bogota marco tectonico

Fonnacl6n Chipaque (Ksch)

Presenta geomorfogologra ondulada de pendientes suaves, que contrasta con el relieve abruptoy escarpado de sus extremos, dado por la formación Arenisca Dura; su espesor varía entre130m en el sector del anticJinal de Bogotá, y 205m en el flanco occidental del anticJinal deCheba, sitios en los que aflora.

La litología está conformada, de la base al tope, por lutitas negras arcillosas, carbonosas ypiritosas finamente laminadas y con bancos de hasta 10.0m de espesor, entre los que puedenpresentarse intercalaciones de limolitas y areniscas de grano muy fino; en la parte superior dela formación hay alternancia de lutitas negras y areniscas de grano muy fino. El contactosuperior es concordante y gradual con la formación Arenisca Dura.

Grupo Guadalupe (KsgJ

Se divide en Arenisca Dura (Ksgd), Plaeners (ksgp), y Labor y Tierna (Ksglt); las característicasde estas formaciones se exponen a continuación:

• Formación Arenisca Dura (KsgdJ

Aflora hacia los flancos de los anticJinales de Bogotá y Cheba, dando lugar a los cerrosorientales y suroccidentales de la Sabana; su espesor varía entre 430m y 460m en los flancosdel anticJinal de Bogotá, y 308m en los del anticJinal de Cheba.

La unidad está constituida por una arenisca cuarzosa blanca, en estado fresco, y amarilla bajoestado de alteración, con grano fino a muy fino, estratificación variable entre delgada o gruesa,es dura, compacta, bien cementada, y tiene intercalaciones esporádicas de Iimolitas silíceasgrises con arcillolitas del mismo color y laminadas. La porosidad primaria de las areniscas esmuy baja.

• Formación Plaeners (Ksqp)

Aflora en los flancos de los anticlinales de Bogotá y Cheba, y en otras estructuras menores alflanco oriental del primero. Exhibe un conjunto limoarcilloso inferior (Ksgpi), uno intermedio dealternancia de arcillolitas y areniscas (Ksgpm), y uno superior arcilloso (Ksgps).

Desde el punto de vista de la litoestratigrafía, el conjunto inferior (Ksgpi) se compone delimolitas silíceas grises con intercalaciones delgadas de areniscas cuarzosas, teniendoespesores variables entre 31m y 40m Y presentándose fallado hacia la base con la AreniscaDura; el conjunto intermedio (Ksgpm) es una alternancia de areniscas o limotitas silíceas ylimolitas negras con arcillolitas, en que las areniscas son blancas en estado fresco y amarillascon alteración y, en total, alcanzan espesores variables entre 70m y 117m. Finalmente, elconjunto superior está conformado por limolitas silíceas y arcillolitas de distintas consistencias,y por intercalaciones de areniscas de grano muy fino y color gris; su espesor es de unos 40maproximadamente.

• Labor v Tierna (KsgIU

Aflora en el noreste y sur de la Sabana, en el flanco occidental del anticlinal de Bogotá y delsinclinal Usme - Tunjuelito.

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De base a techo, está formada por un conjunto inferior de areniscas blancas y grises claras yamarillas, cuarzosas, de grano fino o grueso y de consistencia entre friables y duras; en la partesuperior del conjunto hay bancos de lodolitas silíceas y en total alcanza un espesor de 150m,denominándose como Arenisca de Labor.

El conjunto superior se constituye de areniscas cuarzosas y feldespáticas, en algunos casosfriables y con estratificación cruzada; exhibe intercalaciones delgadas de arcillolitas grises yespesores máximos de 110m.

El espesor total de la unidad es variable entre 220m en el oriente de la Sabana, y 260m en elflanco occidental del sinclinal Usme- Tunjuelito. Se trata de una unidad de rocas altamentefriables.

Formación Guaduas (Ktg)

Aflora en el occidente de La Calera, cerros de Suba, y en el piedemonte oriental, sur y suroestede la Sabana; se compone de tres conjuntos:

• Conjunto Inferior fKtgi)

Está compuesto de areniscas cuarzosas y feldespáticas y de arcillolitas grises, y aflora en elflanco occidental del anticlinal Usme- Tunjuelito; sobre estas rocas hay alternancia de limolitas yarcillolitas grises, en capas de 5 a 10cm de espesor.

• Conjunto Medio fKtgm)

Aflora en el piedemonte oriental de Bogotá, en la margen derecha del río San Cristóbal, en loscerros de Suba y en el flanco occidental del sinclinal Usme-Tunjuelito. Se compone deareniscas cuarzosas grises de grano fino a grueso, friables a muy friables, con Intercalacionesde arcillolitas grises y rojas (meteorizadas), laminadas y carbonosas (río San Cristóbal); en loscerros de Suba exhibe alternancias de areniscas cuarzosas con lodolitas y mantos de carbón.En Sierra Morena y Perdomo Alto afloran areniscas grises cuarzosas de grano fino aconglomerático y cambios laterales a lodolitas y arcillolitas que a veces son blandas ylaminadas, intecaladas con mantos de carbón.

• Conjunto Superior fKtgs)

Aflora en el flanco occidental del anticlinal de Bogotá y del sinclinal Usme-Tunjuelito; en elprimero de ellos alcanza un espesor de 324m, y corresponde a arcillolitas grises a negras enestado fresco, y amarillo rojizo con alteración, y hacia el centro hay un banco de areniscascuarzosas de grano medio a grueso, muy friables.

En el piedemonte oriental el contacto con el grupo Guadalupe es fallado, mientras que con laformación Cacho es normal; el contacto con la formación Bogotá es fallado.

Formación Cacho (Tpc)

Se constituye de areniscas de color amarillento a rojizo y grano grueso a conglomerático, muyfriables, con una secuencia de arcillolitas amarillas y rojizas hacia el centro.

Esta formación aflora a lo largo del piedemonte oriental de Bogotá, en el flanco occidental delantícllnal de Bogotá.

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Formación Bogotá (Tpb)

Consta de dos conjuntos: el inferior, que es una alternancia de areniscas y arcillolitas, alcanzaun espesor total de 620m, y en la que las areniscas son de color gris claro a gris verdoso,cuarzo feldespáticas y de grano fino a conglomerático, siendo altamente friables. Las arcillolitasde color gris oscuro a negro en estado fresco, y violáceo a amarillo meteorizadas, son blandas ymuy friables. Aflora en los flancos oriental y occidental del sinclinal Usme-Tunjuelito.

El conjunto superior, por su parte, alcanza espesores de 100m y es esencialmente arcilloso; sucontacto con la formación Regadera es discordante.

AreniSca La Regadera (Tpr)

Aflora en los flancos del sinclinal Usme-Tunjuelito, y su espesor se estima entre 400 m y 600 m,y la secuencia litológica consta de areniscas intercaladas con niveles arcillosos en la base,mientras que en el tope es principalmente arcilloso. Las areniscas son de color gris claro y secomponen de cuarzo y trozos de lutitas silíceas en matriz arcillosa; son altamente friables. Lasarcillolitas son grises (frescas) o rojizas (alteradas), muy plásticas, y se encuentran en el topede la formación.

Formación Usme (TsuJ

Conforma la parte axial del sinclinal de Usme-Tunjuelito, y exhibe secuencias de unos 350 m enla margen derecha del río Tunjuelito; allí, muestra lutitas arcillosas y areniscas grises (frescas) yamarillas o rojizas (alteradas). Son deleznables y blandas, conformando bancos de 5 a 20m deespesor y tiene intercalaciones de areniscas grises, cuarzosas, de grano fino a medio y matrizarcillosa abundante. El contacto inferior es normal con la formación Regadera, y su contactosuperior no aflora en la Sabana.

Depósitos Cuaternarios

Su clasificación depende de su origen, composición y tamaño de grano; se trata de depósitosno consolidados y semi-consolidados que tienen las siguientes denominaciones: Complejo deConos (Qcc), Terrazas Altas (Qta), Terrazas Bajas (Qtb), Conos de Deyección (Qd), LlanurasAluviales (Qlla), Coluviones (Qdp), Suelos Residuales (Qrs), Material de Relleno de Excavación(Qre), y Rellenos de Basuras (Qb).

• Complejos de Conos rOce)

Se destacan el cono fluvio-glacial del Tunjuelito, cono aluvial de Soacha, cono de derrubios deTerreros, y los de tipo aluvial del piedemonte oriental de Bogotá.

Se componen de gravas, arenas, limos y arcillas, y son observables tamaños superiores en lasgravilleras de la ciudad. En algunos de los conos, como el de Tunjuelito, existen depósitossuperiores de sedimentos finos con algunos bloques embebidos. La porosidad primaria de losdepósitos es alta.

Los abanicos del piedemonte oriental provienen del relieve cercano, y en los de Soacha yTerreros hay menores espesores de sedimentos.

• Terrazas Altas (Qta)

Son zonas planas con algunas ondulaciones que han sido disectadas por las corrientes queatraviesan la Sabana. Están conformadas por materiales eminentemente arcillosos, con

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intercalaciones de arenas y gravas que a su vez dan lugar a acuíferos confinados; los nivelesarcillosos y limo arcillosos son poco permeables, y la profundidad del nivel freático está entre 1m y 39m aproximadamente.

En parte, los suelos son de origen lacustre, y en otros casos se trata de la continuidad de losdepósitos del río Bogotá y de los conos, dispuestos hacia el centro de la cuenca.

• Terrazas Bajas (Qfb)

Son depósitos de superficie plana a ondulada pero disectados, con elevaciones de unos 5msobre las llanuras aluviales; en general, corresponden a depósitos de los ríos Bogotá,Tunjuelito, Juan Amarillo y Fucha, especialmente. Se trata de suelos limoarcillosos, y la unidadestá en contacto neto con los complejos de conos.

• Uanuras Aluviales (Q/la)

Se han fonnado por la acción de los ríos Tunjuelito y Bogotá, al cortar los depósitos másantiguos de los complejos de conos y terrazas altas y bajas; en el caso del río Bogotá, la unidadse extiende en dirección NE-SW, desde Cota hasta Soacha, y en el del río Tunjuelito desde elrelleno Doiia Juana hasta el occidente de Bosa, donde se confunde con la llanura aluvial del ríoBogotá.

• Conos de Deyección (Qd)

Afloran en los piedemontes oriental y occidental, y han sido ocasionados por los afluentes delrío Bogotá; los materiales que los conforman son gravas, bloques y guijarros angulares deareniscas y limotitas en matrices arenoarcillosas no consolidadas.

• Suelos ReSiduales (Qrs.I

Se han generado en las formaciones Chipaque, Plaeners, Guaduas, Bogotá, Usme y LaRegadera; son predominantemente arcillosos y pueden alcanzar espesores de 10m, siendoafectados por carcavamientos.

• Coluviones y Talus (QdQ)

Son depósitos de ladera ocasionados, en general, por el fracturamiento de las unidadeslitológicas en altas pendientes; los coluviones exhiben predominio de matriz con bloquesembebidos, y los taludes muestran mayor proporción de bloques sobre la matriz.

En general, se originan de unidades arenosas, presentándose en el piedemonte oriental de laciudad, los cerros de Suba, y Soacha; estos depósitos son altamente permeables.

• Material de Relleno de Excavación (Qre)

Son materiales depositados en su mayor parte en zonas pantanosas o bajas, llegando a tenerespesores cercanos a los 4m; en ellos se han desarrollado proyectos urbanísticos.

Se encuentran en zonas cercanas al río Bogotá, al aeropuerto El Dorado, El Cortijo, Bosa y elrío Fucha.

• Rellenos de Basura rOrb)

Se han efectuado algunos en excavaciones destinadas para este fin; en otros casos se handispuesto basuras en depresiones naturales, varias de ellas cerca de los ríos Bogotá yTunjuelito. Entre los más importantes están los botaderos de El Cortijo, Gibraltar y SantaCecilia.

En la actualidad, Bogotá deposita las basuras en el relleno de Doña Juana, localizado en elsector de Usme y que en 1997 presentó un problema de deslizamiento severo; este relleno estátecnificado, con depositación y compactación de materiales sobre los macizos rocosos de lazona, que en general exhiben altas pendientes. "

4.1.2 Geologia Local

En Usaquén conviven los estratos 1 a 6, a menudo distanciados entre sí pocos metros,especialmente en las zonas de piedemonte y montañosas. Se encuentran depósitos coluviales ytalus (Qdp) en contacto con las rocas del grupo Guadalupe. Aunque en los sondeos realizados nose detectaron, es posible encontrar rellenos con basura (Qrb) dispuestos sobre porciones deterreno.

4.1.3 Marco Slsmotectónlco

Las formaciones geológicas descritas anteriormente han sido afectadas por procesos orogénicosintensos que se evidencian en la forma del relieve y la geología estructural predominante en laSabana de Bogotá; la región, ubicada en la parte central de la cordillera Oriental, se desarrolladentro de un gran sinclinorio con orientación SSO-NNE, cuyo origen está asociado con losfenómenos de levantamiento ocurridos al final del Terciario, período después del cual la zonaquedó convertida en una gran cuenca intramontaf\osa que permitió la depositación horizontal desedimentos de origen lacustre y aluvial.

En general, los procesos que dieron lugar a la formación de la región son los mismos que handefinido el relieve andino en Colombia, y que se deben a la interacción de las placas tectónicas delPacífico, Macondo, y el escudo Guayanés; como consecuencia de la aplicación de esfuerzos, esposible encontrar pliegues, anticlinales, sinclinales y fallas inversas con rumbo SO-NEpredominantemente, varias de las cuales tienen influencia regional. En efecto, la Sabana deBogotá está dividida en tres grandes bloques delimitados por sistemas de fallamiento: un bloqueoriental levantado que corresponde al anticlinal de Bogotá, un bloque central hundido que define elsinclinal Usme-Tunjuelito, y un bloque occidental levantado descrito por Caro y García (1988) comoanticlinal de Cheba.

Los macizos rocosos presentes en las estructuras descritas se presentan fracturadas, y en algunoscasos los niveles arenosos son altamente friables por efecto de la actividad de las fallas existentes,tal como ocurre con las areniscas del grupo Guadalupe que afloran en el nororiente de la Sabana.

Los sedimentos depositados en la cuenca son esencialmente arcillosos, de origen lacustre oaluvial, y pueden alcanzar profundidades de hasta 500 m en la parte occidental de la Sabana; enlos bordes de la misma es posible encontrar estos suelos intercalados con niveles arenosos decompacidades variables, conjunto que se encuentra en proceso de consolidación normal. Debido alas propiedades mecánicas del depósito, es posible esperar efectos de amplificación de señalessísmicas provenientes del basamento rocoso, aunque es de destacar que los temblores que se hansentido en la ciudad en los últimos años no han tenido efectos desastrosos en ella.

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ji¡. Fuentes Slsmícas que Afectan la Sabana de Bogotá

Al nororiente de la Sabana de Bogotá se encuentra el alineamiento de la falla Usaquén-Sasaima, con dezplazamiento dextrovertical y de cuya actividad proviene la existencia de loscerros de Suba y, más al norte, la existencia de las fallas de La Floresta y Torca, entre otras.También en el nororiente es posible encontrar las fallas de Bogotá y del Alto del Cabo, conrumbo N-S, que son cortadas por las fallas de Santa Bárbara y las de las quebradas Chic6,Cedritos y La Vieja, cuyo alineamiento es casi perpendicular a los de aquellas. Al norte de lafalla Usaquén-Sasaima se desarrolla el sinclinal de Usaquén, formado por rocas del grupoGuadalupe y cuyo eje tiene orientación NNW-SSE.

Los cerros de Suba conforman un pliegue sinclinal que se encuentra cortado por las fallas de LaConejera y Los Lagartos, afectando con fracturamiento una secuencia de rocas blandas de laformación Guaduas, en el centro de la Sabana; en el sur de la ciudad, en la zona de CiudadBolívar, los afloramientos rocosos se encuentran altamente fracturados, con ocurrencia de fallascomo la de cabalgamiento de Mochuelo, y las de Limas, Terreros y Calderón, quizás de origencuatemario.

En la región del Sumapaz, más al sur, el tectonismo ha dado lugar a elevaciones que puedenalcanzar los 3.500 m.s.n.m, con morfología abrupta que défine valles estrechos de cauces yambientes lacustres; el fracturamiento de niveles lutíticos y arcillosos es intenso, y es frecuentela presencia de pliegues y laderas estructurales de pendientes medias a altas, así como defallas que pueden tener influencia regional como la de La Cajita, cuya actividad produjo elterremoto de Bogotá de 1917. Los eventos sismológicos en la región del Sumapaz han dadolugar a la formación de suelos co/uviales de origen tectónico, como los que pueden verse en losvalles de los ríos Sumapaz y San Juan.

A nivel regional, las fuentes sísmicas más conspicuas que pueden mencionarse son las fallasdel occidente de Cundinamarca (Caparrapí-Bituima, Alto del Trigo, Cambrás y del ríoMagdalena), las del piedemonte llanero (Pajarito, Chámeza, Támara, Cumaral, Guaicaramo yServitá, entre otras), y las de la cordillera central, que corresponden básicamente al sistema defallas Palestina-Romeral. De Acuerdo con el Estudio de Microzonificación Sísmica de Santaféde Bogotá (Ingeominas-Upes-Universidad de los Andes, 1997), las fallas mencionadas hantenido alguna influencia histórica en la sismicidad de la Sabana.

Por último, quizá la fuente de amenaza sísmica más importante que afecta a Colombia es lazona de subducción del Pacífico, que de acuerdo con registros históricos ha causadoterremotos y maremotos de gran magnitud, liberando grandes cantidades de energía. Dentro delos eventos sísmicos más importantes asociados a la zona de subducción, varios de los cualesse han sentido en Bogotá, puede citarse el terremoto de 1906, con magnitud estimada en 8.9grados en la escala de Richter, y el maremoto de Tumaco de 1979; el sismo más recienteocasionado por la zona de subducción ocurrió el 17 de Noviembre de 2004, afectandoedificaciones en los departamentos del Valle del Cauca y ChOCÓ, especialmente en laspoblaciones costeras.

4.1.4 Parámetros Flslográflcos

Los parámetros ambientales de influencia sobre la Sabana de Bogotá se exponen a continuación:

). Temperatura

La variación de la temperatura a lo largo del año en la Sabana de Bogotá puede considerarsecomo poco significativa, ya que en general su valor puede oscilar entre 120C y 19oc; el valor

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medio multianual (w-MAAT) es de 13.1OC según registros tomados en Fontibón, y de 14.6°Csegún observaciones realizadas en la Universidad NaCional. Para éste caso específico y paraefectos de ceracterízación de materiales se adopta un valor promedio de 14°C.

De acuerdo con el Atlas Geográfico de Colombia, el valor medio de la temperatura varía entreSOCy 18°C, considerando la reducción durante las horas de la noChe; durante los meses deDiciembre y Enero se presentan fenómenos de inversión térmica que dan lugar a lasdenominadas heladas en las horas de la madrugada, reduciendo la temperatura por debajo delos 6°C.

» Precipitación

En la ciudad de Bogotá se presentan dos períodos de sequía y dos períodos de lluvia anuales,de tal suerte que la distribución de lluvias es de tipo bimodal. En efecto, los períodos secoscorresponden de forma aproximada a los meses de Enero, Febrero y Marzo, al inicio del año, yJunio, Julio y Agosto a mitad del ano; el segundo período seco es, sin embargo, más húmedoque el primero, y considerando los dos la precipitación varía entre 19mm y 112mm.

Los meses lluviosos corresponden, en la primera mitad del año, a Marzo, Abril y Mayo, conprecipitaciones promedio de unos 218mm, y al final del período anual a los meses deSeptiembre, Octubre y Noviembre, con valores promedio en un rango entre 158mm y 189mm,en los que los valores máximos se presentan al final del período lluvioso.

El promedio anual de precipitación en Bogotá es de 798mm, según registros de la estaciónmeteorológica del aeropuerto El Dorado; en otros sitios de la ciudad, la precipitación puedealcanzar los 900mm (norte de Bogotá) como valores máximos, y unos 650mm anuales en lazona de Ciudad Bolivar, que puede considerarse como semi desértica y que afecta el área delproyecto.

Es posible mencionar la influencia del Fenómeno del Niño, cuya frecuencia de ocurrenciaaproximada es de unos siete años; este evento altera de manera significativa el régimen delluvias en Suramérica extendiendo el primer periodo seco del año y reduciendo sustancialmentela precipitación característica del mismo a niveles extremadamente bajos, efectos que sontangibles también en la Sabana de Bogotá tanto en el clima como en el nivel freático.

Eventualmente, la ocurrencia de lluvias extremas en las cuenca de los ríos Bogotá y Tunjuelitopueden causar que se superen las cotas de inundación previstas para ellos; bajo estascondiciones, y especialmente en las vías que se localicen en la parte nororiental y noroccidentalde la localidad Usaquén, es probable que los pavimentos queden bajo inmersión temporal,aunque esta condición se considera extrema y poco frecuente.

» Balance Hldrlco

En la Sabana de Bogotá, y específicamente en el depósito de suelos arcillosos, fa bajapermeabilidad de los suelos reduce la probabilidad de infiltración de las aguas meteóricas,dando lugar a que las láminas de agua queden expuestas a la acción de la evapotranspiraciónreal; bajo estas condiciones, las pérdidas son superiores a la precipitación, causando un déficitque se refleja en la desecación de los suelos más superficiales del depósito horizontal de laciudad, lo cual da lugar a su vez a agrietamientos y endurecimiento por consolidación.

En la localidad se identifican algunos cuerpos de agua ubicados en los barrios San José deBavaria, Pinos de Marsella, La Igualdad, San tucas, Perpetuo Socorro, Carrera 87, El Tintal,Las dos avenidas, Rincón de los Angeles.

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~ Nivel Freático

No se detectaron niveles freáticos en la mayor parte de los sondeos practicados durante lostrabajos de campo; esta circunstancia puede atribuirse a que la exploración se llevó a cabodurante una época relativamente seca y a que las vías estudiadas cuentan con sistemas dedrenaje de aguas lluvias. No obstante fo anterior, es posible esperar que la tabla de agua puedaascender durante temporadas de lluvias intensas, especialmente cerca de corrientes hídricas yhumedales.

)o Régimen de Vientos

Durante la mayor parte del año los vientos son orientales, presentándose períodos anuales muycortos en que éstos son occidentales; las velocidades varían, para la zona plana de la Sabanade Bogotá, entre 0.1 mIs y 1.0m/s. En ocasiones las velocidades de los vientos pueden alcanzarlos 20m/s, causando ráfagas con presiones suficientes para causar daños en elementos deedificaciones y en árboles.

La velocidad de los vientos puede tener efectos en el curado de concretos en pavimentosrígidos durante su construcción, y en la rata de enfriamiento de las mezclas asfálticas, aunquese considera que en la ciudad son poco frecuentes las condiciones extremas.

)o Nubosidad

La presencia de nubes es uno de los factores determinantes de la temperatura en la Sabana deBogotá y sus alrededores, toda vez que de ellas dependen eventos como la inversión térmica yla cantidad de radiación solar en las horas del día; las corrientes húmedas definidas por lapresencia de los cerros de Monserrate y Guadalupe permiten que el promedio del área afectadapor nubosidad sea de unos 6/8.

La nubosidad promedio máxima se presenta en Mayo, con 8/8 de área afectada, y la máximaentre Diciembre y Marzo, con 4/8; estos porcentajes son coherentes con los ciclos de lluvia ysequía que afectan la Sabana.

)o Radiación Solar

En Bogotá se presenta un promedio de entre 7 y 9 horas efectivas diarias de radiación solar, envirtud de que su posición geodésica varía entre 4° y 5° de latitud Norte; la diferencia deirradiancía bajo estas condiciones es superior a los 120W/m2, y la radiación directa es delorden de 8.5MJ/m2/día.

La diferencia de irradiancía cambiará dependiendo de la nubosidad, toda vez que ésta puedereducir ampliamente el número de horas de radiación solar efectiva según los ciclos de lluvia ysequía típicos.

4.1.5 Riesgos en la localidad de Usaquén

De acuerdo con la investigación realizada en el DPAE, para la localidad de Usaquén, los riesgosidentificados son los siguientes:

~ Riesgo Slsmico

De acuerdo con la microzonificación sísmica de Bogotá, la localidad de Usaquén contiene treszonas que corresponden a la zona 1A: Cerros Orientales, 2A: Piedemonte y 3: Lacustre A.Estas zonas representan los espectros sísmicos a tener en cuenta para el diseño y construcciónde edificaCiones sismorresistentes, especificados por el Decreto 074 de 2001.

~ Riesgos por Deslizamiento

La zona de ladera de la localidad de Usaquén, que corresponde aproximadamente al 60% delárea de la localidad, cuenta con 1,329 hectáreas calificadas en amenaza media por Fenómenode RemoCión en Masa. A continuación se presenta un panorama del riesgo por deslizamiento.

El Fondo para la PrevenCión y AtenCión de Emergencias (FOPAE), a través de la firmaIngeocim Ltda., adelantó en el año de 1998 el "Estudio de zonificación por inestabilidad delterreno en diferentes localidades de Santa Fe de Bogotá". Este estudio se empleó como basepara la obtención del plano normativo No. 4 del POT (Amenaza por remoción en masa). Deacuerdo con el menCionado plano, la zona de ladera de la localidad de Usaquén, quecorresponde aproximadamente al 60% del área de la localidad, cuenta con 1,329Ha (aprox.20%) calificadas en amenaza media por fenómeno de remoción en masa, con algunos sectoresque califican en amenaza alta y que se asocian principalmente a zonas de explotación minera,los cuales alcanzan aproximadamente el 8% del área de la localidad; alrededor de los estaszonas se localizan algunos asentamientos que pueden verse afectados por efecto de lascanteras.

De otra parte, la DPAE emite conceptos técnicos de riesgo dentro del proceso de legalizaciónde barrios, en los cuales se definen las restricciones al uso del suelo, basadas en lascondiciones de amenaza y/o riesgo a nivel de predio; estos documentos son remitidos alDepartamento Administrativo de Planea ción Distrital, para ser tenidos en cuenta en laresolución de legalización que emite dicha entidad, donde se establecen los condicionamientosy la normatividad específica sobre el uso del suelo y el desarrollo de actividades a nivel barrial.Igualmente, dentro de la resolución de legalización el D.A.P.D consolida los distintos conceptosemitidos para el mismo fin por parte de las entidades prestadoras de Servicios PúblicosDomiciliarios.

La situación de riesgo más importante de la localidad en este momento, se presenta por losproblemas de inestabilidad en los barrios Cerro Norte, Villa Nidia y Santa Cecilia Parte Baja, acausa de las explotaCiones mineras realizadas por las canteras Cerro Ibiza, Komauco y Servitá;a continuaCión se relacionan las acciones adelantadas por el FOPAE - DPAE en estos barrios:

• Barrios Cerro Norte v Villa Nidia

En el año 2002, el FOPAE adelantó el "Estudio de riesgo por remoCión en masa para losBarrios Cerro Norte y Villa Nidia, de la Localidad de Usaquén y diseño de las obras de control,protección y estabilizaCión". Los resultados, conclusiones y recomendaCiones del estudio fueronpresentados a la comunidad y a las entidades distritales.

El FOPAE contrató el monitoreo geotécnico que mediante la instalaCión y lectura deinstrumentos permitió realizar el seguimiento del progreso del deslizamiento y definir laevacuación de las familias de acuerdo con los daños de las viviendas. De sus resultados, seincluyeron en el proyecto de reasentamientos 25 familias.

AUSCULTAR LTDA.Ensayos e Ingeniería

Como acción de emergencia, el FOPAE implementó en la zona la demarcación y señalizacióncorrespondiente, la construcción de un parapeto para proteger las viviendas del sectorcomprendido entre las Calles 160C y 160B de las Carreras 11 a 8 y de un dique en el patio dela cantera para proteger el salón comunal y el jardín infantil de Villa Nidia, el retiro de losbloques potencialmente inestables y el cerramiento (postes y alambre de púa) del costado nortedel predio Cerro Ibiza. Adicionalmente en el barrio Villa Nidia, como obra de emergencia elFOPAE realizó el diseño y la construcción de la conformación del escarpe ubicado al sur deljardín infantil "Asociación Pro Defensa del Niño - Vi"a Nidia"), ubicado en la Calle 160 conCarrera 11, el cual se encontraba amenazado por la caída de bloques.

• Barrio Santa Cecilia Parte Baja

El FOPAE adelantó a finales del año 2003 el "Estudio de zonificación de amenaza por remociónen masa en el sector oriental del barrio Santa Cecilia Parte Baja, localidad de Usaquén". LaDPAE ha realizado desde el año de 1995 seguimiento a la situación de inestabilidad de laladera ubicada al oriente del barrio Santa Cecilia Baja. Como resultado de esta labor, se hanemitido varios informes técnicos y se han induido en el proyecto de reubicación de familias enzonas de alto riesgo no mitigable del Fondo de Prevención y Atención de Emergencias, 9familias.

Por causa de la reactivación del movimiento en agosto del año 2003, a raíz de las excavacionesrealizadas por las canteras Servitá y Komauco, el FOPAE evacuó y brindó apoyo humanitario acinco familias.

A finales del año 2002, la DPAE realizó acompañamiento a la Alcaldía Local de Usaquén en elcierre preventivo de las canteras Servitá y Komauco y ha participado en reuniones con la CAR yel DAMA, entidades encargadas del control y regulación de la explotación minera en la zona, afin de definir las acciones necesarias para preservar la estabilidad de la ladera.

)o> Riesgo Tecnológico

Se asocia con la concentración de industrias donde el! almacenamiento y manipulación demateriales peligrosos constituye una amenaza para la generación de eventos como incendios,derrames, fugas y explosiones. En la localidad de Usaquén se concentra una importantecantidad de industrias hacia el sector de Toberín. La OPAE cuenta con un inventario de lasfuentes de origen tecnológico en el sector, el cual sirve de base para el análisis de riesgo deorigen tecnológico y la definición de acciones preventivas.

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Figura No. 7 Mapa de zonificaci6n de riesgos de la localidad de Usaquén

5 RECONOCIMIENTO VISUAL DE LA ZONA DEL PROYECTO

Con el fin de conocer claramente el entorno del proyecto, se realizó una visita al sitio donde seemplaza el mismo con el objeto de determinar situaciones particulares que pudieren llegar a afectarel adecuado comportamiento de la estructura a diseñar. A continuación se realiza una descripciónde las actividades realizadas.

5.1 IDENTIFICACiÓN DE POTENCIALES PROBLEMAS DE ESTABILIDAD DE LA OBRA YESTRUCTURAS CONEXAS

Como se observa en el registro fotográfico y una vez realizada la visita con el especialista engeotecnia, se logró determinar que no existen problemas potenciales de movimientos en masa queevidencien inestabilidades de la vía. Como se mencionó anteriormente, este aspecto se corroboróen el DPAE.

Durante el proceso constructivo es importante verificar la estabilidad del corredor. Este aspecto nose realizó en etapa de diseño dado que una vez analizadas las posibles alternativas para evaluardicho material se ha logrado determinar que, aún realizando una amplia investigación geotécnica,no es posible garantizar la correda compactación de dicho material.

En lo referente a obras conexas, desde el punto de vista de la estructura de pavimento puede queéstas no representen inconvenientes para la correcta ejecución de la obra. Sin embargo, esmenester de cada especialista evaluar las obras que correspondan a su especialidad, por ello enlos informes de cada especialidad se indicará la existencia o no de inconvenientes con las mismas.

5.1.1 Drenajes y subdrenaJes

Como es ampliamente conocido, la vida útil de los pavimentos se relaciona directamente con lacalidad de los sistemas de drenaje y subdrenaje. Por tal razón, es indispensable que el diseñogeométrico garantice pendientes y bombeos adecuados que faciliten el flujo de las aguassuperficiales mediante el manejo de escorrentía superficial y evacuando el agua hacia los sitiosdiseñados para tal fin.

En segundo lugar, el subdrenaje es el sistema más adecuado para mantener estables lascondiciones de humedad de la estructura de pavimento disei\ada. Por ello es necesario considerarun sistema apto para captar y conducir el agua de infiltración que pueda generar problemas deestabilidad a largo plazo.

Las vías cuentan con redes de alcantarillado pluvial y sanitario, con lo cual se podrá prevenir eldeterioro superficial al que se exponen las estructuras de pavimentos en los periodos de lluviasmediante la combinación de los dos sistemas mencionados.

Es importante resaltar que de acuerdo con lo observado en la visita realizada, las condicionesactuales del drenaje son deficientes. Los sumideros se encuentran obstruidos por basuras,escombros o rampas que representan algún nivel de deterioro superficial.

Adicionalmente, durante el proceso constructivo pueden llegar a encontrarse fugas provenientes demangueras y tanques de almacenamiento de agua situación que, de mantenerse en el tiempo,puede generar canales internos de erosión vulnerando la estabilidad de la estructura y afectando lacapacidad de soporte del suelo mismo.

D:\AIJSaJLTAIl LTDA\coNTRATOSICDlJlDiteDo •••••Arti __ F"UIIIiVl.doc 25 ••• 78

(DJCONSORClODESARROUOURBANO

Dado lo anterior y de ser posible, es necesario contemplar estructuras de drenaje superficial para elcontrol de infiltración y erosión y drenajes internos (subterráneos) para evitar comportamientosanormales de los materiales encontrados. El diseño y recomendaciones de dichos sistemas seenfrentan en el diseño de estructuras hidráulicas.

6 CARACTERfsTICAS DEL SUBSUELO

Los suelos de la localidad de Usaquén presentan una gran variedad en cuanto a estratos declasificación. Básicamente, esto se debe a la extensión de terreno en el cual se encuentra ubicadaesta localidad. Sin embargo, se observan desde estratos arcillosos hasta macizos rocosos ademásde algunas intercalaciones de arenas y gravas. Es necesario aclarar que en algunos casos loscontenidos de finos presentes en los estratos exceden los valores máximos previstos por lasespecificaciones técnicas.

6.1 EXPLORACIÓN GEOTÉCNICA

Se programó y ejecutó la excavación de veintisiete (27) perforaciones a cielo abierto a unaprofundidad promedio de 1.50m desde el nivel actual de rasante con recuperación de muestraspara clasificación y eBR inalterado.

6.1.1 Ensayos de Campo

Se realizo el hincado de moldes de eBR en cada uno de los sitios en donde se proyectaron lasperforaciones y en donde se encontró la subrasante, tomando muestras inalteradas para realizar lapenetración en laboratorio, tanto en condiciones de humedad natural como saturadas luego decuatro (4) días de inmersión en agua. Los resultados del eBR varían entre el 0,90% y el 5.31% encondición natural, siendo este ultimo el valor máximo encontrado de eBR y 0.47% Y el 2.95%completamente saturados.

Adicionalmente, en la exploración realizada, se ejecutó prueba de penetración con cono dinámicoen los casos en que fuese posible alcanzar el suelo natural y establecer asi un perfil de resistenciade la subrasante. Estas pruebas arrojaron índices de penetración variables entre 20mm/golpe y200mm/golpe y un valor promedio de eBR varia entre el 0.80% yeI7.40%.

Si bien es posible emplear una correlación entre el eBR y el índice de penetración para determinarun valor de capacidad de soporte de diseño, para este caso en particular los resultados nopresentan equivalencia alguna con el eBR obtenido mediante el ensayo inalterado, razón por lacual solo han sido empleados como parte del análisis de resistencia de la subrasante.

6.1.2 Ensayos de Laboratorio

Tanto los materiales de subrasante como los granulares han sido examinados para establecer suhumedad natural y su clasificación con base en límites de Atterberg y su granulometria. Acontinuación se detallan los resultados de dichos ensayos.

» Humedades, Clasificación y Límites de Consistencia

Para el caso de los materiales granulares, se encontraron contenidos de humedad que varían entre7.71% y 70.56%, limites líquidos entre 21.29% y 120.71% (Norma de INV E-125), límites plásticosentre 11.70 y 68.41% (Norma INV E-126) e índices de plasticidad entre 4.73% y 53.49%. Engeneral, los materiales granulares están compuestos por gravas con algún contenido de limo yarcilla y algunas arenas limosas o GP, GM, GM-Ge, GP-GM, SM y SP-SM según sistema uses.

D:\ AUSCULTAR LTDA\CONTRATOS\CDU\DisenoPav Articulado\lnforme Final VI.doc 26 de 78

AUSCULTAR LTDA.Ensayos e Ingeniería (IlJCONSORClO

DFSARROllOURBANO

Para el caso de los materiales de subrasante, se encontraron contenidos de humedad que varíanentre 9.57% y 94.76%, límites llquidos entre 20.18% y 118.6% (Norma de INV E-125), límitesplásticos entre 14.29% y 84.76% (Norma INV E-126) e índices de plasticidad entre 3.65% y84.76%. En general, el material de subrasante está compuesto por limos de alta plasticidad yalgunas arenas limosas o MH y SM según sistema uses.

Los segmentos analizados presentan valores atípicos de límites y humedades incluso hasta del79% para la subrasante, lo cual evidencia la necesidad del mejoramiento de las condiciones dedrenaje con el uso de drenes subterráneos y garantizar así el adecuado comportamiento tanto delsuelo de fundación como de los materiales granulares.

~ Capacidad de Soporte de California (CBR) Inalterada

Las muestras de eBR inalterado han sido sometidas a cuatro (4) días de inmersión para establecerla sensibilidad de la resistencia a la saturación y el comportamiento expansivo. El resultado delensayo realizado presenta un valor promedio de 0.11% en condición natural y de 1.63% encondiciones de saturación.

Luego de la inmersión durante 4 días dentro de la prueba de eBR inalterado se encontraronporcentajes de expansión inferiores al 0.4% revelando potenciales de expansión bajos. Sinembargo, es conveniente considerar la posibilidad de incluir subdrenes en la estructura.

En los anexos del presente informe se presentan los resultados de los ensayos mencionados.

6.2 PERFIL ESTRATIGRÁFICO LONGITUDINAL

En general, los segmentos presentan una estructura compuesta por carpeta asfáltica deterioradade entre 0.05m y 0.09m y losa de concreto de 0.16m para la Zona 1, materiales granularesclasificados como gravas con algún contenido de limo y arcilla y algunas arenas limosas conespesores entre 0.30m y 0.60m apoyados sobre una subrasante de tipo limoso (Figura No.8).

APIOIIfHol

lOMA I

Figura No. 8 Perfil estratigráfico longitudinal Zona 1, comprendida entre la Carrera 19 A entre Calle 156 y 158y la Calle 157entre Carrera 20C y Carrera 20 A

27 de 78D:\ AUSCULTAR LTDA\CONTRATOS\CDU\DiseIlOPav Articulado\!nfonne Fina! vtdoc

AUSCULTAR LTDA.Ensayos e Ingeniería (IlJCONSORClO

DFSARROllOURBANO

En la zona 2 se presentan espesores de carpeta asfáltica deteriorada entre 0.07m y 0.10m ygranulares con espesores entre 0.20m y 0.90m, y materiales de subrasante tales como limos yarcillas de alta plasticidad:

APIQUE No 13

"""No' AmIlNot

ZONAl

APIQIfHo10

APIQUE No 16

D:\ AUSCULTAR LTDA\CONTRA TOS\CDU\DiscnoPav Articulado\lnforme Final Vl.doc

FECHA: ENERO DE 2009

ZONA2

APIQUE No 15

Figura No. 9 Perfil estratigráfico longitudinal Zona 2, comprendida entre la Calle 159C y 160 entre Carrera 17 y 16

DISEÑO DE PAVIMENTOSARTICULADOS

APIQUE No 14

VERSIÓN 1

28 de 78

AUSCULTAR LTDA.Ensayos e Ingeniería cm CONSORCIO

DESARROllOURBANO

En la zona 3 no se encontró carpeta asfáltica, se hallaron materiales de relleno tales como gravas yarenas contaminadas con escombro, y remanente de granular de 0.50, soportados en unasubrasante de tipo limo arenoso y presencia de arcillas:

APIQUENo 20

ZONA 3

APIQUE No ZO-A

Figura No. 10 Perfil estratigráfico longitudinal Zona 3, comprendida entre la Calle 182 A entre Carrera 35 A Y Carrera 35 C

En la zona 4 no se encontró carpeta asfáltica, espesores de material granular entre O.OOmy 0.60msoportados en una subrasante de tipo limosa de alta plasticidad:

ZONA 4

AP,aUfNo2J A/'IClUfNIl2A A1'IQUEHo2A-

Figura No. 11 Perfil estratigráfico longitudinal Zona 4, comprendida entre la Calle 181 A entre Carrera 38 y Carrera 35 C

0:\ AUSCULTAR LTOA \CONTRA TOS\CDU\DisenoPav Articulado'dnformc Final V Ldoc 29 de 78


CONSORCIODFSARROUOURBA/lO

La zona 5 se caracteriza tener espesores de carpeta asfáltica entre 0.00 y 0.14m material granularentre 0.1Omy 0.50 apoyado sobre una subrasante conformada por limos arcillosos de media y altaplasticidad:

AP/QUENo 17

ZONASAPIOUENo 18 APfQUENo 19

Figura No. 12 Perfil estratigráfico longitudinal Zona 5, comprendida entre la Carrera 33 y Avenida Calle 183

En la zona 6 se encontró un espesor de afirmado de 0.40m conformados por rellenoscontaminados con escombro y una subrasante constituida básicamente por un estrato de areniscasblandas bien diaclasadas las cuales clasificaron como GM:

ZONA 6APIQUE No 25

Figura No. 13 Perfil estratigráfico longitudinal Zona 5, comprendida entre la Calle 183 y Carrera 25 A

En los anexos del presente informe se pueden apreciar los perfiles estratigráficos encontrados enel corredor.

DISEÑO DE PAVIMENTOSARTICULADOS 30 de 78

VERSiÓN 1FECHA: ENERO DE 2009

D:\ AUSCULTAR LTDA\CONTRA TOS\CDU\DisenoPav Articulado\lnfonne Final V I.doc

AUSCULTAR LTDA. (DJCONSORClODESARROlLOURBANOEnsayos e Ingeniería

7 DISEÑO DE PAVIMENTO ARTICULADO

El documento empleado para evaluar los espesores de la estructura es la "Guía para el diseño depavimentos de adoquines de concreto para tráfico vehicular y peatonal", para éste caso enparticular, se define que la totalidad de las vías operan como vías de adoquín con tráfico eventualde vehículos pesados.

7.1 PERIODO DE DISEÑO

Para el diseño del pavimento articulado en cada una de las vías a intervenir, se asume un periodode diseño de 40 años y el tráfico visto en cada una de las vías estudiadas corresponde a tráficopeatonal en donde eventualmente se estacionan o circularan vehículos desde carros particulareshasta camiones de repartición de mercancía.

El periodo de diseño de 40 años, es recomendado según la guía para zonas residenciales, secategorizan las vías como de servicio secundario, con acceso máximo a 30 predios, lo que no seaparta considerablemente de las denominaciones comunes dadas por las entidades reguladorascomo planeación, es importante aclarar que el servicio de las vías es netamente residencial, sincirculación de buses.

CATEGORIAEJES ESTANOAR

CARACTERISTICASPOR OlA

De servicio

secundaria S Poca longitud. De acceso directo a un maximo de 30 predios. No tienen circulacíon de buses

De servicio Recibe trafico de varias vi as de servicio secundario. De acceso maximo a a 150 predios. No tiene

primaria SO circulacion de buses.

Colectora 350 Longitud considerable. Recoje el trafico de las vias de servicio. Tiene rutas de buses.

Arteria 2000 Varios kílometros de longitud. Trafico en zonas residenciales, industriales y comerciales.

Regional Atravieza un area urbana, trafico intermunicipal.

Industrial En zonas industriales. Volumen de trafico bajo, basicamente camiones.

En centros de ciudad o areas comerciales. Congestiones frecuentes, velocidad baja. Volumen alto y

Comercial pocos vehiculos pesados.Volumen y velocidad altos. Sentidos de Circulacion separados. Diseno cuidadoso fuera del alcance

!Autopistas de este documento.

Tabla No. 4. Clasificación sugerida para vías urbanas

7.2 NÚMERO DE EJES ESTÁNDAR

Evaluar adecuadamente el tránsito es indispensable para determinar en el tiempo, el daño quesufrirá un pavimento durante un periodo dado. Las cargas de los vehículos son transmitidas alpavimento mediante dispositivos de apoyo multirueda para distribuir la carga total sobre unasuperficie mayor, disminuyendo así los esfuerzos sobre el material de la subrasante y evitandodeformaciones permanentes y/o fatiga del material.

Para determinar el número de ejes estándar la cual es una de las variantes más importantes juntocon el CBR inalterado para el diseño de la estructura del pavimento tenemos en cuenta lacategoría de las vías la cual se menciono líneas arriba (Tabla No. 4). Adicionalmente adoptamosun tráfico eventual de vehículos pesados, de acuerdo con la guía de diseño, para zonasresidenciales se adopta un (1) eje estándar por día durante el periodo de diseño.

D:\ AUSCULTAR LTDA\CONTRATOS\CDU\DisenoPav Articulado\lnforrnc Final vt.doc 31 de 78

cm CONSORCIODESARROIJ.OURBANO

De tal forma calculamos el número de ejes estándar para un periodo de diseño de 40 años:

Número de ejes estándar = 1eje X 365 días X40AñosNúmero de ejes estándar para el periodo de diseño= 14.600

Dada la geometría de las vías, se asume que el tráfico vehicular es canalizado, con lo cual el valoranterior debe ser amplificado por un factor de 3, lo anterior con el fin de mayorar las cargasaplicadas al pavimento debido a cargas concentradas en algunas partes del mismo.

Número de ejes estándar40al'los= 14.600ejes X 3

Número de ejes estándar40años= 43.800

El número de ejes estándar anterior, se asumirá para todos los segmentos evaluados, debido a lasimilitud en la categoría de las vías (tabla 4) en cuanto a tráfico y tipo de zona.

7.3 CAPACIDAD DESapaRTE DE LA SUBRASANTE CBR INALTERADO DE DISEÑO

De acuerdo a los resultados obtenidos de la penetración en condición natural y sumergida de losCBR inalterados tomados en campo y para cada una de las zonas sectorizadas en el presenteinforme, se obtuvieron los siguientes resultados de CBR promediados para cada uno de lossectores indicados líneas arriba:

ZONAl SEGMENTOS: 1002679,1002717,1002761,1002669,1002663,1002680,1002662,1002654,1002647

APIQUE MUESTRACSR INALTERADO CARACTERIZACION

NATURAL SUMERGIDO TIPO DE MATERIAL HUMEDAD N IP PDC

3 3 2,99% 2,09% SH 89,92 16,37 1,60

4 2 2,60% 1,56% MH 70,56 53,49 1,00

6 4 3,18% 2,41% MH 78,13 48,53 0,80

PROMEDIO 2,92% 2,02% 1,13

Tabla No. 5. CBR de diseño promedio para la zona 1

ZONA 2 SEGMENTOS: 1002S59,1002517,l002465,l002466,1002551,1002556,1002606.

APIQUE MUESTRACSR INALTERADO CARACTERIZACION


8 4 5,31% 2,95% CL 37,23 18,28 4,00

10 3 2,94% 2,10% MH 33,56 15,38 0,90

15 3 2,59% 0,61% eL 50,85 18,12 2,10

16 2 2,98% 2,43% ML 22,61 13,64 2,70

PROMEDIO 3,46% 2,02% 2,43


En la zona 3 que corresponde al segmento 1000992 en la cual se encontró como materialcaracterístico rellenos de arcillas y arena contaminados con escombro como ladrillo y pedazos deconcreto, no se pudo tomar CBR, por lo tanto se asume un CBR de diseño de 0.5%, y se planteaun mejoramiento, reemplazando el material contaminado hasta encontrar un CBR equivalente de5%.


FECHA: ENERO DE 2009 VERSiÓN 1

D:\AUSCULT J\R LTDA\CONfRATQS\CDU\DiscnoPnv Articu1ado\Informe Final VI.doc 32 de 78

(WOONSORClODF.SARROUOIIRBANO

ZONA 4 SEGMENTOS: 1001103,1001123,1001104

APIQUE MUESTRACBR INALTERADO CARACTERIZACION


21 4 1,17% 0,47% MH 45,32 29,96 1,30

23 4 0,90% 0,50% MH 79,87 48,21 0,90

PROMEDIO 1,04% 0,49% 1,10


ZONAS SEGMENTOS: 1000915

APIQUE MUESTRACBR INALTERADO CARACTERIZACION


18 4 2,51% 1,92% MH 75,23 43,57 1,80

PROMEDIO 2,51% 1,92% 1,80


En la zona 6 que corresponde al segmento 1001212 se encontró un estrato de roca arenisca quecorresponde a los materiales encontrados en los cerros orientales característicos de la geologíatípica del sitio, este tipo de materiales presenta una consistencia alta debido a que son formacionesde roca para lo que se asume un CBR de diseño mínimo de 5%.

7.4 DISEÑO DE ALTERNATIVAS DE INTERVENCION

La evaluación del pavimento existente se ha dirigido hacia la identificación de cualquier deficienciaestructural y/o funcional que esté presente, además de la selección de las intervencionesnecesarias para corregir tales deficiencias.

Las variables que se tienen en cuenta dentro de la evaluación del pavimento existente se evalúanen términos de capacidad estructural de la vía.

Desde el punto de vista estructural, el deterioro se define como cualquier condición que reduzca lacapacidad del pavimento de soportar repeticiones de carga. El procedimiento para determinar laintervención está en función del tiempo y de las cargas de tránsito que reducen la habilidad delpavimento de soportar cargas.

El procedimiento para encontrar la estructura que satisfaga los requerimientos del corredor es elsiguiente:

1. Se calcula el número de ejes estándar tal como se indico en el numeral 7.2 para un tráficoeventual de vehículos pesados en zona residencial con un número de viviendas no mayor de 30y con tráfico canalizado.

2. Se toma los promedios de CBR sumergido de cada uno de los tramos o sectores a intervenir,con este valor se entra a la tabla No. 9, y se encuentra el espesor de concreto asfalticocompactado en caliente, al igual que el espesor de la capa de arena y del adoquín a utilizar enla estructura.



D:\ AUSCULTAR LTDA\CONTRATOS\CDU\DisenoPav Atticulado\Infonne Final VI.doc 33 de 76

(IlJCONSORClODESARIlOIJ.OURBANO

3. Luego de encontrar el espesor de la mezcla en caliente, se convierte el espesor encontrado enlos espesores equivalentes a base y subase granular Tabla No. 10

4. De acuerdo al material encontrado, en la exploración de campo se determina si es necesariorealizar el mejoramiento de subrasante, teniendo en cuenta adicionalmente los resultados deCBR inalterado.

TRAFICO: Eies estandar (8 2 t) acumulados durante el nerledo de disenoDESDE 1 I lOOO I son I lOOOl I 5000l I looool I 50000l looOO-Ol I l50000l I 400000l I 800000lHASTA lOO I lOOO I loooo 50000 I lOoooo I 500000 I lOOOOOO l500000 I 400000O I 8000000 I l2000000

SUELO BASE: ESPESOR DE CONCRETO ASFALTlCO COMPACTADO EN CALlENTE-CACC,(mm)(e8R%)

1 114 122 137 151 185 285 315 333 375 405 423

2 90 98 113 127 133 174 207 220 252 275 289

3 80 88 103 117 123 145 160 176 195 214 226

4 70 78 93 107 113 135 150 166 178 196 209

5 65 73 88 102 108 130 145 161 173 191 204

6 63 71 86 100 106 128 143 159 171 189 202

7 60 68 83 97 103 125 140 156 168 186 199

8 59 67 82 96 102 124 139 155 167 185 198

9 57 65 80 94 100 122 137 153 165 183 196

10 55 63 78 92 98 120 135 151 163 181 194

15 54 62 77 91 97 119 134 150 162 180 193

20 52 60 75 89 95 117 132 148 160 178 191

30 50 58 73 87 93 115 130 146 158 176 189

CAPADE 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40ARENA

ADOQUINES 60 60 60 60 80 80 80 80 80 80 80

Tabla No. 9. Espesores (mm) para los adoquines, la capa de arena y la base (expresados como una capa de concretoasfaltico compactado en caliente- CACC), en función del trafico (ejes estándar de 8.2 ton) y el CBR de diseño.

MATERIALFACTOR DE EQUIVALENCIASUGERIDO RANGO

RODADURA DE ADOQUINES (ESPESOR DE ADOQUIN + CAPA DE ARENA) 1,1 1,00 A 1,25

CONCRETO ASFALTICO COMPACTADO EN CALlENTE-CACC 1 0,90 A 1,10

SUBRASANTE MEJORADA (MATERIAL CON CBR MAYOR DE 5%) 0,15 0,05 A 1,15

MATERIAL GRANULAR PARA SUBASE SOBRE MATERIAL CON CBR MENOR O IGUAL QUE EL 5% 0,25 0,05 A 0,30

MATERIAL GRANULAR PARA SUBASE SOBRE MATERIAL CON CBR MAYOR O IGUAL QUE EL5% 0,3 0,10 A 0,35

MATERIAL GRANULAR PARA BASE SOBRE MATERIAL CON CBR MENOR O IGUAL QUE EL 5% 0,4 0,10 A 0,45

MATERIAL GRANULAR PARA BASE SOBRE MATERIAL CON CBR MAYOR O IGUAL QUE EL5% 0,45 0,10 A 0,50

RELLENO FLUIDO Re 28d (CILlNDROS)= 1 MPa 0,25

RELLENO flUIDO Re 28d (CILlNDROS)= 2 MPa 0,4


RELLENO FLUIDO Re 28d (ClLlNDROS)= 4 MPa 0,6





CONCRETO Re 28d (CILINDRO) = 30 Mpa 1,7 1,50 A 1,90

SUELO CEMENTO Re 28d (CILlNDRO)= 5 Mpa 0,4 0,20 A 0,60

SUELO CEMENTO Re 28d (CILlNDRO)= 8 Mpa 0,5 0,30 A 0,70

Tabla No. 10. Factores de conversión para diversos materiales de base y subbase, tomando el CACC como la unidad.

DISEÑODEPAVIMENTOSARTICULADOS

FECHA:ENERODE2009 VERSiÓN1

D:' AUSCULTAR L TDA\CONfRATOS\CDU\DisenoPnv Articu1ado\Infonne Final Vl.doc 34 de 78

emCONSORClODWRROUOURBANO

7.5 DISEÑO DE ALTERNATIVAS PARA LA ZONA 1

Como se menciono anteriormente la zona 1 está conformada por los segmentos:

SEGMENTOSANALIZADOS EN ELCORREDORLOCALIDAD SEGMENTO DIRECCION ENTRE HASTA

USAQUEN 1002679 KRA 19A CL158 Cl157

USAQUEN 1002717 KRA19 A CL157 Cl156-A

IUSAQUEN 1002761 KRA19 A Cl156-A Cl156

USAQUEN 1002669 Cl157USAQUEN 1002663 Cl157

USAQUEN 1002680 Cl157

IUSAQUEN 1002662 Cl157 KRA20 KRA20-A

IUSAQUEN 1002654 Cl157 KRA20-A KRA20-B

IUSAQUEN 1002647 Cl157 KRA20-B KRA20-C

Como resultado del promedio de los CBR obtenidos en el sitio tenemos un CBR de diseño del2.02% tomando la condición mas critica del material que es cuando se encuentra saturado. Elnúmero de ejes estándar corresponde a 43.800 para un tránsito proyectado a 40 años.

ZONAl SEGMENTOS: 1002679,1002717,1002761,1002669,1002663,1002680,1002662,1002654,1002647.

APIQUE MUESTRACBR INALTERADO CARACTERIZAClON


3 3 2,99% 2,09% SH 89,92 16,37 1,60

4 2 2,60% 1,56% MH 70,56 53,49 1,00

6 4 3,18% 2,41% MH 78,13 48,53 0,80

PROMEDIO 2,92% 2,02% 1,13

Tabla No. 11. Valores de CBR inalterado promedio para la zona 1.

Para definir el espesor de la estructura del pavimento articulado entramos a la Tabla No. 10 con elnúmero de ejes estándar seleccionado y el CBR de diseño. se encuentra el valor del espesor únicode concreto asfaltico compactado en caliente.

De acuerdo con la tabla tenemos un espesor de concreto asfaltico de 127mm para un adoquín de60mm y una capa de arena mínimo de 40mm.

Para determinar el equivalente a materiales granulares utilizamos la tabla NO.9 en la cual podemosplantear varias altemativas de diseño de la estructura:

~ Alternativa 1

Debido a que los resultados de CBR de la subrasante son inferiores a 5%, creemos convenienterealizar un mejoramiento de la subrasante, en pro de brindar una mejor estructura de soporte.

Para el CBR del 2.02% obtenemos un valor de CACC en la Tabla No 9 de 127mm. Entonces comotenemos un valor de CBR inferior al 5% entramos a la Tabla No. 12 en la cual se encuentra que sedebe colocar un espesor mínimo de subrasante mejorada de 60mm

ESPESOR DE CONCRETO ASFALTICO COMPACTADO EN CALIENTE (mm) 90CBR%

Tabla No. 12. Espesores de subrasante mejorada dados como CACC en función del CBR de la subrasante.

D:\ AUSCtn.T AR LIDA\CONTRATOS\CDU\DiscnoPnv Articulado\Informe Final VI.doc 35 de 76

cmCONSORIlODESARROllOURBANO

Para el equivalente de material granular el factor de equivalencia corresponde a 0,20 para unmaterial con CBR 5%, considerando que al material de mejoramiento se le va a exigir un CBRmínimo de 10%, se decide adoptar como factor de equivalencia 0.2, con lo cual se obtiene:

Espesor real de la Subrasante mejorada = 600mm/0.20

Espesor real de la Subrasante mejorada = 300mm

Con el fin de verificar la adopción del parámetro anterior, se verifica el mejoramiento empleando lametodología planteada por IVANOV para el cálculo de dicho espesor, al verificar por éste métodose obtiene que para un espesor de 300mm con un material de CBR mínimo 10%, el CBRequivalente de diseño de 5.50%, la formulación de IVANOV se describe a continuación:

Eeq = ( ES)br ( )2 1 _] eme}1-- 1-- tan n-

1t n3.5 2a

Donde:Eeq : Módulo elástico equivalente del sistema, Kg/cm'

E sbr : Módulo elástico de la subrasante, Kg/cm'

e me} : Espesor de la capa de mejoramiento, cm

a :Radio del área de carga, 15.05cm

n :Parámetro adimensional determinado con la expresión n = 24E me} / E sbr

El módulo elástico ha sido determinado mediante la siguiente correlación: E¡ (Kg / cm2)= 13OCB¡fl· 714

Para el espesor mínimo de la subbase granular se debe colocar como mínimo un espesor de45mm, de acuerdo a la Tabla No. 13 con respecto al mejoramiento de la subrasante:

SUBRASANTE MEJORADA CON SIN

ESPESOR EQUIVALENTE DE CONCRETO ASFALTlCO COMPACTADO EN CALlENTE(mm) 45 68Tabla No. 13. Espesor de Subbase dado como CACC, mínimos según tenga o no mejoramiento de subrasante

Con el espesor de la subrasante real se debe colocar un espesor de subbase granular de:

Espesor de Subbase= 45/0.30

Espesor de Subbase= 150mm

Al verificar en la tabla No 9 el espesor mínimo de diseño para un número de ejes estándar de43800 y para un CBR de 5% en CCAC es de 102mm, como ya se han colocado 60mm desubrasante mejorada y 45mm de subbse granular, se verifica que no es necesario la colocación debase granular.

D:\ AUSCULTAR LTDA\CONTRA TOS\CDU\DisenoPav ArticuladoUnforme Final VI.doc 36 de 78


(DJCONSORClODruRROUOIIRBANO

ALTERNATIVA 1

N EN CONCRETO

SUBBASE GRANULAR

SUBBASE GRANULAR

(MEJORAMIENTO DE

SUBRASANTE)

TOTAL 550mm

Figura No. 14 Alternativa de Estructura 1 subbase

~ Alternativa 2 Unificar la subbase y la base po:rmaterial de base

Para este caso se conserva el espesor de la subrasante mejorada de 300mm, entonces tenemosun remanente de:

102 - 60 = 42 mm de CACC

Este valor convertido a base granular es:

Espesor de Base granular = 42/0.45

Espesor de Base granular = 93 mm

Como el espesor mínimo que se puede instalar de base granular es de 10 cm, para un tamañomáximo de 1", la estructura quedaría entonces de la siguiente forma:

ALTERNATIVA 2

EN CONCRETO

BASE GRANULAR

SUBBASE GRANULAR

(MEJORAMIENTO DE

SUBRASANTE)

TOTAL 493mmFigura No. 15 Alternativa de Estructura 2. Unificar base y subbase.

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AUSCULTAR LTM. (DJ CONSORCIODruRROUOURBANOEnsayos e Ingeniería

~ Alternativa 3 Definir base mínima y complementarla con subrasante mejorada

Se puede reducir el espesor al mínimo de la base granular y aumentar el espesor del mejoramientode la subrasante tomando el espesor mínimo de base granular que para tal efecto se toma como100mm de base granular de acuerdo al tamaño máximo de los agregados (especificacionesINVIAS 2002):

100 x 0.45 = 45 mm de CACC

De los 102mm de CACC del diseño nos queda:

102 - 45 = 57 mm de CACC para colocar una subrasante mejorada

De lo cual al realizar la equivalencia en material granular tenemos:

57 mm/0.20 = 285 mm de subrasante mejorada

En la Figura No. 16 se observa la estructura modelada dejando un mínimo d espesor de basegranular y aumentando el mejoramiento de la subrasante.

ALTERNATIVA 3

MV~''-'U'" EN CONCRETO

CAMA EN ARENA

BASE GRANULAR

SUBBASE GRANULAR

(MEJORAMIENTO DE

SUBRASANTE)

TOTAL 48Smm

Figura No. 16 Alternativa de Estructura 3. Base mínima y aumento de espesor de subrasante mejorada

~ Alternativa 4 No colocar subrasante mejorada, base y subbase

Si no se coloca subrasante mejorada, el espesor mínimo de la subbase granular es de 68 mm deacuerdo a la Tabla No. 13, considerando que para un CBR de 2.02% y 43800 ejes estándar elespesor en CACC es de 127 mm, entonces tenemos:



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AUSCULTAR LTDA. cw CONSORCIODFSARROLLOURBANOEnsayos e Ingeniería

Espesor de la capa de Subbase granular = 68/0.25

Espesor de la capa de Subbase granular = 272mm

Constructivamente es difícil la colocación y nivelación de materiales granulares con un espesor de272mm, por tal motivo el valor del espesor de la subbase granular se redondea a 300 mm.

Convirtiendo los 300 mm de subbase granular a CACC por retrocalculo tenemos:

Factor de conversión para materiales de base y subbase granular = 0.25 para un CBR < 5%

300 x 0.25 = 75mm de CACC

Entonces de los 127mm de CACC iníciales, nos quedan para colocar como base granular:

127 -75 = 52 mm de CACC

y para la base granular tenemos:

Espesor de la capa de base granular =52/0.40

Espesor de la capa de base granular =130mm

ALTERNATIVA 460m

40m

IN EN CONCRETO

CAMA EN ARENA

130m BASE GRANULAR

SUBBASE GRANULAR

TOTAL 530mm

Figura No. 17 Alternativa de Estructura 4. Base y subbase granular sin mejoramiento.



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