aspectos geotÉcnicos de las alternativas de metro

EDGAR E. RODRIGUEZ GRANADOSI.C, M.Sc., Presidente de la Sociedad Colombiana de Geotecnia, Profesor Asistente Universidad Nacional de Colombia, Profesor Catedrático de la Escuela Colombiana de Ingeniería

Gerente General de INGENIERÍA Y GEORIESGOS IGR SAS

FORO SOBRE EL METRO DE BOGOTÁASPECTOS GEOTÉCNICOS DE LAS

ALTERNATIVAS DE METRO

LOCALIZACIÓN DE LOS TRAZADOS DEL METRO DE BOGOTÁ

LOCALIZACIÓN PLANTA GENERAL

Línea Nueva Fase I

Línea Nueva Fase II

Línea Nueva Fase III

Línea Antigua

LOCALIZACIÓN – MAPA GEOLÓGICO

Línea Nueva Fase I

Línea Nueva Fase II

Línea Nueva Fase III

Línea Antigua

FALLAS LOCALES

• LOS ACUÍFEROS ARTESIANOS SE DEBEN EN GRAN PARTE A FALLAS TRANSVERSALES, DE LAS CUALES SE SABE HAY DOS ACTIVAS: USAQUÉN Y SAN CRISTÓBAL

• LA FALLA CHICÓ IMPIDIO, POR ALTAS PRESIONES DE AGUA, LA EXCAVACION CON TBM DEL TÚNEL DE LOS ROSALES

LOCALIZACIÓN – MAPA GEOTÉCNICO

Línea Nueva Fase I

Línea Nueva Fase II

Línea Nueva Fase III

Línea Antigua

LOCALIZACIÓN – BASAMENTO ROCOSO

Línea Nueva Fase I

Línea Nueva Fase II

Línea Nueva Fase III

Línea Antigua

LOCALIZACIÓN – MAPA RIESGO SÍSMICO MZB

Línea Nueva Fase I

Línea Nueva Fase II

Línea Nueva Fase III

Línea Antigua

TÉCNICAS MODERNAS PARA LA EXPLORACIÓN DEL SUBSUELOUSADAS EN EL ESTUDIO DEL METRO

TÉCNICAS DE EXPLORACIÓN Y CARACTERIZACIÓN DEL SUBSUELO EN LOS AÑOS 70 – 80s

d. Sondeos Mecánicos

TÉCNICAS MODERNAS O AVANZADAS DE EXPLORACIÓN Y CARACTERIZACIÓN DEL SUBSUELO

SOA: Geotechnical Site Characterization in the Year 2012 and Beyond (Mayne, 2012)

LOCALIZACIÓN DE EXPLORACIÓN GEOTÉCNICA PARA LA ACTUALIZACIÓN DE LA MZSB (DPAE, 2010)

EXPLORACIONES CON TÉCNICAS AVANZADAS (2013 – 2016)

EXPLORACIONES CON TÉCNICAS AVANZADAS CPTu Y SCPT

EXPLORACIONES CON TÉCNICAS AVANZADAS DILATÓMETRO DE MARCHETTI (DMT Y SDMT)

PRESIÓMETRO DE MENARD

EXPLORACIONES CON TÉCNICAS AVANZADAS – RESUMEN

Mayne et al, 2009)

TÉCNICAS MODERNAS O AVANZADAS DE EXPLORACIÓN Y CARACTERIZACIÓN DEL SUBSUELO

TÉCNICAS MODERNAS O AVANZADAS DE EXPLORACIÓN Y CARACTERIZACIÓN DEL SUBSUELO

COMBINACIÓN DE ENSAYOS DE CAMPO Y LABORATORIO

SOA: Geotechnical Site Characterization in the Year 2012 and Beyond (Mayne, 2012)

ESTRATIGRAFÍA DEL CORREDOR DEL TRAZADO ACTUAL

PERFIL ESTRATIGRÁFICO GENERAL, DESDE LA CALLE 170 HASTA LA CALLE 92 POR AUTOPISTA NORTE

IGR SAS, 2007

PERFIL ESTRATIGRÁFICO CALLE 127 HASTA CALLE 92 (TRAZADO ANTIGUO)

PERFIL ESTRATIGRÁFICO CALLE 127 (TRAZADO NUEVO)

PERFIL ESTRATIGRÁFICO 2D CALLE 116 (E-W)

PERFIL CALLE 1000 50 100 150 200

LIMITES DE CON-SISTENCIA

Wn LL LP IP

0 0.5 1 1.5 2 2.5PESO UNITARIO

(Ton/m³)

Prof. Prof. g

m m Ton/m³1.2 15.6 40.8 20.6 20.2 0.0 4.33 1.324.06 98.3 118.5 34 84.5 76.1 6.45 1.324.33 132.8 46 86.8 8.3 1.334.5 117.88 160.7 40.5 120.2 64.4 13.26 1.266.15 130.72 138 48 90.0 91.9 15.46 1.36.45 156 43.6 112.4 17.63 1.236.88 120.06 132.7 42.7 90.0 86.0 19.58 1.278.4 193.8 39.6 154.2 23.68 1.48.63 140.16 176.4 51.9 124.5 70.9 26.29 1.379.18 168.79 234 69 165.0 60.5 27.98 1.4112.6 131.33 195.7 49.9 145.8 55.9 30.63 1.2813.26 191.8 56.6 135.2 33.59 1.3613.36 149.79 172.8 55.5 117.3 80.4 35.7 1.4214.8 179.3 162 50.4 111.6 115.5 38.33 1.4815.46 156.2 46.2 110.0 40.27 1.4415.66 129.08 138 50.4 87.6 89.8 42.65 1.5417.09 111.91 395 97.8 297.2 4.7 44.35 1.5117.63 220 69.1 150.9 44.52 1.4117.73 170.93 199 63.6 135.4 79.3 46.92 1.2719.25 151.85 157.5 59.7 97.8 94.2 49.27 1.3520.04 164.88 217.8 63 154.8 65.821.3 146.48 208.9 54.8 154.1 59.521.5 212.86 235.6 81.5 154.1 85.223.59 100.45 124.5 36.9 87.6 72.523.68 117.1 38.6 78.524.37 136.72 161 47.3 113.7 78.625.74 127.93 153.8 50.4 103.4 75.026.29 155.8 51 104.826.5 137.6 165.8 54 111.8 74.827.89 115.99 171 51.7 119.3 53.927.98 135 52.5 82.528.68 154.02 206.8 64.1 142.7 63.029.94 153.85 211.2 72.2 139.0 58.730.54 169.74 233.8 58.2 175.6 63.530.63 175 67.6 107.433.41 115.14 147 36.2 110.8 71.233.59 138 37.2 100.8

ILWn LL LP IP

PERFIL ESTRATIGRÁFICO Y DE TRAMO 4, LÍNEA 1 METRO DESDE CALLE 92 HASTA CALLE 63

Jorge A. Rodríguez, 2014, ASPECTOS GEOTECNICOS DE LA LINEA 1 DEL METRO DE BOGOTA , XIV CONGRESO COLOMBIANO DE GEOTECNIA IV

CONFERENCIA SUDAMERICANA DE INGENIEROS GEOTÉCNICOS JÓVENES

Calle 63 Calle 92

PERFIL ESTRATIGRÁFICO CALLE 72 - MATERIALES (TRAZADO NUEVO)

PERFIL ESTRATIGRÁFICO CALLE 72 - PARÁMETROS (TRAZADO NUEVO)

PERFIL CALLE 67

PERFIL CALLE 67

PERFIL ESTRATIGRÁFICO Y DE VS, TRAMO 3 LÍNEA 1 METRO, DESDE CALLE 63 HASTA CALLE 30

Jorge A. Rodríguez, 2014, ASPECTOS GEOTECNICOS DE LA LINEA 1 DEL METRO DE BOGOTA , XIV CONGRESO COLOMBIANO DE GEOTECNIA IV

CONFERENCIA SUDAMERICANA DE INGENIEROS GEOTÉCNICOS JÓVENES

PERFIL ESTRATIGRÁFICO Y DE VS, TRAMO 3 LÍNEA 1 METRO, DESDE LA CALLE 30 HASTA SAN VICTORINO

Jorge A. Rodríguez, 2014, ASPECTOS GEOTECNICOS DE LA LINEA 1 DEL METRO DE BOGOTA , XIV CONGRESO COLOMBIANO DE GEOTECNIA IV CONFERENCIA

SUDAMERICANA DE INGENIEROS GEOTÉCNICOS JÓVENES

PERFIL ESTRATIGRÁFICO Y DE VS DEL TRAMO 2 LÍNEA 1 METRO - DESDE CARRERA Av. 1 DE MAYO CON CARRERA 68 HASTA SAN VICTORINO

Jorge A. Rodríguez, 2014, ASPECTOS GEOTECNICOS DE LA LINEA 1 DEL METRO DE BOGOTA , XIV CONGRESO COLOMBIANO DE GEOTECNIA IV CONFERENCIA

SUDAMERICANA DE INGENIEROS GEOTÉCNICOS JÓVENES

AVENIDA CARACAS

EXPLORACIÓN DEL SUBSUELO EN SECTOR AV. BOYACÁ CON AV. 1 DE MAYO (EXPLORACIÓN TRAZADO ANTERIOR)

PERFIL ESTRATIGRÁFICO AV. BOYACA CON AV. 1 DE MAYO – MATERIALES

PERFIL ESTRATIGRÁFICO AV. BOYACA CON AV. 1 DE MAYO – PARÁMETROS

EXPERIENCIAS EN LOS SUELOS DE BOGOTÁ

SUBSIDENCIA DE LOS SUELOS DE BOGOTÁ

Blanco, P., & Barreto, G. (2010). La interferometría diferencial Dinsar - Una técnica para el monitoreo de la subsidencia en Bogotá. Boletín Colombiano de Geotecnia(13)

Línea del Metro

Línea Transmilenio

PROBLEMAS GENERADOS POR EXCAVACIONES PROFUNDAS EN SUELOS ARCILLOSOS BLANDOS

MODOS DE FALLA - FALLA SÓTANO KRA 11 CALLE 98 H=12m SITIO DE ESTACIÓN H > 30m

FALLA SÓTANO KRA 11 CALLE 98 H=12m - MATERIALES

CONSOLIDACIÓN LOCAL POR EXCAVACIÓN DE SOTANOS EN LAS CALLES 112 A 116

EAAB-IGR, 2007

ASENTAMIENTOS SEVEROS POR CONSOLIDACIÓN LOCAL -

EXCAVACIÓN SÓTANOS CALLE 112 A 116

EAAB-IGR, 2007

SISTEMA CONSTRUCTIVO

Etapa 5: Se repite Etapa 3 y 4 hasta alcanzar los 14.0 m de excavación.

Pantallas

Pilotes

DETALLE DE LA EXCAVACIÓN Y ELEMENTOS ESTRUCTURALES

(PANTALLAS, BARRETES Y PILOTES)

EXCAVACIÓN NORTE DE BOGOTÁ

EXCAVACIÓN NORTE DE BOGOTÁ

ANÁLISIS DEL PROCESO CONSTRUCTIVO

Desplazamientos verticales

Desplazamientos horizontales

ANÁLISIS DEL PROCESO CONSTRUCTIVO

Vectores de movimiento de la excavación, profundidad de 15.0 m

ANÁLISIS DEL PROCESO CONSTRUCTIVO

ETAPA 5: Deformada horizontal de las pantalla-barretes (máxima esperada de 48,5 cm).

Efecto de excavaciones aledañas por FLUJO – Av. Caracas

Rodriguez J.A, 2004,ESTUDIO DE LA EXCAVACIÓN:OBRA ÉXITO CALLE 53. X Congreso Colombiano de Geotecnia

Asentamientos medidos – Av. Caracas

Rodriguez J.A, 2004,ESTUDIO DE LA EXCAVACIÓN:OBRA ÉXITO CALLE 53. X Congreso Colombiano de Geotecnia

TÚNELES

DEFORMACIONES

FERNÁNDEZ, 1994

DEFORMACIONES

FERNÁNDEZ, 1994 HASHASH ET AL, 2001

POR COMPRESIÓN

POR CORTANTE( JUNTAS vs l )

POR DEFORMACIÓN

MODOS DE FALLA

MODOS DE FALLA

MOLLON ET AL, 2013

FALLA DE FRENTE DE EXCAVACIÓN

SECCIÓN Y PROFUNDIDAD

TRB, 2006

SECCIÓN Y PROFUNDIDAD

IDU 2014

SECCIÓN EN TÚNEL SECCIÓN CON PANTALLAS

INTERACCIÓN SUELO ESTRCUTURA – TRAZADO NUEVO

DISEÑO BÁSICO DE ESTACIÓN DE METRO – PLANTA GENERAL

TOMADO DEL VIDEO CARACOL RADIO

DISEÑO BÁSICO DE ESTACIÓN DE METRO – DETALLE SUPERIOR

TOMADO DEL VIDEO CARACOL RADIO

DISEÑO BÁSICO DE ESTACIÓN DE METRO – CIMENTACIÓN

TOMADO DEL VIDEO CARACOL RADIO

DISEÑO BÁSICO DE ESTACIÓN DE METRO – TIPOLOGÍA ESTRUCTURAL

TOMADO DEL VIDEO CARACOL RADIO

CONSIDERACIONES PARA ANALIZAR EL EFECTO DEINTERACCIÓN DINÁMICA SUELO-ESTRUCTURA

Simplified Uncoupled Model Fully Coupled Model

Earthquake MotionEarthquake Motion

Free Field Response

Response of Superstructure

Response ofFoundation

Overall Response

Modelo Numérico Bidimensional Av. Jiménez: Malla de elementos Finitos

RESPUESTA DINÁMICA 2D DE DEPÓSITOS

EFECTOS DE INTERACCIÓN

TAORMINA, 2012

Esquema de interacción

Scaled Acceleration

-0.3-0.2-0.1

00.10.20.3

0 10 20 30 40Time (sec)

Acc

eler

atio

n (g

)

CASOS DE APLICACIÓN EN ESTUDIOS DE RESPUESTA DINÁMICA DE DEPÓSITOS

-0.2-0.15

-0.1-0.05

00.05

0.10.15

0 10 20 30 40 50

Tiempo (s)

Ace

lera

ción

(g)

-0.1

-0.05

0

0.05

0.1

0 10 20 30 40 50

Tiempo (s)

Ace

lera

ción

(g)

AMPLIFICACIONES SÍSMICAS POR EFECTOS TOPOGRÁFICOS Y DE CUENCA SEDIMENTARIA - SECCIÓN 1 (CALLE 127)- MZSB

ACELERACIONES HORIZONTALES MÁXIMAS EN SUPERFICIE. SE OBSERVA LAS GRANDES AMPLIFICACIONES EN EL SECTOR DE LOS CERROS ORIENTALES (IZQUIERDA) Y CERROS DE SUBA (DERECHA). Actualización MZSB

(FOPAE – SCG, 2008)

Aceleración Máxima en Superficie

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

0.45

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Ace

lera

ción

Máx

ima

(g)

Coalinga (0.126g) Coyote (0.121g) La Uribe (0.094g) Mamoth (0.101g)

Oroville (0.100g) Umbria (0.195g) Deer Canyon (0.069g) Mt. Baldy (0.073g)

Newport (0.105g) Okayama (0.077g) Yerbabuena (0.066g) Mexico CU01 (0.030g)

MexicoCUMV (0.033g)

Línea Actual Línea Antigua

RESPUESTA SÍSMICA - PERFIL ESTRATIGRÁFICO 2D CALLE 116

AMPLIFICACIÓN SÍSMICA LOCAL

ESPECTROS MZSB – COMPARACIÓN ESPECTRAL ENTRE LÍNEA NUEVA Y ANTIGUA