, Dr y peso especifico basado en el SPT

Bowles J. Foundation analysis and design. 4ta edicin .Pg 141.

ngulo de friccinPara este suelo se utiliza la Ecuacin 4, esta ecuacin son de Peck, Hanson y Thornburn (1974). En ste es necesario calcular el N60 que para un SPT de 12 el valor es de 9.0 (Ecuacin 2). Con la primera ecuacin se obtuvo un valor de 30.

Ecuacin 4.

Cohesin (C): debido a la naturaleza del suelo, ms granular que cohesivo, no se considera el aporte de cohesin para el clculo de resistencia del estrato de suelo.

Mdulo de Elasticidad (E): Para el clculo de este valor, se hizo uso la ecuacin propuesta por Bowles para gravas y teniendo en cuenta el resultado de penetracin estndar corregido al 60 % de la eficiencia del martillo. De lo anterior se obtuvo un mdulo elstico de 11MPa (Ecuacin 5).Ecuacin 5.

Formacin Arcillolita Blanda (8.6 m y 15 m): Segn los ensayos de compresin simple el peso especfico seco de esta roca es de 1.9 KN/m3, al igual que en la arcillolita de la margen izquierda los parmetros de diseo de obtuvieron mediante exprograma de Roclab, para el cual se tiene los mismo parmetros de la Tabla 13 a excepcin de la resistencia de compresin simple, que para este caso es de 994 KPa . Del programa se obtuvo un ngulo de friccin de 19, cohesin de 29 KPa y mdulo de elasticidad de 250 MPa. Figura 16.Envolvente de falla Mohr - Coulomb _ Arcillolita Blanda

El resumen de los parmetros geotcnicos se encuentra en la Tabla 17 .Tabla 17. Puente Arroyo Grande _ Parmetros geotcnicos.

Profundidad. (m)(d (KN/m3)( ()C((KPa)Es(MPa)

Margen Izquierda

0 30.0171946250

Margen Derecha

0.0 9.451626---3.6

9.45 12.01730---11

12.0 30.0191929250

4.5 PARMETROS SSMICOSDe acuerdo a la Norma Colombiana de Diseo y Construccin Sismo Resistente, NSR- 98, (Ley 400 de 1997 y Decreto 33 de 1998), El Departamento de Bolvar est situado dentro de una zona de amenaza ssmica baja. Con base a lo estipulado en la Norma y para efectos de diseo se utilizar la aceleracin pico efectiva (Aa) =0.10.Para el anlisis de estabilidad seudoesttico de los taludes se toma como la aceleracin horizontal la mitad (1/2) de la aceleracin pico efectiva basado en los concepto de Elms y Martn (1979) que demostraron que este valor es adecuado para la mayora de los propsitos de diseo, debido a que la aceleracin pico solo se presenta en periodos de tiempo muy pequeos no suficientes para producir la falla tal como lo han analizado investigadores del rea ssmica como Seed y Marcurson. El anterior concepto es vlido si se tiene en cuenta que en los anlisis seudoestticos que se hacen para simular el efecto de un sismo sobre el talud, se utilizan parmetros geotcnicos estticos, cuando Ishihara (1989) mostr que la resistencia al corte se incrementaba en un sismo.

5. anlisis de socavacin

Los resultados de la modelacin de las condiciones actuales (sin proyecto) se muestran de la Figura 17 a la Figura 20. En ellas se muestra claramente que la seccin del cauce y el glibo bajo el puente existente solo dan capacidad hasta un caudal correspondiente a un periodo de retorno de 25 aos, puesto que para mayores periodos de retorno los niveles de flujo superan los niveles de la va.

Figura 17. Perfil de flujo en condiciones sin proyecto para un Tr=25 aos

Figura 18. Niveles de flujo en la seccin bajo el puente de Ay. Grande en

condiciones sin proyecto para un Tr=25 aos

Figura 19. Perfil de flujo en condiciones sin proyecto para un Tr= 50 aos

Figura 20. Niveles de flujo en la seccin bajo el puente de Ay. Grande en

condiciones sin proyecto para un Tr= 50 aos

Debido a que las condiciones actuales no permiten el paso de crecientes asociadas a un periodo de retorno de 100 aos, se recomend para el sitio se debe realizar un canal en concreto, el cual cuenta con una seccin hidrulica de 17 m de ancho y 4.7 m de altura, conformado por dos muros de 5 m de altura y 33.30 m de longitud, zapatas de 4m de longitud y espesor de 0.5m, adems una losa intermedia de 9 m de longitud y 0.25m de espesor, as como unos muros de cierre de 0.25m de espesor segn se indica en planos (ver Figura 21).Figura 21. Canal Arroyo Grande

Detalle del canal

6. anlisis geotcnicoEn este tem se hace la evaluacin de la cimentacin para el Puente en estudio, Para el diseo de las cimentaciones de los puentes se procede a evaluar como primera medida la cimentacin superficial, con fin de lograr una alternativa adecuada desde el punto de vista tcnico, la cual depende de la capacidad de carga y de los asentamientos que se puedan generar en el suelo de soporte y considerar la idea que finalmente permita la optimizacin de los recursos. En los casos donde la capacidad portante es inferior a la que debe soportar la cimentacin, se evala la cimentacin profunda.Evaluacin la capacidad de carga admisible y los asentamientos se hace con base en la informacin suministrada de las cargas transmitidas de la superestructura, como se indica mas adelante.6.1 CARGASEn la Tabla18 se presentan las cargas suministradas por el diseador estructural. Estas cargas corresponden a la etapa Puente terminado, sin incluir el peso del pilote.Tabla18. Cargas suministradas para el diseo de las cimentaciones de los estribosCargas a cimentacin ServicioEvento extremo

Carga muertaCarga vivaPeso infraestructuraTotal

FZ (ton)FZ (ton)FZ (ton)FZ (ton)FX (ton)FY (ton)

Carga por estribo274.4117.6122.1514.127.427.4

6.2 CIMENTACIN SUPERFICIALLa estructura de soporte del Puente Arroyo Grande es una combinacin de cimentaciones, superficial y profunda. Para la cimentacin del estribo del costado derecho se evalan dos casos, el primer caso consiste en una cimentacin superficial y en el segundo caso se considera un estribo cimentado sobre pilotes de longitud mnima de 12 m. En el costado izquierdo se propuso realizar un estribo con cimentacin superficial. Dadas las exigencias hidrulicas, en el sitio y bajos los puentes, se deber construir un canal de rectangular en concreto reforzado de 17 m de ancho y 5.50 m de alto, con lo cual se asegura cualquier posibilidad de desestabilizacin de talud de los estribos.Figura 22.Esquema de cimentacin

6.2.1 Estribo Izquierdo (K31+162.5)Este estribo tiene una altura aproximada de 4.50 m. El diseo de la cimentacin del estribo izquierdo, se hizo a partir de la estratigrafa descrita en el sondeo 23 y los parmetros geotcnicos presentados en la Tabla 17. Con base en esta informacin, se calcul una cimentacin superficial. El suelo de cimentacin tiene una cohesin de 46 KPa, ngulo de friccin de 19, peso especfico 17 KN/m3 y mdulo de elasticidad de 250 MPa.Para el clculo de la capacidad de cimentacin se usar la Ecuacin 6 de Terzaghi, y los parmetros a utilizar se indican en la Tabla 20 .Ecuacin 6.

Donde en esta expresin, Nc, Nq y N, son los factores de capacidad de carga (Tabla 19).Tabla 19. Factores de capacidad de carga _Terzaghi

*Tomado del Braja Das (Cuarta edicin, pgina 158)Tabla 20. Datos de entrada_ Capacidad de carga Estribo derechoVARIABLEVALORUNIDADES

d17KN/m3

/7KN/m3

D(0.0m

B3.0m

19

c46KN/m2

N3.07

Nq6.70

Nc16.56

Con esta ecuacin se obtuvo una capacidad de carga de 79 ton/m, para un factor de seguridad de 3, la capacidad admisible es de 26 ton/m2, que es superior 16 ton/m2, que es esfuerzo transmitido al suelo.Se observa que no tiene en cuenta la excentricidad, dato que deber ser suministrado del anlisis de estabilidad del estribo. Para otras dimensiones de la base de cimentacin, los valores se indican en la Tabla 21.Tabla 21. Clculo de Capacidad Portante_ Estribo Izquierdo

CAPACIDAD PORTANTE ADMISIBLE _ qa (ton/m2)

Base (m)

3.03.54.0

262727

Asentamiento_ Estribo IzquierdoPara objeto de clculo de los asentamientos elsticos (inmediatos) se emplear la frmula de Steinbrenner. Las frmulas se muestran a continuacin:Ecuacin 7. Frmula de Steinbrenner_ Clculos de asentamientos

Donde:

a = Largo de la cimentacin

b= Ancho de la cimentacin

q =Presin unitaria aplicada

E = mdulo de Elasticidad

El procedimiento calcula los asientos en el centro y la esquina de la losa. Los datos de entrada para la evaluacin de los asentamientos se presentan en la Tabla 22.Tabla 22. Datos de entrada_ AsentamientosVARIABLEVALORUNIDAD

Carga neta, q:16(ton/m2)

Lado menor, b:3.0m

Lado mayor, a:10.80m

Coeficiente Poisson:0,30

Factor de seguridad:1,20

Profundidad capa rgida:2.0m

Para diferentes anchos de cimentacin se presenta asentamientos diferentes. En la Tabla 23 se muestran los asentamientos estimados para cimentaciones de anchos que van desde 3.0 m a 4.0 m.

Tabla 23. Clculo de los asentamientos_ Estribo Izquierdo

ASENTAMIENTOS EN EL CENTRO DE LA LOSA (m)

Q = 514 ton

Base (m)33.54.0

Carga neta, q (ton/m2)161412

Asentamientos (m)1.0 *10-3 9*10-48*10-4

Los clculos de los asentamientos indican que stos son inferiores al mximo permitido en este informe (0.025 m).

6.2.2 Estribo Derecho (K31+192.3)El estribo tendra una altura de 4.50 m aproximadamente y para el diseo de cimentacin se tienen los parmetros de diseo de la Tabla 24. Haciendo uso de la Ecuacin 6 , los factores de capacidad de carga de la Tabla 19 y los datos de entrada Tabla 16 , se calcul una capacidad de carga admisible de 6.0 ton/m2. Tabla 24. Datos de entrada_ Capacidad de carga Muro de confinamientoVARIABLEVALORUNIDADES

d19KN/m3

/9KN/m3

D(0.0m

B4.0m

26

c'0.0KN/m2

N9.84

Nq14.21

Nc27.09

Asentamiento_ Estribo DerechoPara objeto de clculo de los asentamientos elsticos (inmediatos) se emplear la Ecuacin 7 de Steinbrenner y los datos de entrada para la evaluacin de los asentamientos se presentan en la Tabla 25.Tabla 25. Datos de entrada_ Asentamientos

VARIABLEVALORUNIDAD

Carga neta, q:16(ton/m2)

Lado menor, b:3.5m

Lado mayor, a:10.80m

Coeficiente Poisson:0,30

Factor de seguridad:1,20

Profundidad capa rgida:3.0m

En la Tabla 23 se muestran los asentamientos estimados para un acho de cimentacin de 3.0, 3.5 y 4.0 m.Tabla 26. Clculo de los asentamientos_ Estribo Derecho


Q = 514 ton

Base (m)33.54.0


Asentamientos (m)0.070.060.05

Dada la baja capacidad portante del suelo y la magnitud de los asentamientos (muy superiores a los admisibles), se evala la cimentacin profunda, pero ser en los clculos estructurales detallados que se ver la posibilidad de utilizar esta alternativa.

6.3 Cimentacin ProfundaPara el diseo de cimentacin de este estribo se requieren realizar pilotes y se tiene los mismos parmetros de la Tabla 17 . Se adopt la cimentacin profunda debido a baja capacidad portante de los superiores.6.3.1 Estribo Derecho (K31+192.5)Los pilotes para este estribo se plantean de un 1.5 m de dimetro y 12 m de longitud. El suelo de cimentacin de los pilotes ser una arcillolita, los parmetros de diseo son: peso especifico de 19 KN/m3, ngulo de friccin de 19, cohesin de 29 KPa y un mdulo de elasticidad de 250 MPa. 6.3.1.1 Capacidad de Carga de la Punta (Qp)Ecuacin 8.

Donde

: rea de la punta del pilote

: Cohesin

,: Factores de capacidad de carga

: Esfuerzo vertical efectivo al nivel de la punta del pilote

Teniendo en cuenta el ngulo de friccin (19), en la Tabla 16, se obtiene que el es de 36 y el de 14. Por lo tanto la capacidad por punta es de 385 Ton.

Figura 23. Valores mximos de y (Segn Meyerhof, 1976)

Resistencia por friccin (Qs)

Ecuacin 9.

Donde

: Permetro de la seccin del pilote

: Longitud del pilote

: Resistencia unitaria por friccin a cualquier profundidad

Los estratos de suelos involucrados en el diseo son los que se presentan en la Tabla 27, para el clculo se utiliz la condicin ms desfavorable, que ser una saturacin total de los estribos.Tabla 27. Estratos de suelos _Diseo de la cimentacin

Tipo de suelosEspesor (m) ( ()

Arena limosa6.9226

Depsito gravo arenoso3.1930

Formacin Arcillolita1.8919

Aplicando la ecuacin se obtuvo una resistencia por friccin de 39.13 Ton. Clculo de capacidad ltima (Qu)

Ecuacin 10.

Ecuacin 11.

De las frmulas anteriores se tiene que la capacidad de carga ltima es de 424 Ton y la capacidad admisible de la cimentacin es de 141 Ton, considerando un factor de seguridad de 3.0. La carga suministrada desde superestructura y la viga cabezal es de 514.1 ton, sumando el peso del pilote de 51, lo que da una carga transmitida total de 565 ton, lo que indica que se requieren cuatro (4) pilotes para la cimentacin de este estribo.6.3.1.2 Asentamiento _Estribo DerechoEl asentamiento de un pilote bajo una carga vertical es causado por tres factores, los cuales se describirn a continuacin.

Asentamiento elstico del pilote (SB1B)

Ecuacin 12.

Donde

: Depende de la distribucin de la resistencia por friccin (0.65 para distribucin triangular)

: Mdulo de elasticidad del material del pilote (2188198 Ton/m)

Aplicando la ecuacin, se obtiene un asentamiento elstico de 0.0013 m, por lo tanto se cumple completamente con el mnimo requerido de 0.025 m.

Asentamiento del pilote causado por la carga en la punta del pilote (SB2B)

Ecuacin 13.

Donde

: Carga puntual por rea unitaria en la punta del pilote

: Mdulo de elasticidad del suelo en o bajo la punta del pilote

: Dimetro del pilote

: Relacin de Poisson

: Factor de influencia 0.85Como se observa en la ecuacin, para el clculo del asentamiento del pilote causado por la carga en la punta del mismo, y el asentamiento es de 0.0038 m.

Asentamiento del pilote causado por la carga transmitida a lo largo del fuste del pilote (SB3B)

Ecuacin 14.

Donde

: Capacidad de carga por fuste

: Mdulo de elasticidad del suelo en o bajo la punta del pilote

: Dimetro del pilote

: Relacin de Poisson

: Factor de influencia 0.85

Sustituyendo los valores en la ecuacin se obtuvo un sentamiento de 0.010 m

Asentamiento total del pilote (S)

Ecuacin 15.

Haciendo sumatoria de todos los asentamientos calculados se tiene un total de 0.005 m, el cual es admisible por ser un valor menor de 0.025 m que es mximo que se ha permitido en este tipo de anlisis6.3.1.3 Capacidad Lateral_ Estribo 2 (K31+192.3)La capacidad lateral de un pilote, se puede expresar mediante las ecuaciones de Rankine.

Ecuacin 16.

Donde:

Ep: empuje pasivo

Ea: empuje activo

De la aplicacin de la ecuacin se tiene que la capacidad lateral del pilote es de 88.5 ton.6.3.1.4 Anlisis Tridimensional de Interaccin de PilotesDe acuerdo con la informacin disponible los pilotes de este apoyo debern soportar una carga a compresin (FY) de 514.1 ton, un fuerza horizontal (FX) 111 ton de y un momento horizontal (MX) de 217 ton- m, como se indica en la Figura 24Figura 24. Sistemas Cargas _Estribo Derecho

El anlisis de grupo de pilotes dio un valor de desplazamiento de 4.05 mm y factor de seguridad por carga de 4.42 (ver Figura 25(. Figura 25. Resultado del anlisis tridimensional_ Estribo Derecho

6.3.1.5 Eficiencia del Grupo de PilotesDe acuerdo con la capacidad portante de un pilote de 1.0 m de dimetro y 12 m de longitud, se hace necesario como se dijo anteriormente, cuatro (4) pilotes para cimentar el estribo izquierdo, la Figura 26 , muestra un esquema de distribucin de los pilotes.

Figura 26. Distribucin de Pilotes _ Estribo Derecho

La eficiencia del grupo de pilotes para esta distribucin, se calcul mediante la Ecuacin 17 de Conserve-Labbre, la Figura 27 hace referencia a cada una de las variables de la ecuacin.

De acuerdo con esta ecuacin el nmero de columnas () es de 4 y el nmero de filas () es 1, por lo tanto la eficiencia del grupo de pilotes es de 0.99.Ecuacin 17.

Donde

Figura 27. Eficiencia del grupo de pilotes

Adaptada Foundation Analysis and design. Bowles. 4ta edicin

6.4 EVALUACIN DE ESTABILIDADEn la evaluacin de estabilidad se emple el programa SLIDE 5.0, donde se analizaron condiciones estticas para el terreno natural, las excavaciones temporales, el suelo con el estribo para el caso de cimentacin terminada (excavaciones temporales, construccin del estribo). Para el estudio de estabilidad de los taludes pertinentes a cada apoyo se contempl un sismo de diseo con una aceleracin horizontal de 0.10g, como se mencion anteriormente.

Se consideraron varios casos de anlisis de estabilidad de taludes para el proyecto y en todos se conserv la seccin ms crtica, buscando las fallas asociadas al mnimo factor de seguridad. De acuerdo con lo indicado en la Tabla 28 se determin la aceptabilidad de los resultados de los anlisis de estabilidad. Tabla 28.Valoracin de la estabilidad.

RANGO DE CLASIFICACIN DE FACTORES DE SEGURIDAD

ClasificacinF.S EstticoF.S Dinmico

Inadmisible( 0 .75( 0 .50

Muy Bajo0.75 1.000.50 0.75

Bajo1.00 1.250.75 1.00

Aceptable1.25 1.501.00 1.25

Ideal( 1.50( 1.25

6.4.1 GeneralidadesLa idea del anlisis de estabilidad es precisamente conocer cmo se presenta el suelo antes, durante y despus de construido cada apoyo y para esto se describen las siguientes condiciones, as:

Terreno natural: Corresponde a la condicin actual del sitio.

Etapa de excavacin: En esta condicin se evaluar el comportamiento del sitio, una vez terminada la excavacin temporal requerida para la construccin de la cimentacin del respectivo apoyo.

Estructura terminada: En esta etapa se analizar la estabilidad del sitio, cuando est terminada la construccin de las cimentaciones del apoyo evaluado con su correspondiente lleno. El perfil de anlisis corresponde al perfil existe mas desfavorable.6.4.2 Resultados Obtenidos6.4.2.1 Estribo IzquierdoLas propiedades de los materiales consideradas en el anlisis de estabilidad de este apoyo, son las mismas que se presentaron en la Tabla 17 (Parmetros geotcnicos). Se verific la estabilidad de los taludes en condicin natural, al momento de excavar el terreno para construir el estribo, cuando se ha construido el estribo. Para dicho anlisis se consideraron los criterios de diseo para estabilidad. A continuacin de la Figura 28 a la Figura 33, se presentan los resultados obtenidos en los respectivos anlisis de estabilidad. Terreno Natural

La Figura 28 corresponde al modelo utilizado para la evaluacin del terreno natural, el anlisis arroj un factor de seguridad de 2.73 y 2.47 en condicin esttica y dinmica respectivamente. Figura 28. Estribo Izquierdo Terreno natural

CONDICINF.S

Esttica2.73

Dinmica2.47

Excavacin

La excavacin tiene una altura aproximada de 4.0 m. En condicin de esttica el sitio donde se ubicar el estribo 1 present factor de seguridad de 5.74 y 5.05 en condicin dinmica. Los anlisis realizados muestran que la excavacin es estable. Es de recordar que los taludes de excavacin debern tener una pendiente de 0.75 H: 1.0 V.Figura 29. Estribo Izquierdo Etapa de excavacin

CONDICINF.S

Esttica5.74

Dinmica5.05

Estructura terminada

En la Figura 30 se presenta la trayectoria de la falla global, la cual pasa por debajo de la estructura en concreto, desestabilizando en mayor porcentaje la Formacin Arcillolita. El factor de seguridad esttico de 2.39 y 2.26 en condicin dinmica. Estos factores de seguridad son muy superiores a los mximos exigidos en este informe.

Figura 30. Estribo Izquierdo Estructura terminada (Estribo)

CONDICINF.S

Esttica2.39

Dinmica2.26

6.4.2.2 Estribo DerechoPara el anlisis de estabilidad del estribo 2, las propiedades geomecnicas que se tuvieron en cuenta se encuentran en la Tabla 17. Para el anlisis de ese estudio el borde ms desfavorable que corresponde al izquierdo y donde se evaluaran las mismas condiciones del apoyo anterior, con el fin de garantizar la estabilidad en la zona que rodea el puente en estudio. Terreno Natural

De la Figura 31 se tiene un factor de seguridad mnimo de 1.45, por lo tanto la masa de suelo en este momento es estable.Figura 31. Estribo Derecho Terreno natural

CONDICINF.S

Esttica1.57

Dinmica1.45

Excavacin

En la Figura 32, se muestra un factor de seguridad mnimo de 5.4, obtenido a partir de las excavaciones temporales con pendiente 0.75H:1.0V y para lo cual se garantizara que el terreno es estable que por si mismo permitira este corte. La altura de la excavacin es menor 1.5 m aproximadamente, razn por la cual los factores de seguridad son altos.

Figura 32. Estribo Derecho Etapa de excavacin

CONDICINF.S

Esttica1.78

Dinmica1.65

Estructura terminada

En condiciones de operacin, como se muestra en la Figura 33, el estribo 2 presenta factores de seguridad de 1.66 y de 1.52 en condicin esttica y dinmica, respectivamente. La superficie de falla se estara generando por delante de la estructura, sin pasar por debajo de ellas, estos por que los pilotes actan como estructura rigidizante que impiden que se genere una superficie de falla a travs de ellos.Figura 33. Estribo Derecho Estructura Terminada

CONDICINF.S

Esttica1.66

Dinmica1.53

7. condiciones especiales del subsuelos

De acuerdo con la informacin geolgica-geotcnica de la cimentacin de este Puente no se prev un comportamiento particular de los suelos de cimentacin que impliquen nuevos anlisis, sin embargo para el costado derecho donde existe una potencialidad de dispersin en los suelos finos, se recomend realizar cimentacin profunda.8. obras complementarias

Siendo consecuentes con las recomendaciones realizadas en el estudio hidrulico e hidrolgico se debe realizar un canal, que como se dijo en el anlisis geotcnico captulo 5 se deber ser rectangular y en concreto reforzado.9. resultados, conclusiones y recomendaciones9.1 RESULTADOS Como primera medida se evalo la capacidad de carga, de la cimentacin superficial para los dos estribos. Los anlisis demostraron que para el estribo de la margen derecha es necesario implementar cimentacin profunda. A continuacin se presenta un resumen de la cimentacin propuesta para cada estribo del puente.9.1.1 Estribo Izquierdo (K31+162.5)La cimentacin de este estribo es superficial. El estribo tiene una altura de 4.50 m. Para el clculo de la capacidad portante de la cimentacin se adoptaron anchos de bases que van desde 3.0 m a 4.0 m. La Tabla 29 corresponde a un resumen de la capacidad portante de la cimentacin para este estribo. La cual indica que la mnima capacidad portante de la cimentacin es de 26 ton/m2, que corresponde a una base de 3.0 m.

Tabla 29. Clculo de Capacidad Portante_ Estribo IzquierdoCAPACIDAD PORTANTE ADMISIBLE _ qa (ton/m2)

Base (m)

3.03.54.0

262727

Para la evaluacin de los asentamientos de la cimentacin se adoptaron valores de carga aplicada de 514 ton. Del anlisis de asentamiento, muestra que el caso ms desfavorable sera para una carga aplicada de 514 ton y una base de 3.0 m, con esta combinacin se generaran asentamientos de 8x10-4 m que es valor inferior al mximo permitido (0.025 m).Tabla 30. Clculo de los asentamientos_ Estribo Izquierdo


Q = 514 ton

Base (m)33.54.0


Asentamientos (m)1.0 *10-3 9*10-48*10-4

La cota de cimentacin mnima es de 5.05 msnm.9.1.2 Estribo Derecho (K31+129.3)Para la cimentacin del estribo, es necesario implementar una cimentacin profunda, debido a que la capacidad de carga de la cimentacin es inferior a la que se transmite desde la superestructura y los asentamientos son superiores a los mximos que se han permitido en este informe. La longitud mnima de los pilotes ser de 12 m y podr llegar a 14 m y se han considerado dimetros de 1.1 m a 1.5 m, para cada una de estos supuestos se clculo la capacidad admisible de la cimentacin y los asentamientos estimados (ver Tabla 31). Se observa que para una carga aplicada de 537 ton y un pilote de dimetro de 1.5 m, se requieren cuatro (4) pilotes para la cimentacin del estribo. Si se adoptan pilotes de 1.1 m se requeriran siete (7) pilotes. Si se adopta un dimetro de 1.3 m, se requerirn cinco pilotes (5 pilotes). Tabla 31. Resumen de alternativa_ Estribo DerechoDimetro (m)Longitud(m)Q Adm. (ton)Q Apl. (ton)# de pilotesAsentamiento (m)Capacidad Lateral

(ton)

1.1127854170.00447

138354470.00449

148954660.00550

1.31210855250.00666

1311455650.00668

1412155950.00670

1.51214156540.00588

1315056940.00591

1415957340.00693

La cota de cimentacin mnima es de -5.93 6.0 msnm.La Tabla 32 estn indicados los mdulos de reaccin del suelo a diferentes profundidades de acuerdo con la teora de Terzaghi (Ecuacin 18).

Ecuacin 18.

Donde:

: Mdulo de elasticidad del suelo

: Dimetro del pilote (1.1 m a 1.5 m)

Tabla 32. Mdulos de reaccin

Espesor((CEsKv (MPa/m)KH (MPa/m)

DimetroDimetro

(m)(KN/m3)()(KPa)(MPa)1.11.31.51.11.31.5

0.0 7.131626---3.7543332

7.13 9.681730---11141210987

9.68 12.02025150250309261226206174151

9.2 CONCLUSIONES

En trminos generales y de acuerdo con los clculos se puede concluir:

El Puente Arroyo Grande, tiene una longitud aproximada de 30.0 m y un ancho de 11.5 m. Para el diseo geotcnico de la cimentacin del Puente se realizaron dos perforaciones (margen derecha e izquierda), que tuvieron una profundidad de 30 m, en la primera el nivel fretico no se detect y en la segunda a los 12.6m de profundidad.

En el sondeo izquierdo se detect nicamente la roca Arcillolita. En el sondeo derecho hasta una profundidad de 9.45 m se encontr una arena limosa de baja resistencia en el SPT y partir de esa profundidad y hasta los 12 m se registr una depsito aluvial gravoso de pequeo espesor y de ah en adelante al igual que en el sondeo izquierdo se detect la roca Arcillolita de color gris oscuro a negro, de consistencia media a alta. En un ensayo de Pinhole realizada a la muestra comprendida entre 3 y 3.45 m de la perforacin de la margen derecha, dio como resultado que los suelos tiene un comportamiento dispersivo, hecho que de cierta forma condiciona a la realizacin a una cimentacin profunda. La cimentacin del puente Arroyo Grande consta de una cimentacin mixta que involucra para el estribo izquierdo _ cimentacin superficial y para el estribo derecho _ cimentacin profunda.

De acuerdo con los parmetros obtenidos de los ensayos de laboratorio y de correlaciones existentes en la literatura se evalo la capacidad de soporte de la cimentacin, lo que dio como resultado, que la cimentacin superficial, como la profunda cumplen con los requisitos exigidos para la estabilidad de la estructura considerada.

El estribo izquierdo ser soportado por un suelo in situ que corresponde a la Formacin Arcillolita que de acuerdo con el dimensionamiento del estribo se espera una capacidad portante mnima de 26 ton/m2 y se estimaron asentamientos mximos de 1.0*10-3 m. El estribo derecho ser soportado sobre pilotes, que debern tener una longitud mnima de 12 m y dimetro de 1.1 m, la capacidad de carga para estas dimensiones es de 78 ton, aunque para este estribo tambin evalo la posibilidad de una cimentacin superficial donde se obtuvo capacidad portante de 6.0 Ton/m2 y asentamientos mayores a 0.07 m, razn por cual esta alternativa no se considera viable. El anlisis de estabilidad de la ladera muestra que en condicin natural, es muy estable as como en el proceso de excavacin y la condicin de operacin para las dos estructura. Tambin es de considerar que las superficies de fallas y los factores de seguridad que se generaron en el proceso de excavacin, son aceptables.

De acuerdo con el anlisis de estabilidad de las zonas que bordean los estribos del Puente Arroyo Grande, las condiciones del terreno son adecuadas para soportar las cargas impuestas por la superestructura no solo en situaciones estticas sino tambin dinmicas.9.3 RECOMENDACIONESCon el objeto de realizar una estructura confiable, que se encuentre ceida al estudio geotcnicos es necesario que las cotas y tipos de materiales sobre los cuales se deban cimentar la estructura, deben ser aprobados por el ingeniero responsable del rea de geotecnia asignado a la obra, el cual deber mantener suficiente claridad sobre los elementos de diseo y exploraciones presentadas en este informe. Por ningn motivo se debe permitir el armado y menos el vaciado, sin haber cumplido este requerimiento tcnico.De acuerdo con los anlisis obtenidos se recomienda implementar la cimentacin superficial para el estribo izquierdo y profunda para el estribo derecho, el esquema de las pilotes a construir se muestra en la Figura 34.

Figura 34. Esquema del pilote a construir.

Se deben adoptar las precauciones necesarias para evitar derrumbes durante las excavaciones, segn la naturaleza y condiciones del terreno, dado que los suelos en la zona de estudio son poco cohesivos en los primeros metros y la condicin de tener el nivel fretico a poca profundidad.

Las excavaciones de los taludes pertenecientes a cada uno de los apoyos podrn realizarse con una pendiente de 0.75H:1.0V, ya que con sta, el anlisis de estabilidad se cumpli con los factores de seguridad para las situaciones mencionadas en los anlisis de estabilidad.Los productos de la excavacin que no hayan de retirarse de inmediato, as como los materiales que hayan de acumularse, se apilarn a una distancia suficiente del borde de la excavacin para que no supongan una sobrecarga que pueda dar lugar a desprendimientos o corrimientos de tierras en los taludes de corte. Para este caso la disposicin de materiales provenientes de las excavaciones deber colocarse a 0.75 veces la profundidad de la excavacin, medido desde el borde.

Siempre que dentro de las excavaciones haya operarios trabajando, se mantendr una persona pendiente en el exterior, que podr actuar como ayudante de trabajo y dar la alarma en caso de producirse alguna emergencia. De igual forma se recomienda que la persona que se encuentre dentro de la excavacin debe contar con todas la medidas que se requieran para realizar este tipo de trabajos.

En la obra se dispondr de palancas, cuas, barras, puntales, tablones, etc. que no se utilizarn para la entibacin y se reservarn como equipo de salvamento, as como de otros medios que puedan servir para eventualidades o de socorro para los operarios que puedan accidentarse. RECOMENDACIONES PARA EL CLCULO DE MUROS Y LOSA DE APROXIMACINPara el clculo de los empujes en el trasds de los estribos, se ha considerado un suelo de textura arenosa. En la Tabla 33 se encuentran los coeficientes para el clculo de empujes para los estribos. Tabla 33. Coeficientes de empujes_ Muro de confinamiento

DESCRIPCIN MATERIAL PARMETROS GEOTCNICOSPARMETROS DE DISEO

h (KN/m3)C (KPa) ()KaKpKae dinmico

Suelo del terrapln (textura arenosa)1710300.333.000.43

El Terrapln es un suelo se considera de textura granular, con ngulo de friccin de 30, cohesin de 10 KPa y peso especifico de 17 KN/m3. Para un suelo de textura arenosa con bajo contenido de finos como se considera el material de terrapln, presenta mdulo de elasticidad de 100 Kg/cm2 (ver Ecuacin 19), la relacin de Poisson es de 0.30.

Para el diseo de la losa de aproximacin que tiene un ancho (b) de 5.0 m se tiene el mdulo de reaccin de 2000 KPa/m. El valor del mdulo de reaccin del suelo se obtuvo de la Ecuacin 19 de Vesic.

Ecuacin 19.

RECOMENDACIONES PARA TERRAPLENESSe presentan a continuacin sus recomendaciones para el terrapln que se debe realizar en el trasds del muro de cierre para confinar los pilotes del estribo 2:

La zona de fundacin del lleno debe quedar completamente escalonada, con lo que se aumenta la seguridad del sitio para deslizamientos o que se generen fisuras de contacto entre el lleno y su basamento.

Realizado el movimiento bsico y el escalonamiento, se debern construir los filtros, de tal manera que mantengan los niveles freticos controlados en la zona.

El lleno se deber construir por capas, intentando que ellas sean lo ms horizontales posibles, teniendo un ligero bombeo que permita el drenaje en caso de lluvias. Estas capas en ninguno de los casos debern hacerse con inclinaciones mayores a 15. Se considera necesario ser exigente en el proceso constructivo, seleccin de materiales, colocacin y control de densidades, para obtener buenos resultados. El espesor de las capas no debe sobrepasar los 200 mm, debindose garantizar la densidad de cada capa antes de colocar la siguiente. Cada una de las capas deber cumplir las exigencias de densidad que para el caso tiene las Especificaciones del I.N.V. en su Artculo 220.Al finalizar cada jornada o ante cualquier amenaza de lluvia, el lleno deber ser sellado mediante pases de cilindro liso. Al reiniciarse el trabajo, deber escarificarse para la colocacin de la siguiente capa.

Debido a que el mayor empuje sobre la estructura lo est ejerciendo el lleno, es importante, adems de controlar los parmetros de resistencia, que durante la etapa de construccin, este material debe compactarse en capas con un espesor mximo de 0,20 m hasta alcanzar el 95% de la densidad mxima del Prctor modificado. Debe protegerse de las lluvias y en caso de que se sature o se contamine con otros materiales no aptos, deber removerse la capa superficial afectada, antes de colocar la una nueva capa de material.

En el trasds de las estructuras de contencin se debern construir filtros de drenaje compuesto de gravas gruesas (Tmx entre 25 mm y 50 mm) protegidos con un geotextil no tejido tipo que cumpla los requerimientos mnimos de la Norma INVIAS 2007 -ARTICULO 673. Las dimensiones del filtro en los estribos sern, como mnimo: 0,30 m de espesor, una altura igual a los 2/3 de la altura de la estructura de contencin y una longitud igual a sta. Este filtro deber tener una descarga adecuada a un sitio especfico. En la parte inferior del filtro se colocar una tubera colectora de al menos 150 mm (6) de dimetro.

Igualmente, deber disponerse de orificios o lagrimales a travs de las estructuras de contencin para facilitar la disipacin de las presiones de poros. Estos orificios tendrn un dimetro no menor de 12,5 mm espaciados como mnimo cada 1,50 m en ambas dimensiones de la cara expuesta de la estructura. Todos estos orificios debern tener una proteccin con geotextil no tejido para evitar la migracin de finos.10. REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS CONSULTADAS Asociacin Colombiana de Ingeniera Ssmica. 1998. Normas Colombianas de Diseo y Construccin Sismo Resistente. Tomo 1. AIS. 282p.

Braja Das. Fundamentos de Ingeniera geotecnia

Bowles J. Foundation analysis and design. 4ta edicin

Jurez B. E. & Rico R. A. 2001. Mecnica de Suelos. Tomo II: teora y aplicaciones de la mecnica de suelos.

Jeffrey A. McGregor and J. Michael Duncan Performance and use of the standard penetration test in geotechnical engineering practice.

Surez Jaime. Control de Erosin en Taludes y Obras de Ingeniera

Surez J (1998) Deslizamientos y Estabilidad de Taludes en Zonas Tropicales, Ediciones UIS, Bucaramanga Colombia 548 p.

INGEOMINAS. 2004. Estudio Geolgico Integral para la Bsqueda de Recursos Minerales en el Sector Buritic (Antioquia) Viterbo (Risaralda). Colombia. Sector Norte del Sistema Cauca Romeral. 157 p. Bogot.

Trabajo elaborado por Diana Dixa Rivas Perea con la coordinacin de Luis Fernando Cano Gmez. Medelln, Febrero de 2010.

NSPT: Nmeros de golpes obtenido del Ensayo SPT(Standard Penetration Test)

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Documents

Puente Arroyo Grande Rev 1