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ESTUDIO GEOTÉCNICO PRELIMINAR ZONA DE EQUIPAMIENTO No.1 LOTE 5A – BOSA

EL RECREO

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CIALIZADAS EN INGENIERÍA S.A.S.

ESTUDIO GEOTÉCNICO PRELIMINAR, ZONA DE

EQUIPAMIENTO No. 1 LOTE 5A – BOSA EL RECREO

Documento No. D-P - 450 -16

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HOJA DE CONTROL

REVISIÓN Y APROBACIÓN

Nombre / Cargo Fecha Firma

ELABORÓ: Jorge A. Pineda J.

Ingeniero Especialista Diciembre de 2017

REVISÓ Y APROBÓ Sherley Larrañaga R.

Director Técnico Diciembre de 2017

CONTROL DE CAMBIOS

Versión No. Fecha Descripción Cambio

01 Septiembre de 2017 Informe Definitivo para Revisión del Cliente

02 Octubre 2017 Informe Definitivo en Segunda Versión

03 Diciembre de 2017 Informe Definitivo – Versión Final

CONTROL DE DISTRIBUCIÓN DE COPIAS

DISTRIBUIDO A:

Ejemplar No. Fecha Nombre y Cargo ENTIDAD

1 Septiembre de 2017 Enrique Chaqués García Currie & Brown México

2 Octubre de 2017 Enrique Chaqués García Currie & Brown México

3 Diciembre 2017 Enrique Chaqués García

Úrsula Rojas Martínez Currie & Brown México

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Página 2 de 44 INFORME EN TERCERA VERSIÓN

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TABLA DE CONTENIDO

1 GENERALIDADES ..................................................................................................................................... 6

1.1 INTRODUCCIÓN .............................................................................................................................. 6 1.2 LOCALIZACIÓN Y DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO ...................................................................... 6

1.2.1 LOCALIZACIÓN DEL SITIO DEL PROYECTO ............................................................................ 6 1.2.2 DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO ................................................................................................ 7

1.3 ALCANCE DE LOS TRABAJOS ....................................................................................................... 8

1.3.1 ALCANCE GENERAL ................................................................................................................... 8 1.3.2 ALCANCES ESPECÍFICOS .......................................................................................................... 8

1.4 RECOPILACIÓN Y ANÁLISIS DE INFORMACIÓN EXISTENTE ..................................................... 9 1.5 DESCRIPCIÓN DEL INFORME ........................................................................................................ 9

2. CARACTERÍSTICAS GEOLÓGICAS, GEOMORFOLÓGICAS E HIDROLÓGICAS DEL SITIO DEL PROYECTO. ..................................................................................................................................................... 10

2.1. GEOLOGÍA Y GEOMORFOLOGÍA ....................................................................................................... 10 2.2. CARACTERÍSTICAS HIDROLÓGICAS Y CLIMÁTICAS LOCALES ..................................................... 12 1.6 USO DEL SUELO ........................................................................................................................... 12

2 EXPLORACIÓN DEL SUBSUELO ........................................................................................................... 13

2.1 ALCANCE DE LAS ACTIVIDADES ................................................................................................. 13 2.2 PROGRAMA DE EXPLORACIÓN DEL SUBSUELO ...................................................................... 13 2.3 DESCRIPCIÓN DEL PERFIL ESTRATIGRÁFICO.......................................................................... 15 2.4 ENSAYOS DE CAMPO Y LABORATORIO ..................................................................................... 16 2.5 EXPLORACIÓN CON HERRAMIENTAS GEOFÍSICAS ................................................................. 16 2.6 DETERMINACIÓN DE PERFIL PROMEDIO .................................................................................. 20

3 ESTABILIDAD GENERAL DE LA ZONA DEL PROYECTO .................................................................... 23

3.1 NIVELES DE AGUA LIBRE ............................................................................................................. 24 3.2 SISMICIDAD ................................................................................................................................... 24

4 ASPECTOS GEOTÉCNICOS RELACIONADOS CON EL APROVECHAMIENTO DEL PREDIO .......... 26

4.1 SISTEMA DE CIMENTACIÓN PARA EDIFICACIONES DE BAJA Y MEDIA COMPLEJDAD ........ 26 4.2 CALCULO DE EMPUJES LATERALES DE TIERRA PARA ESTRUCTURAS ENTERRADAS ...... 33

5 AMENAZA POR FENÓMENOS NATURALES Y ANALISIS DE RIESGOS ............................................. 34

5.1 RIESGO POR INUNDACIÓN .......................................................................................................... 34

6 ALCANCES DEL ESTUDIO GEOTÉCNICO DEFINITIVO ....................................................................... 40

6.1 DEFINICIÓN DE ESTUDIO GEOTÉCNICO DEFINITIVO ............................................................... 40 6.2 ALCANCES DE LA EXPLORACIÓN DEL SUBSUELO DEL ESTUDIO GEOTÉCNICO DEFINITIVO 41 6.3 ALCANCES DE LOS ANÁLISIS GEOTÉCNICOS DEL ESTUDIO GEOTÉCNICO DEFINITIVO ... 41

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7 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ........................................................................................... 41

7.1. CAPACIDAD PORTANTE / CAPACIDAD DE CARGA DE CIMIENTOS SUPERFICIALES Y PROFUNDOS............................................................................................................................................... 41 7.2. ESTRATIGRAFÍA Y ESTABILIDAD GEOTÉCNICA GENERAL DEL PREDIO ..................................... 43 7.3 RECOMENDACIONES PARA LA MITIGACIÓN DEL RIESGO POR INUNDACIÓN ...................... 43 7.4 OTRAS RECOMENDACIONES ...................................................................................................... 44

8 LIMITACIONES ........................................................................................................................................ 44

LISTA DE FIGURAS

Figura 1. Localización general del proyecto. (a) A nivel nacional. (b) A nivel local ................................... 7 Figura 2. Localización detallada del lote del proyecto. (a) A nivel municipal. (b) A nivel local. (Tomado de google earth, 2017) ........................................................................................................................................................ 7 Figura 3. Ubicación geológica de la zona de estudio en la localidad de Bosa, Bogota D.C. (Tomado del IDIGER y del mapa geológico de la ciudad de Bogotá INGEOMINAS 1997). ............................................. 11 Figura 4. Ubicación del predio, según uso del suelo especifico, (Tomado de Concepto Jurídico Urbanístico predio Bosa, 2017). .................................................................................................................... 13 Figura 5. Ejecución de un Sondeo. ............................................................................................................... 14 Figura 6. Realización del ensayo SPT. .......................................................................................................... 14 Figura 7. Localización de los sondeos en el área de estudio. .................................................................... 15 Figura 8. Localización de los ensayos geofísicos en el predio. ........................................................................ 17 Figura 9. Realización del ensayo MASW. ......................................................................................................... 18 Figura 10. Izquierda: registro obtenido del ensayo MASW. Centro: registro resultado del paso de un filtro Butterworth paso alto de 6Hz (pendiente 18dB/Oct) sobre el registro inicial. Derecha registro resultado del paso de un filtro Butterworth paso alto de 10Hz (pendiente 10dB/Oct) sobre el registro inicial. ..... 18 Figura 11. Transformada de Fourier por ventanas aplicadas a un registro de microtremores medio durante el ensayo MASW. .............................................................................................................................. 19 Figura 12. Comparación de los modelos de velocidad de onda P y S obtenidos con los métodos de ondas superficiales. ................................................................................................................................................... 20 Figura 13. Valores de algunas propiedades encontradas en los ensayos de campo con relación a la profundidad. .................................................................................................................................................... 21 Figura 14. Valores de algunas propiedades encontradas en los ensayos de laboratorio con relación a la profundidad. .................................................................................................................................................... 22 Figura 15. Lote objeto de estudio, se observa que es una zona plana, clasificada como llanura de inundación. .......................................................................................................................................................................... 23 Figura 16. Visualización de materiales de relleno antrópico y basura en la zona de estudio. .......................... 24 Figura 17. Zonificación sísmica en el área de estudio. Aluvial 200 (Decreto 523 de 2010) .............................. 25 Figura 18. Zonificación Geotécnica (IDIGER) en el área de estudio. Llanura B (Decreto 523 de 2010) .......... 26 Figura 19. Variación de módulo de elasticidad (E), N de campo y Angulo de resistencia (phi) con la profundidad para cada uno de los sondeos. Nota: La información se presenta hasta las profundidades en las cuales se realizó el ensayo. .............................................................................................................................................. 27 Figura 20. Nomogramas de análisis geotécnico para el escenario 1. .............................................................. 30 Figura 21. Capacidad portante admisible estimada para cada uno de los sondeos ejecutados en este estudio, en el predio Llanogrande. ................................................................................................................................. 30

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Figura 22. Nomogramas de análisis geotécnico para el escenario 3. .............................................................. 31 Figura 23. Nomogramas de análisis geotécnico para el escenario 4. .............................................................. 31 Figura 24. Capacidad portante admisible estimada para cada uno de los sondeos ejecutados en este estudio, en el predio Llanogrande. ................................................................................................................................. 31 Figura 25. Nomogramas de análisis geotécnico para el escenario 5. .............................................................. 32 Figura 26. Nomogramas de análisis geotécnico para el escenario 6. .............................................................. 32 Figura 27. Capacidad portante admisible estimada para cada uno de los sondeos ejecutados en este estudio, en el predio Llanogrande. ................................................................................................................................. 32 Figura 28. Diagrama de Presión lateral de Tierras, para predio BOSA-EL RECREO ...................................... 34 Figura 29. Diagrama de Flujo de metodología propuesta. Tomado de Determinación de zonas de Riesgo por Inundación y Avenidas Torrenciales. ..................................................................................................... 35 Figura 30. Mapa de zonificación de amenazas por inundación. Fuente IDIGER. ...................................... 36 Figura 31. Curva de vulnerabilidad para estimar los daños directos por inundación y por asistencia médica. Tomado de Determinación de zonas de Riesgo por Inundación y Avenidas Torrenciales. ...... 37 Figura 32. Esquema General de cimentaciones superficiales (ZAPATAS AISLADAS) (A) y cimentaciones profundas (PILOTES) (B). ............................................................................................................................... 42

LISTA DE TABLAS Tabla 1. Sondeos Ejecutados en el Predio. ...................................................................................................... 14 Tabla 2. Perfil Estratigráfico Promedio ............................................................................................................. 15 Tabla 3. Normatividad de ensayos de laboratorio. ............................................................................................ 16 Tabla 4. Coordenadas de ubicación de los ensayos ................................................................................... 17 Tabla 5. Parámetros de adquisición de los registros para el ensayo SPAC ............................................. 19 Tabla 6. Parámetros mecánicos de cada material encontrado ................................................................... 21 Tabla 7. Parámetros Geosísmicos (Decreto 523 de 2010) ............................................................................... 25 Tabla 8. Propiedades Geomecánicas de los materiales. .................................................................................. 27 Tabla 9. Resultados de Phi y N de campo a partir de las velocidades de onda de los ensayos geofísicos. .......................................................................................................................................................................... 28 Tabla 10. Parámetros de diseño obtenidos a través de Vs desde 13.00m hasta 50.00m ................................ 29 Tabla 11. Escenarios de Análisis de la Capacidad Portante de Cimientos Superficiales Aislados y Placas de Cimentación ...................................................................................................................................................... 29 Tabla 12. Capacidad de carga estimada de pilotes individuales a compresión. ............................................... 33 Tabla 13. Capacidad de carga estimada de pilotes individuales a tracción. ..................................................... 33 Tabla 14. Parámetros del suelo para el cálculo de presión lateral de tierra. ............................................. 33 Tabla 15 Nivel de amenaza según profundidad de lámina de agua. Tomado de Zonificación de inundaciones, movimientos en masa y avenidas torrenciales con fines del ordenamiento territorial en Bogotá, junio 2 de 2017. ................................................................................................................................. 37 Tabla 16. Relación de eventos de inundación obtenido del IDIGER (2017). .................................................... 39 Tabla 17. Capacidad portante obtenida para cimientos superficiales o placas ................................................ 42 ANEXOS

1. Exploración del Subsuelo y Ensayos de Laboratorio

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2. Memorias de cálculo 3. Registro fotográfico

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ESTUDIO GEOTÉCNICO PRELIMINAR, ZONA DE EQUIPAMIENTO No.1 LOTE 5A – BOSA RECREO

1 GENERALIDADES

1.1 INTRODUCCIÓN

Este documento contiene el informe final del Estudio Geotécnico preliminar del predio denominado Lote 5 A – Bosa el Recreo, realizado de acuerdo con la norma NSR-10, como insumo para la estructuración de una alianza público-privada para el desarrollo de un centro hospitalario en el sitio en cuestión. Este informe constituye el producto del contrato de consultoría suscrito entre DICEÍN SAS y CURRIE & BROWN MEXICO, empresa en-cargada de estructurar el proyecto para la Financiera de Desarrollo Nacional. El informe contiene la descripción de las labores de campo ejecutadas enfocadas al reconocimiento de las condiciones generales de estabilidad del predio y las amenazas de origen natural presentes de acuerdo con la resolución 110 de 2014 del Idiger, aspectos fundamentales que forman parte de la aplicabilidad de la Ley 1523 de 2012 para el proyecto de es-tructuración de APP para la construcción del COMPLEJO HOSPITALARIO DE BOSA. El alcance de la explo-ración del subsuelo realizada tuvo como fin de establecer de manera preliminar los parámetros de resistencia y compresibilidad de los materiales que conforman el subsuelo en el sitio del proyecto, se presentan los resul-tados de los ensayos de laboratorio efectuados, y los alcances generales y particulares que debe cumplir el estudio geotécnico definitivo que se desarrolle en el predio para la fase de diseños de detalle.

1.2 LOCALIZACIÓN Y DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO

1.2.1 LOCALIZACIÓN DEL SITIO DEL PROYECTO

El proyecto se encuentra localizado en el área urbana perteneciente a la localidad de Bosa, en la ciudad de Bogotá D.C. El área del lote de estudio comprende 19.074,03 m2, se encuentra ubicado al sur occidente del municipio y las coordenadas geográficas son aproximadamente 4°38'5.36"N y 74°12'22.64"O. En la Figura 1, se presenta la localización general del proyecto, y en la Figura 2 se presenta la localización detallada del lote del proyecto.

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Figura 1. Localización general del proyecto. (a) A nivel nacional. (b) A nivel local

Figura 2. Localización detallada del lote del proyecto. (a) A nivel municipal. (b) A nivel local. (Tomado

de google earth, 2017)

1.2.2 DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO

El proyecto objeto del presente informe consiste en presentar las características del subsuelo del sitio del pro-yecto junto con análisis geotécnicos iniciales a partir de los resultados de las actividades de exploración del

(a) (b)

Zona de Estudio

Bogotá D.C

(a)

)

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subsuelo realizadas, como insumo para la estructuración de los términos y condiciones de una asociación pú-blico-privada (APP) para la realización de un contrato de diseño, construcción y operación de un proyecto de infraestructura hospitalaria que contempla inicialmente la implantación de edificaciones nuevas. En el marco del proceso de estructuración de la APP, este informe contiene un primer acercamiento al entorno geológico-geotécnico del proyecto, mediante labores de exploración y reconocimiento en campo del predio en cuestión y análisis de los resultados en oficina, conducentes a la determinación de las principales características de los materiales presentes en el subsuelo del sitio de futuro desarrollo, la zonificación geotécnica preliminar de los sitios de desarrollo dentro del predio de 2.5 hectáreas destinado para este fin. Al momento de la edición del presente informe, se desconocen el número y altura de las edificaciones que se incluirían en el proyecto, sin embargo, Currie & Brown informó a este consultor la posibilidad de incluir unidades de construcción con categoría de complejidad baja a intermedia (según la NSR-10), buscando el aprovechamiento del lote con el menor movimiento de tierras posible. En este contexto, este informe se edita como un estudio geotécnico preliminar, cuya información debe ser apropiada y analizada adecuadamente en el estudio geotécnico definitivo que se realice una vez se encuentren definidas las características del proyecto final.

1.3 ALCANCE DE LOS TRABAJOS

1.3.1 ALCANCE GENERAL

Como se ha mencionado anteriormente, el alcance general del presente informe consiste en presentar un es-tudio geotécnico preliminar para las instalaciones del proyecto en el marco de un proceso de estructuración de un contrato APP, de acuerdo con las consideraciones generales para este tipo de estudios de acuerdo con el título H de la NSR-10.

1.3.2 ALCANCES ESPECÍFICOS

Los siguientes son los alcances específicos del presente informe, en concordancia con el alcance global:

1. Presentar los resultados del reconocimiento del entorno Geológico y Geotécnico del área donde se realizaron los estudios.

2. Presentar los resultados de la exploración del subsuelo del sitio, realizada mediante sondeos y ensa-yos geofísicos. Durante las actividades de exploración, se realizó el registro detallado de cada uno de los estratos encontrados y la extracción cuidadosa de muestras para caracterizar desde el punto de vista ingenieril los materiales geológicos presentes en el sitio, en el marco de un estudio preliminar.

3. Presentar la determinación del perfil de análisis geotécnico del subsuelo para los sondeos realizados, junto con sus propiedades geomecánicas de resistencia y rigidez y una zonificación geotécnica preli-minar para el uso del subsuelo como material de cimentación, material de construcción y establecer criterios para la excavabilidad del mismo.

4. Definir desde el punto de vista conceptual la naturaleza de los componentes de la solución geotécnica integral del proyecto, con el fin de incluir su obligatoriedad como componente del estudio geotécnico definitivo.

5. Definir las recomendaciones generales y definir los alcances del estudio geotécnico definitivo que de-ben ser cumplidos en el marco de la normatividad vigente.

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1.4 RECOPILACIÓN Y ANÁLISIS DE INFORMACIÓN EXISTENTE

Para la ejecución del presente estudio geotécnico se tuvieron en cuenta diferentes aspectos consignados en la siguiente información existente:

Referencia 01 Normas Colombianas de Diseño y Construcción Sismo Resistente (NSR-10).Asociación Colombiana de Ingeniería Sísmica [Libro]. - 2010. Referencia 02 Normas de Ensayos para Suelos.Instituto Colombiano de Normas Técnicas – ICONTEC [Libro]. - 2002. Referencia 03 Instituto Geografico Agustin Codazzi - IGAC. - 2014. Referencia 04 Sitio web IGAC - www.igac.gov.co // Mapa de Sistema Nacional Catastral. - [s.l.] : Instituto Geográfico Agustín Codazzi - IGAC. Referencia 05 Google Earth. - [s.l.] : Google-Digital Globe, 2014.

1.5 DESCRIPCIÓN DEL INFORME

El presente informe se divide en ocho (8) capítulos, en los cuales se presenta el resultado de las actividades de campo, laboratorio, las particularidades de los análisis geotécnicos realizados, las principales conclusiones y recomendaciones para la solución geotécnica integral del proyecto. A continuación, se presenta una breve reseña sobre el contenido de cada capítulo: En el CAPÍTULO 1, se presentan la introducción al tema con una posterior localización, descripción y alcance del proyecto desarrollado en el informe. En el CAPÍTULO 2, se presentan las características geológicas, geomorfológicas e hidrológicas de la zona del proyecto. En el CAPÍTULO 3, se presenta en detalle el programa de exploración del subsuelo llevado a cabo con el fin establecer las propiedades físicas y mecánicas y el perfil estratigráfico promedio y de análisis geotécnico para el sitio del proyecto. En el CAPÍTULO 0, se presenta el análisis geotécnico de la zona tomando en cuenta como principal aspecto la estabilidad geotécnica de la zona y el riesgo sísmico. De la misma forma, se presenta en detalle la naturaleza de los materiales del predio y su probable aprovechamiento geotécnico. En el CAPÍTULO 5, se presenta el estudio del riesgo por fenómenos naturales del predio en cuestión. En el CAPÍTULO 6, se presentan los alcances que debe cumplir el estudio geotécnico definitivo del predio. En el CAPÍTULO 7, se presentan las conclusiones finales de los análisis realizados y las recomendaciones de acuerdo al tipo de estudio realizado y a su objetivo principal.

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En el CAPÍTULO 8, se presentan las principales limitaciones del estudio geotécnico realizado, en concordancia con las actividades realizadas.

2. CARACTERÍSTICAS GEOLÓGICAS, GEOMORFOLÓGICAS E HIDROLÓGICAS DEL SITIO DEL PROYECTO.

2.1. GEOLOGÍA Y GEOMORFOLOGÍA

La zona de estudio se ubica en la parte sur-occidental del Bogotá, exactamente en la localidad de Bosa, allí según la información que se encuentra tanto en el mapa geológico realizado por el INGEOMINAS en 1997 como en el sistema de información del IDIGER, el predio se ubica sobre una llanura de inundación (Qlla) la cual se compone de los depósitos aluviales más jóvenes de los ríos Bogotá, Tunjuelo y afluentes; constituidos princi-palmente por arcillas y limos. La superficie del terreno es horizontal, y corresponde a una zona de deposición antigua de rellenos antrópicos sobre la terraza baja de la cuenca alta del río Bogotá. En la Figura 3, se presenta el mapa geológico del sitio del proyecto. A pesar de que el IDIGER considera el sitio en cuestión como perte-neciente a una llanura de inundación del río Bogotá, es claro que ningún evento de ése tipo se ha producido recientemente en la zona. Por otra parte, el predio se encuentra localizado en una zona de amenaza baja por fenómenos de remoción en masa.

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Figura 3. Ubicación geológica de la zona de estudio en la localidad de Bosa, Bogota D.C. (Tomado del

IDIGER y del mapa geológico de la ciudad de Bogotá INGEOMINAS 1997). El área que comprende la localidad de Bosa cuenta con pendientes que oscilan entre 3 y 8 grados, la cual le da una configuración netamente plana, levemente inclinada. Dada la configuración geológica que corresponde a la formación del altiplano y la sabana, se encuentran algunos conos aluviales y depósitos coluviales, com-puestos por gravas y arenas, sin embargo, en superficie los suelos están conformados por arcillas y limos poco permeables.

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2.2. CARACTERÍSTICAS HIDROLÓGICAS Y CLIMÁTICAS LOCALES La hidrografía de la localidad se encuentra principalmente conformado por las cuencas bajas del río Tunjuelo, el río Tintal, y el río Bogotá, así como por un sistema de humedales (las Chucuas). La cuenca del río Tunjuelo se caracteriza por regímenes de alta pluviosidad que producen grandes crecientes; por su parte la cuenca del río Tintal, se ubica entre los ríos Fucha y Tunjuelo esta recibe las aguas de las urbanizaciones ubicadas en esta zona; por su parte los humedales se ubican en la parte más baja que permanecen inundadas, actualmente la localidad cuenta con dos humedales, el Tibaníca y el humedal la Isla. Las temperaturas de la localidad registran un promedio anual de 13.5° y 14.6° centígrados según las estaciones de monitoreo de calidad del aire denominadas Kennedy, Cazucá y Sony localizadas en la periferia de Bosa, adicionalmente se registraron unas temperaturas mínimas de hasta 9.6°C y máximas de 19.9°C. Para las precipitaciones se cuenta con la información de los registros históricos de la red de monitoreo de la calidad del aire de Bogotá RMCAB donde se tiene que desde el año 1999 una oscilación de los niveles de precipitación con un leve aumento para la ciudad en 2012 de 711.9mm. Específicamente para la localidad de Bosa se tiene una precipitación acumulada que oscila entre 623 y 704 mm respectivamente, lo que la cataloga como una de las zonas más secas de la ciudad.

1.6 USO DEL SUELO

Según el plan de ordenamiento territorial POT, reglamentado mediante el decreto 619 de 2000 la localidad de Bosa tiene en general dos tipologías de suelo en su área, 1930 Ha aproximadamente de suelo urbano y 462 de Expansión urbana, anteriormente catalogado como suelo Rural. Adicionalmente cuenta con ciertas zonas de protección compuestas por las rondas y zonas de manejo y preservación ambiental de los ríos Bogotá y Tun-juelo, los humedales que se ubican en la localidad y canales principalmente. Específicamente el predio donde se realizaron los estudios se ubica en la zona con uso del suelo de Expansión urbana, en el marco del plan parcial denominado “FINCA EL RECREO LOTE 3 Y VILLAS DE VIZCAYA”. Actualmente, en inmediaciones del sitio del proyecto, se encuentran desarrolladas áreas urbanas con edifica-ciones de vivienda de hasta dos plantas, un colegio y las vías se encuentran pavimentadas.

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Figura 4. Ubicación del predio, según uso del suelo especifico, (Tomado de Concepto Jurídico Urbanís-tico predio Bosa, 2017).

2 EXPLORACIÓN DEL SUBSUELO

2.1 ALCANCE DE LAS ACTIVIDADES

Debido a que el alcance de este estudio se enmarca en la definición de un “Estudio geotécnico preliminar”, el cual, de acuerdo con H.2.2.1 del Título H de la NSR-10, “constituye el conjunto de actividades necesarias para aproximarse a las características geotécnicas del terreno con el fin de establecer las condiciones que limitan su aprovechamiento, los problemas potenciales que puedan presentarse y los criterios geotécnicos y parámetros generales para la elaboración de un proyecto”, el número de sondeos implementado corresponde principal-mente al reconocimiento de las áreas aprovechables del predio en cuestión. A continuación, se presentan las particularidades del número, profundidad y localización de los sondeos, así como las actividades de reconoci-miento de campo.

2.2 PROGRAMA DE EXPLORACIÓN DEL SUBSUELO

El programa de exploración del presente estudio, está sujeto a las observaciones de la NSR – 10 Titulo H, Capítulo H3. Sin embargo, cabe resaltar que dada la condición del tipo de estudio que se efectuó, la exploración del subsuelo se basó en realizar lo suficiente para poder realizar una correcta caracterización del subsuelo y de posibles amenazas de origen geológico. En la exploración se ejecutaron catorce (14) sondeos con profundidades que varían de 9.10m hasta 13.05m, bajo la superficie actual del terreno en los sitios de interés del proyecto, cumpliendo los criterios del Título H de

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la NSR-10. Durante su ejecución, se tomaron muestras tipo alterado, obtenidas mediante toma de muestras de cuchara partida SPLIT SPOON. Cada muestra fue clasificada visualmente en campo, rotulada y adecuada-mente empacada para su transporte al laboratorio. De los sondeos realizados se elaboró un registro de campo, en el cual se consignó la información relacionada con el tipo y profundidad de cada muestra, descripción visual de los materiales, profundidad a la cual se muestrea y resultados de los ensayos de campo efectuados.

Tabla 1. Sondeos Ejecutados en el Predio.

NÚMERO DEL SONDEO (ESTE

ESTUDIO)

PROFUNDIDAD ALCANZADA

(m)

COORDENADAS

Nivel de aguas subterrá-neas (m)

N W

S1 10.00 4°38'3.83" 74°12'20.67" No se encontró

S2 10.10 4°38'3.35" 74°12'21.83" No se encontró

S3 10.20 4°38'2.92" 74°12'23.12" No se encontró

S4 9.10 4°38'4.28" 74°12'23.87" No se encontró

S5 10.35 4°38'4.27" 74°12'22.26" No se encontró

S6 11.65 4°38'5.48" 74°12'20.96" No se encontró

S7 12.10 4°38'5.48" 74°12'24.27" No se encontró

S8 12.40 4°38'5.36" 74°12'22.64" No se encontró

S9 10.10 4°38'6.76" 74°12'21.07" No se encontró

S10 11.05 4°38'6.37" 74°12'24.35" No se encontró

S11 12.65 4°38'6.42" 74°12'22.58" No se encontró

S12 13.05 4°38'7.86" 74°12'21.74" No se encontró

S13 12.15 4°38'8.65" 74°12'22.39" No se encontró

S14 9.10 4°38'8.02" 74°12'23.53" No se encontró

Figura 5. Ejecución de un Sondeo.

Figura 6. Realización del ensayo SPT.

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Figura 7. Localización de los sondeos en el área de estudio.

2.3 DESCRIPCIÓN DEL PERFIL ESTRATIGRÁFICO

A partir de la descripción visual y los ensayos de campo, se procedió a elaborar el registro definitivo de los sondeos, en el cual se consigna la variación de las propiedades del subsuelo con la profundidad. En el anexo 1, se encuentran los registros definitivos de las perforaciones ejecutadas y su respectivo registro fotográfico en el anexo 3. El perfil estratigráfico promedio de la zona de estudio se encuentra en la Tabla 2, elaborado a partir de los sondeos de exploración directa realizados en el predio.

Tabla 2. Perfil Estratigráfico Promedio

MATERIAL No PROFUNDIDAD (m) DESCRIPCIÓN

Material #1 0.00 – (1.50/2.50) Relleno de material antrópico, compuesto por desechos de construcción y basura.

Material #2 (1.50/2.50)– (4.00/5.00) Arcilla algo limosa de color café claro, vetas de oxida-ción y consistencia media a firme (CL)

Material #3 (4.00/5.00) – (13.05m) Arcilla limosa de color verde con vetas de oxidación, y presencia de intercalaciones de arena fina gris (CH).

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2.4 ENSAYOS DE CAMPO Y LABORATORIO

Sobre las muestras obtenidas durante la ejecución de las perforaciones, se llevó a cabo un programa de ensa-yos de laboratorio, con el fin de clasificar los materiales desde el punto de vista ingenieril y obtener estimativos de las propiedades mecánicas de cada uno de los estratos que conforman el subsuelo en el sitio del proyecto. El programa de ensayos de laboratorio incluyó Clasificación de suelos, Límites de consistencia, Humedad Na-tural, Compresión Inconfinada, Peso Específico, Peso Unitario, Granulometría por Tamizado y Penetración Es-tándar (SPT) y Consolidación Unidimensional. Dichos ensayos se llevaron a cabo teniendo en cuenta las si-guiente normatividad (según ICONTEC, ver Tabla 3):

Tabla 3. Normatividad de ensayos de laboratorio.

NORMA DESCRIPCIÓN

NTC 1504 Clasificación del suelo para propósitos de Ingeniería.

NTC 4630 Método de ensayo para la determinación del límite líquido, lí-mite plástico y del índice de plasticidad de los suelos cohesi-vos.

NTC 1495 Ensayo para determinar el contenido de humedad

INV E-128 Peso específico de sólidos

INV E-142 Densidades / Peso unitario total

NTC 1522 Granulometría y contenido de finos Tamiz 200

NTC 1967 Ensayo para determinar las propiedades de Consolidación Unidimensional

ASTM D-1586-11 Standard Test Method for Standard Penetration Test (SPT) and Split-Barrel Sampling of Soils

De acuerdo con los ensayos de caracterización e identificación se identificaron los materiales presentes en el subsuelo, que se resumen en la Tabla 2.

2.5 EXPLORACIÓN CON HERRAMIENTAS GEOFÍSICAS

De manera complementaria a la exploración directa, se realizó una exploración geofísica en el predio con el fin de establecer la variación del perfil estratigráfico del suelo por medio de la velocidad de ondas P y S para profundidades mayores a los 13.50m, la máxima alcanzada con la exploración directa. Para llevar a cabo este proceso se realizaron dos ensayos en la zona de estudio:

- Ensayo de medición de microtremores con un arreglo espacial de sensores siguiendo la metodología SPAC con una apertura máxima de 24.00m.

- Ensayo MASW con una línea de 69.00m de longitud para la estimación de los perfiles de velocidad de onda P y S.

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A continuación, en la Tabla 4, se presenta la tabla y figura con las coordenadas y ubicación espacial de los ensayos respectivamente.

Tabla 4. Coordenadas de ubicación de los ensayos

Figura 8. Localización de los ensayos geofísicos en el predio.

Para la línea sísmica del ensayo MASW, se realizó la adecuación del terreno para mejorar las condiciones de contacto entre la placa del golpe y el terreno y para la implantación de los geófonos, se hace necesario men-cionar que el material en algunas zonas de estudio es bastante suelto, por lo cual ocasiona una rápida atenua-ción de las ondas sísmicas generadas. En la Figura 10 se presenta el registro sísmico obtenido de uno de los golpes realizados para la ejecución del ensayo.

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Figura 9. Realización del ensayo MASW.

Figura 10. Izquierda: registro obtenido del ensayo MASW. Centro: registro resultado del paso de un filtro Butterworth paso alto de 6Hz (pendiente 18dB/Oct) sobre el registro inicial. Derecha registro resultado del paso de un filtro Butterworth paso alto de 10Hz (pendiente 10dB/Oct) sobre el registro inicial.

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Figura 11. Transformada de Fourier por ventanas aplicadas a un registro de microtremores medio du-rante el ensayo MASW. Al realizar todos los procedimientos de filtrado, se encuentra que las frecuencias restantes del ruido tienen una mayor amplitud a la de la señal generada, por lo que no es posible obtener la curva de dispersión adecuada para la inversión. Es por esto que se procede a realizar el ensayo de microtremores tipo SPAC. Para este ensayo se emplearon los parámetros de adquisición presentados en la Tabla 5.

Tabla 5. Parámetros de adquisición de los registros para el ensayo SPAC

El arreglo se realizó con cuatro triángulos de 24.00m, 12.00m, 6.00m y 3.00m. Para la medición de la curva de dispersión se realizaron suposiciones hechas sobre el campo de desplazamien-tos por microtremores (Aki, 1957). La inversión del perfil se realiza tomando como límites de velocidad de onda P entre 500m/s y 2000m/s, suponiendo una relación de poisson para los materiales entre 0.38 y 0.48, velocida-des de onda S entre 50m/s y 400m/s y una densidad promedio para todo el perfil de 15KN/m2.

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Figura 12. Comparación de los modelos de velocidad de onda P y S obtenidos con los métodos de ondas superficiales. De acuerdo a las velocidades de onda de la Figura 12, se observa una capa con un espesor aproximado de 2.00m a 3.00m, de muy baja velocidad, que puede asociarse al relleno antrópico. Seguido a esta capa, se presenta un estrato de velocidad de onda S cercana a los 200m/s de espesor entre 4.00m y 5.00m; este material puede corresponder a una arcilla sobreconsolidada o a un material con tamaño predominante tipo arena, de compacidad media. La característica más importante de este perfil se presenta alrededor de los 8.00m a 9.00m de profundidad donde se presenta una caída de velocidad de onda S pasando a velocidades de 200 m/s velo-cidad des cercanas a 100m/s Si bien se presentan pequeñas variaciones en el perfil de velocidades que pueden corresponder a intercalacio-nes con los materiales, el perfil presenta como tendencia general una velocidad cercana a los 100m/s hasta una profundidad de 10.00m a 45.00m de profundidad de la cual se presenta un cambio importante de impedan-cia pasando de una velocidad de onda S promedio de 100 m/s a una velocidad de 300 m/s.

2.6 DETERMINACIÓN DE PERFIL PROMEDIO

De acuerdo a los ensayos de campo (SPT y Geofísica) se ha determinado un perfil promedio con unas propie-dades mecánicas para cada uno de los estratos encontrado en el sitio, en tabla 6 se presenta el resumen de este análisis, adicional a esto en la gráfica 15 y 16, se muestran los resultados de laboratorio y de campo para ciertas propiedades con relación a la profundidad.

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Tabla 6. Parámetros mecánicos de cada material encontrado

MATERIAL PROFUNDIDAD (m) N campo Phi Equiv (°) γT (KN/m3) E (kPa)

Material #1 0.00 – (1.50/2.50) - - - -

Material #2 (1.50/2.50)– (4.00/5.00) 8 25 18 8236

Material #3 (4.00/5.00) – (13.05m) 12 27 20 10944

Figura 13. Valores de algunas propiedades encontradas en los ensayos de campo con relación a la

profundidad.

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Figura 14. Valores de algunas propiedades encontradas en los ensayos de laboratorio con relación a la profundidad.

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Las variables relacionadas en la Figura 16, corresponden a los ensayos de caracterización humedad natural (WN), limite plástico (WP) y liquido (WL), Peso unitario (PU), Valor de N de campo dado por SPT, Compresión inconfinada (CI), con las cuales al complementarse con los ensayos de campo se logra establecer el perfil promedio mostrado en la tabla 6. Se observa, principalmente, que las propiedades índices tienen leves varia-ciones con la profundidad hasta el límite de la exploración directa realizada. GEOTECNIA

3 ESTABILIDAD GENERAL DE LA ZONA DEL PROYECTO

En el momento de efectuar los trabajos de campo, se observó que en cuanto a fenómenos de remoción en masa es una zona estable de amenaza baja, dado que no se encuentran grandes pendientes en esta ubicación. Dados los grandes volúmenes de relleno encontrados en el predio se puede deducir que no ha habido un control en la disposición de residuos en la zona, puesto que estos están compuestos en su mayoría por desechos de construcción y basuras, sin embargo, para establecer el impacto real que este aspecto tiene en la solución geotécnica del proyecto definitivo que se construya, será necesario realizar estudios más detallados de carácter definitivo. De acuerdo a la información recolectada de la página del IDIGER, donde se encuentra que el predio está en una zona geotécnica denominada como llanura de inundación (ver Figura 15) este lote podría estar expuesto a un evento de inundación por el desborde de alguno de los ríos que conforman las cuencas cercanas al proyecto, sin embargo, para establecer esto con mayor precisión, es necesario realizar estudios hidrológicos completos sobre la zona en el proyecto definitivo. En este informe, se presenta una estimación inicial del riesgo por inun-dación del predio, en el capítulo 5, como insumo inicial para la estructuración del proyecto. Sin embargo, nue-vamente se menciona que no han existido eventos recientes de inundación en el sitio en cuestión dentro del período de retorno de estos eventos para la ciudad de Bogotá, el cual se contempla por el IDIGER en 50 años.

Figura 15. Lote objeto de estudio, se observa que es una zona plana, clasificada como llanura de inun-dación.

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Figura 16. Visualización de materiales de relleno antrópico y basura en la zona de estudio.

3.1 NIVELES DE AGUA LIBRE

De acuerdo con los sondeos realizados, no se encontró el nivel freático hasta la profundidad explorada en ninguno de los sondeos realizados, tal y como se menciona en la Tabla 1 de este documento. Es importante mencionar que el nivel de agua libre, o nivel freático, es variable en el tiempo y para la época de realización de los trabajos de exploración (agosto de 2017), la zona se encontraba en época de verano. No obstante, lo ante-rior, dada la baja permeabilidad de las arcillas identificadas en el predio, es posible que no se presenten varia-ciones significativas de esta condición, sin embargo, es importante y fundamental la reconfirmación de esta condición durante las exploraciones asociadas al estudio geotécnico definitivo.

3.2 SISMICIDAD

De acuerdo con el Decreto 523 de diciembre 16 de 2010, de la Alcaldía Mayor de Bogotá y el sistema para la gestión de riesgos y atención de emergencias SIRE, el predio se encuentra ubicado en la zona de respuesta sísmica Aluvial 200 mostrado en la Figura 17, que corresponde al perfil de suelo aluvial duro: Arcillas limosas o arenas arcillosos o limos arenosos, en algunos sectores se encuentran lentes de arenas limpias. Para efectos de pre-diseño estructural, se recomienda la utilización de los coeficientes y curvas para el diseño de edificaciones de acuerdo con la ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia..

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Figura 17. Zonificación sísmica en el área de estudio. Aluvial 200 (Decreto 523 de 2010)

Parámetro

Microzonificación sísmica de Bogotá Aluvial 200

Zona de Amenaza Sísmica Intermedia

Aceleración horizontal pico efectiva del terreno en superficie (A0g)

0.18

Aceleración horizontal pico efectiva de diseño (Aa) 0.15

Aceleración Nominal (Av) 0.20

Periodo Corto (Tc) 1.87

Periodo Largo (TL) 3.50

Factor de Amplificación de la aceleración (Fa) 1.20

Factor de Amplificación de la Aceleración en el rango de veloci-dades constantes (Fv)

3.50

Tabla 7. Parámetros Geosísmicos (Decreto 523 de 2010)

El predio se encuentra ubicado en la zona geotécnica Llanura B mostrado en la Figura 18, que contiene lentes de arenas sueltas y arcillas arenosas duras, suelos de “moderada” capacidad portante, compresibles, suscep-tibles a licuación en las capas arenosas.

“Predio Bosa”

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Figura 18. Zonificación Geotécnica (IDIGER) en el área de estudio. Llanura B (Decreto 523 de 2010)

4 ASPECTOS GEOTÉCNICOS RELACIONADOS CON EL APROVECHAMIENTO DEL PRE-DIO

Con base en los trabajos campo y laboratorio, análisis de la información existente e investigación del subsuelo, se procedió a establecer los diferentes aspectos de índole geotécnica relacionados con el aprovechamiento del predio para el proyecto que se pretende realizar. A continuación, se presentan las particularidades de los aná-lisis geotécnicos de estabilidad y deformación realizados. En el anexo 2 del presente informe, se encuentran las memorias de cálculo de los análisis geotécnicos realizados, presentados a continuación.

4.1 SISTEMA DE CIMENTACIÓN PARA EDIFICACIONES DE BAJA Y MEDIA COMPLEJIDAD

De acuerdo con la información presentada en el Capítulo 3.6, los parámetros de resistencia y rigidez del suelo de fundación, se presentan a continuación en la Tabla 8. Estos parámetros se obtuvieron a partir de los resul-tados de los ensayos de campo y laboratorio efectuados.

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Tabla 8. Propiedades Geomecánicas de los materiales.

MATERIAL DESCRIPCIÓN MATERIAL

Número pro-medio de gol-

pes del en-sayo SPT, co-rregido (N60)

Ángulo de Re-sistencia (gra-dos) (Modelo

Möhr-Coulomb)

Módulo de Elasticidad –

E (kPa)

Cohesión C` (kPa)

1 Relleno antrópico (0.00m – 2.50m)

- - - -

2

Arcilla de color café claro

(2.50m – 5.00m)

8 25 8236 10

3

Arcilla de color verde, con intercalaciones de arena

fina de color gris (5.00m-13.05m)

12 27 10944 15

Figura 19. Variación de módulo de elasticidad (E), N de campo y Angulo de resistencia (phi) con la pro-fundidad para cada uno de los sondeos. Nota: La información se presenta hasta las profundidades en

las cuales se realizó el ensayo.

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De acuerdo con los parámetros presentes en la Tabla 8, una de las alternativas más plausibles de los sistemas de cimentación para edificaciones de complejidad baja corresponde a una alternativa superficial, para asenta-mientos totales limitados inicialmente de 2.54 cm (1 pulgada). Las profundidades de apoyo de cimientos aisla-dos, en las condiciones actuales del predio, se estiman en promedio a 2.50m de acuerdo con la disposición del relleno antrópico identificado. Sin embargo, estas profundidades deben ser corroboradas en el estudio geotéc-nico definitivo de acuerdo a las profundidades del relleno antrópico encontrado en el predio y al diseño arqui-tectónico definitivo. También es posible implementar alternativas de cimentación mediante placas debajo de los edificios. Los resultados de las alternativas de cimentación mencionadas se presentan en términos de nomo-gramas de diseño. Para el caso de edificaciones de complejidad intermedia, se plantea la alternativa de cimientos profundos por medio de pilotes pre excavados hasta una profundidad variable entre 20 y 35 metros de acuerdo a las condi-ciones del suelo en la zona, para la obtención de los parámetros de diseño a partir de los 13.00m se estimaron a partir de correlaciones empíricas con la velocidad de onda cortante Vs obtenida por medio de los ensayos geofísicos realizados en campo, sin embargo estos de deben corroborar en el estudio geotécnico definitivo.

Tabla 9. Resultados de Phi y N de campo a partir de las velocidades de onda de los ensayos geofísi-cos.

RESULTADOS ENSAYOS GEOFISICOS

Desde (m) Hasta (m) Espesor (m) Vs(m/s) N campo Phi equiva.

0,00 2,50 2,50 80,00 1 18,54

2,50 6,00 3,50 200,00 12 26,18

6,00 9,00 3,00 120,00 3 18,54

9,00 19,00 10,00 100,00 2 15,00

19,00 23,00 4,00 160,00 6 20,00

23,00 31,00 8,00 100,00 2 15,00

31,00 39,00 8,00 140,00 4 18,54

39,00 46,00 7,00 120,00 3 15,00

46,00 51,00 5,00 100,00 2 15,00

51,00 56,00 5,00 320,00 45 25,61

56,00 -

De acuerdo a lo observado en estos ensayos y con las correlaciones, se toma un tipo de suelo más blando a partir de los 13.00 m hasta una profundidad de 50.00m donde se observa un aumento significativo en los golpes y la velocidad de onda.

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Tabla 10. Parámetros de diseño obtenidos a través de Vs desde 13.00m hasta 50.00m

Material Número promedio de

golpes del ensayo SPT, corregido (N60)

Ángulo de Resistencia (grados) (Modelo Möhr-Coulomb)

Módulo de Elasticidad –E (kPa)

1 (13.00m – 50.00m) 7 18 4000

2(50.00m – 56.00m) 9 26 9000

En la Tabla 11, se presentan los diferentes escenarios analizados para sistemas de cimentación superficiales aislados y placas de cimentación en este estudio, considerando en los escenarios 1 y 4 la profundidad actual del relleno antrópico y en los demás escenarios analizados una variación de la localización de ése material en el modelo de análisis.

Tabla 11. Escenarios de Análisis de la Capacidad Portante de Cimientos Superficiales Aislados y Pla-cas de Cimentación

Escenario No. Profundidad de Apoyo (m) Geometría Cimiento Observaciones

1 2.50 Aislado Cuadrado

(B/L=1)

Condición actual conside-rando la presencia del re-

lleno antrópico.


(B/L=1)

Condición de análisis re-moviendo parte del relleno

antrópico.


(B/L=1)

Condición de análisis re-moviendo parte del relleno

antrópico

4 2.50 Placa Cuadrada (B/L=1) Condición actual conside-rando la presencia del re-

lleno antrópico

5 1.50 Placa Cuadrada (B/L=1) Condición de análisis re-

moviendo parte del relleno antrópico

6 1.00 Placa Cuadrada (B/L=1) Condición de análisis re-

moviendo parte del relleno antrópico

El análisis de estabilidad de cimientos superficiales empleó la teoría de capacidad portante de Terzaghi (1943), basada en el análisis por equilibrio límite en el cual se idealiza el suelo de fundación como un sólido de com-portamiento rígido-plástico perfecto. La ecuación fundamental de Terzaghi, se corrigió empleando los factores de capacidad de carga por forma del cimiento (Hansen y Meyerhoff, 1972), por compresibilidad del suelo de fundación (Vesic, 1976); empleando modelos bicapa mediante la metodología propuesta por Brown y Meyerhoff, para el caso de material bi-capa, para condiciones drenadas de los materiales. Los análisis de deformación se llevaron a cabo con base en la teoría de la elasticidad, en función de los módulos de deformación, considerando una disminución progresiva de los esfuerzos de contacto con la profundidad.

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En las figuras 18 a 22, se pueden encontrar los resultados que contienen los análisis geotécnicos de los cimien-tos aislados y las placas de cimentación en términos de presiones de contacto admisibles para asentamientos de 1 pulgada (2.54cm).

Figura 20. Nomogramas de análisis geotécnico para el escenario 1.


CRITERIO PARA EL DISEÑO (dmax = 2.5, FS=3) 2.5

Ancho de Base - B(m) 1 1.4 1.8 2.2 2.6 3.0

DP (diseño) T/m2 37.53 37.30 37.20 29.17 20.95 16.03

Asentamiento Elástico Admisible (cm)

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50

PR

ES

ION

D

E C

ON

TA

CT

O (to

n/m

²)

ANCHO B (m)

CARTA DE DISEÑO PARA CIMIENTOS SUPERFICIALES

Asentamiento=0.2 cm Asentamiento=0.4 cm Asentamiento=1 cm

Asentamiento=1.5 cm Asentamiento=2 cm Asentamiento=2.5 cm

Asentamiento=3 cm Asentamiento=3.5 cm Asentamiento Elástico Admisible (cm)2.5 cm


Ancho de Base - B(m) 1 1.4 1.8 2.2 2.6 3.0

DP (diseño) T/m2 37.53 37.30 37.20 29.17 20.95 16.03


0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50

PR

ES

ION

D

E C

ON

TA

CT

O (to

n/m

²)

ANCHO B (m)





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Ancho de Base - B(m) 1 1.4 1.8 2.2 2.6 3.0

DP (diseño) T/m2 16.51 16.34 16.61 17.08 17.67 17.36


0

20

40

60

80

100

120

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50

PR

ES

ION

D

E C

ON

TA

CT

O (to

n/m

²)

ANCHO B (m)






Ancho de Base - B(m) 3 5 7 10 12 15.0

DP (diseño) T/m2 23.01 10.72 6.64 4.14 3.30 2.43


0

5

10

15

20

25

30

35

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00

PR

ES

ION

D

E C

ON

TA

CT

O (to

n/m

²)

ANCHO B (m)





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Para cimientos profundos, el análisis se realizó considerando pilotes pre-excavados de diámetros 0.80m y 1.00m, con longitudes variables entre 20m y 35m, aunque el estudio geotécnico definitivo puede considerar otras posibilidades dependiendo del tipo de estructura que desee construirse. En la Tabla 12, se presenta la capacidad de carga a compresión de los elementos analizados y en la Tabla 13, se presenta la capacidad de carga a tracción. La distribución de estos elementos debe considerarse con una separación de 3 veces el diá-metro centro a centro en el proyecto estructural, con totales asentamientos cercanos a los 4cm.


Ancho de Base - B(m) 3 5 7 10 12 15.0

DP (diseño) T/m2 21.95 10.40 6.50 4.08 3.26 2.40


0

5

10

15

20

25

30

35

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00

PR

ES

ION

D

E C

ON

TA

CT

O (to

n/m

²)

ANCHO B (m)






Ancho de Base - B(m) 3 5 7 10 12 15.0

DP (diseño) T/m2 18.31 10.25 6.43 4.05 3.24 2.39


0

5

10

15

20

25

30

35

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00

PR

ES

ION

D

E C

ON

TA

CT

O (to

n/m

²)

ANCHO B (m)





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Tabla 12. Capacidad de carga estimada de pilotes individuales a compresión.

Tabla 13. Capacidad de carga estimada de pilotes individuales a tracción.

4.2 CALCULO DE EMPUJES LATERALES DE TIERRA PARA ESTRUCTURAS ENTERRADAS

De acuerdo a las características de los materiales encontrados a través de la campaña de exploración del suelo y ensayos de laboratorio, se procedió a realizar el cálculo de empujes laterales de tierra, los cuales son aplica-dos a la hora del cálculo de estructuras de contención enterradas como muros, excavación de sótanos etc. A continuación en la tabla 14, se presentan los parámetros usados para dicho análisis, posteriormente se presenta en la Figura 28 el diagrama obtenido para la zona de estudio.

Tabla 14. Parámetros del suelo para el cálculo de presión lateral de tierra.

MATERIAL PROF (m) Ncampo PU(kN/m3) Phi(°) Ka

1 0.00-2.50 - - - -

2 2.50-5.00 8 18 25 0.2275

3 5.00-13.05 12 20 27 0.5888

Longitud Efectiva

Pilote

(m) 0.8 1.0

20.0 727.0 kN 926.2 kN

25.0 1008.1 kN 1274.9 kN

30.0 1320.5 kN 1661.9 kN

DIÁMETROS (m)

CARGA ADMISIBLE COMPRESIÓN (KN)

Longitud

Efectiva Pilote

(m) 0.8 1.00

20.0 794.1 kN 1031.1 kN

25.0 1118.9 kN 1448.1 kN

30.0 1477.8 kN 1907.7 kN

DIÁMETROS (m)

CARGA ADMISIBLE A TENSIÓN (KN)

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Figura 28. Diagrama de Presión lateral de Tierras, para predio BOSA-EL RECREO

5 AMENAZA POR FENÓMENOS NATURALES Y ANALISIS DE RIESGOS

Como se mencionó anteriormente, la superficie del terreno es horizontal, y corresponde a una zona de deposi-ción antigua de rellenos antrópicos sobre la terraza baja de la cuenca alta del río Bogotá. A pesar de que el IDIGER considera el sitio en cuestión como perteneciente a una llanura de inundación del río Bogotá con una amenaza por inundación de grado medio, se presenta a continuación un análisis de riesgo por inundación en la zona de acuerdo al grado de amenaza y vulnerabilidad del sitio. Por otra parte, el predio se encuentra locali-zado en una zona de amenaza baja por fenómenos de remoción en masa. A continuación, se presentan las particularidades del análisis de riesgo realizado para el predio en cuestión.

5.1 RIESGO POR INUNDACIÓN

Las inundaciones son producidas por un exceso de agua, que invaden áreas de terreno que pueden ser urbanas o rurales, que inicialmente están destinadas para este efecto dado que es un proceso natural en la dinámica del agua, lo cual juega un papel importante en la regulación hídrica. La ocupación de las áreas susceptibles de ser inundadas por los seres humanos y su posterior afectación antrópica determina la vulnerabilidad y el riesgo de los asentamientos ubicados allí a las inundaciones.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 10 20 30 40 50

Pro

fun

did

ad

(m

)

Esfuerzo Horizontal (kPa)

Empuje debido a la Sobrecarga en Superficie

Empuje Horizontal de Diseño (condición estática)

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Para la realización del análisis de riesgo para el sitio del hospital de Bosa, se realizó con la metodología pro-puesta por Castiblanco y Hernández (2008), la cual se presenta en la Figura 29.

Figura 29. Diagrama de Flujo de metodología propuesta. Tomado de Determinación de zonas de

Riesgo por Inundación y Avenidas Torrenciales.

En esta metodología, es primordial determinar la zona de amenaza en donde se encuentra el sitio y su nivel de vulnerabilidad para así realizar una evaluación del riesgo y plantear las medidas de mitigación.

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• Determinación de la zona de amenaza.

De acuerdo al plano normativo de Amenaza por Inundación por Desbordamiento adoptado mediante la resolu-ción 858 de 2013 el cual actualiza el plano del decreto 190 de 2004 encontrado en el sistema de información del IDIGER, la zona donde se ubica el predio objeto de estudio es de amenaza media, la cual corresponde al área geográfica delimitada por la línea de inundación correspondiente a crecientes con periodos de retorno de 50 años.

Figura 30. Mapa de zonificación de amenazas por inundación. Fuente IDIGER.

• Evaluación de la Vulnerabilidad

Se define como la predisposición de un elemento a sufrir afectación ante una situación de amenaza específica, está relacionada a un grupo demográfico en particular y como este responde a una amenaza en particular, puede analizarse una vulnerabilidad social, ambiental, médica o de daños directos en general. Dicha afectación se medirá en porcentaje de acuerdo al tipo de vulnerabilidad a medir, en este caso se medirán loas daños directos, que corresponden a afectaciones en las estructuras encontradas en las zonas y de asistencia médica. La metodología propuesta por los autores determinó funciones de vulnerabilidad para Bogotá con las cuales se calcula el porcentaje de afectación a partir de la profundidad de agua de inundación.

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Figura 31. Curva de vulnerabilidad para estimar los daños directos por inundación y por asistencia

médica. Tomado de Determinación de zonas de Riesgo por Inundación y Avenidas Torrenciales.

Como se observa en la gráfica es necesario determinar la lámina de agua alcanzada en un evento determinado, para este caso donde se presenta una Amenaza media determinada a partir de estudios y modelaciones hídri-cas e hidrológicas de los afluentes que generan inundaciones por parte del IDIGER en la tabla 14 se muestran los valores arrojados de acuerdo a la clasificación los valores de lámina de agua aplicables para dicho calculo.

Tabla 15 Nivel de amenaza según profundidad de lámina de agua. Tomado de Zonificación de inunda-

ciones, movimientos en masa y avenidas torrenciales con fines del ordenamiento territorial en Bogotá, junio 2 de 2017.

Como se observa en los valores de la tabla, para este caso de análisis la lámina máxima de agua alcanzada en esta zona puede estar entre 0.50m y 1.00m, por lo cual se toma 0.50m como referencia para ingresar a la gráfica de vulnerabilidad, donde se escoge la curva que representa una tipología de construcción de edificacio-nes en concreto, mampostería o acero, la cual arroja una vulnerabilidad de aproximadamente el 10%, en el caso de asistencia médica se tiene un porcentaje de vulnerabilidad del 75%, por lo cual se toma este de refe-rencia para la evaluación del riesgo.

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• Evaluación del Riesgo

El riesgo es considerado como la probabilidad de que ocurran unos efectos determinados o impactos sobre algún elemento expuesto a una amenaza y dependiente de la exposición de este a dicha amenaza. Para el caso de evaluación del riesgo por inundación se pueden evaluar diversos impactos en el ámbito social, econó-mico, ambiental o en la infraestructura física, de igual manera estas afectaciones pueden ser de dos tipos, directas (corto plazo) o indirectas (mediano o largo plazo). Adicional a esto de acuerdo a los resultados obteni-dos este riesgo puede ser clasificado como mitigable, no mitigable y aceptable. De acuerdo con los resultados de la aplicación de la metodología empleada para dicha evaluación en el predio en cuestión, lo primero que se debe establecer es la zona de amenaza, la cual ya tenemos gracias a las bases de datos del IDIGER (decreto 190 de 2004), con la amenaza determinada, se deben “identificar las áreas de inundación en las cuales se presente un índice de afectación para atención médica a nivel de edificaciones individual mayor que el 5%. En zonas de bajo nivel de complejidad, esta área corresponde a zonas de gran densidad de construcciones y donde el nivel de agua de inundación sea mayor a 10cm” A continuación, se presenta en el cuadro de la Tabla 16 el reporte de eventos recientes de tipificación “Inunda-ción” de lugares cercanos al sitio del predio obtenidos de la base de datos oficial del SIRE (sistema de gestión del riesgo del IDIGER). Estos eventos, en su mayoría, corresponden a fenómenos de apozamiento de agua y encharcamientos luego de lluvias intensas que han conllevado a la formación de láminas de agua de hasta 25cm sobre el nivel de las vías de la zona.

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Tabla 16. Relación de eventos de inundación obtenido del IDIGER (2017).

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De acuerdo con la información presentada y comparando los resultados obtenidos de la evaluación del riesgo para la zona del proyecto, los barrios San Bernardino, El Recreo, y Canaveralejo, cumplen con dicho criterio, por lo tanto y según la metodología usada, la zona se clasifica como de alto riesgo de inundación por fenómenos de encharcamiento causados por lluvias, y desbordamiento, principalmente del canal Tintal IV y por lo tanto se puede ejecutar una de dos alternativas:

a) Realizar obras de mitigación, en las zonas afectadas, como canales o mantenimiento de los mismos ya existentes, campañas de concientización acerca del cuidado con las basuras, o construcción de jarillones a los canales o ríos cercanos.

b) Declarar la zona como riesgo no mitigable e iniciar procesos de reubicación. Esta alternativa clara-mente no es viable, considerando el desarrollo prolongado de asentamientos urbanos para vivienda, educación y comercio en la zona aledaña al predio para el proyecto hospitalario.

La realización de obras de mitigación debe ir acompañada de un análisis costo beneficio de acuerdo a la situa-ción social, económica y ambiental de la zona. Dados los usos del suelo establecidos por el POT de la ciudad de Bogotá, el cual está dado para expansión urbana en la zona del proyecto, la mejor opción es buscar la mitigación de este riesgo a través de la realización obras hidráulicas complementarias o mantenimiento de las ya existentes. En el capítulo 7, se presentarán las recomendaciones generales aplicables a las obras de miti-gación del riesgo por inundación evaluado en la zona.

6 ALCANCES DEL ESTUDIO GEOTÉCNICO DEFINITIVO

Los alcances que debe cumplir el estudio geotécnico definitivo que se realice para la fase de diseño de detalle del proyecto, debe cumplir con la normatividad vigente al momento de su ejecución, pero, adicionalmente, al-gunos aspectos particulares deben ser estudiados en profundidad dada la naturaleza del predio, su localización y las características definitivas de la infraestructura del proyecto. A continuación, se mencionan las particulari-dades del estudio geotécnico definitivo:

6.1 DEFINICIÓN DE ESTUDIO GEOTÉCNICO DEFINITIVO

De acuerdo con el numeral H.2.2.2 de la NSR-10, un estudio geotécnico definitivo corresponde al “trabajo rea-lizado para un proyecto específico, en el cual el ingeniero geotecnista debe precisar todo lo relativo a las con-diciones físico-mecánicas del subsuelo y las recomendaciones particulares para el diseño y construcción de las obras relacionadas, conforme al reglamento sismoresistente colombiano y en particular a los títulos A y H. Su presentación es obligatoria ya que en este se definen el tipo de suelo, el diseño y las recomendaciones de la cimentación y el proceso constructivo”. El inciso H.2.2.2.1 presenta los lineamientos generales del contenido del informe. Los numerales H.2 a H.10 del Título H de la NSR-10, deben ser cumplidos a cabalidad por el estudio geotécnico definitivo que se presente para el proyecto.

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6.2 ALCANCES DE LA EXPLORACIÓN DEL SUBSUELO DEL ESTUDIO GEOTÉCNICO DEFINITIVO

El número y profundidad de los sondeos con y sin recuperación de muestras del estudio geotécnico definitivo debe ser determinado a partir del Título H, Capitulo H.3, una vez se tenga absoluta claridad acerca del número de edificios, las cargas probables actuantes a nivel de cimentación y su localización en la implantación arqui-tectónica definitiva, así como cortes, rellenos, sótanos, entre otros aspectos. Algunos aspectos adicionales que pueden condicionar los alcances de la exploración del subsuelo se presentan a continuación:

a. Se deben realizar los sondeos necesarios para el análisis de estabilidad a largo plazo excavaciones y los cambios en la morfología que se produzcan con relación a las cotas de implantación del proyecto.

b. De manera adicional, se recomienda la realización de ensayos de dispersión de ondas sísmicas com-plementarios a los presentados en este informe en la superficie en todo el predio, en especial en la zona descrita en el literal a, con el fin de que se identifique el espesor de depósitos y la determinación de la respuesta sísmica en superficie para estructuras especiales, si estas llegan a considerarse dentro del proyecto.

6.3 ALCANCES DE LOS ANÁLISIS GEOTÉCNICOS DEL ESTUDIO GEOTÉCNICO DEFINITIVO

Los análisis geotécnicos deben realizarse en el estudio definitivo cumpliendo la totalidad de aspectos de los numerales H.4 a H.10 de la NSR-10 y normas particulares relacionadas con infraestructura hospitalaria. Espe-cial atención debe prestarse al análisis de la respuesta sísmica local por cuenta de la presencia del relleno antrópico descrito en este informe en los primeros 2.50m de profundidad. El estudio geotécnico definitivo debe corroborar si el perfil sísmico del suelo del sitio puede considerarse como tipo F, a la luz del título A de la NSR-10, caso en el cual deben realizarse los análisis de respuesta sísmica local particulares requeridos por la nor-matividad colombiana.

7 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

A continuación, se presentan las principales conclusiones del estudio geotécnico realizado, así como las reco-mendaciones correspondientes de diseño y construcción de los elementos de cimentación para la torre y el cerramiento.

7.1. CAPACIDAD PORTANTE / CAPACIDAD DE CARGA DE CIMIENTOS SUPERFICIALES Y PROFUN-DOS

Dado que se analizaron dos tipos de sistemas de cimentación, para edificaciones de complejidad baja a inter-media y cargas variables de servicio en columna de 800 KN y 4000 KN, es posible implementar cualquiera de las opciones analizadas con las consideraciones presentadas en el capítulo 4. Para los cimientos superficiales, la Tabla 17 contiene la capacidad de carga (asociada a la resistencia del te-rreno bajo el cimiento para las geometrías analizadas) obtenida para los escenarios mencionados anterior-mente. Las profundidades de apoyo se estimaron entre 2.50 m de acuerdo con la estratigrafía actual, de acuerdo con el relleno antrópico identificado. Las excavaciones podrían realizarse manualmente, sin inconvenientes

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hasta ésa profundidad con las debidas entibaciones durante la construcción. También es posible la implemen-tación de placas bajo los edificios, para presiones de contacto máximas de 65 kPa. En el capítulo 4 se presen-taron los resultados de los análisis, los cuales deben ser corroborados en el estudio geotécnico definitivo.

Tabla 17. Capacidad portante obtenida para cimientos superficiales o placas

Escenario Capacidad (ton/m2)

1 16,03 – 37,53

2 16,03 – 37,53

3 16,51 – 17,36

4 2,43 – 23,01

5 2,40 - 21,95

6 2,39 - 18,31

Para el caso de cimientos profundos, la Tabla 12 y Tabla 13 presentan las capacidades de carga de los ele-mentos analizados que se asocia a la resistencia del terreno alrededor de los elementos para factores de se-guridad indirectos de 3. Las capacidades de carga deben ser corroboradas en el estudio geotécnico definitivo.

(A)

(B) Figura 32. Esquema General de cimentaciones superficiales (ZAPATAS AISLADAS) (A) y cimentacio-

nes profundas (PILOTES) (B). En el anexo 2 memorias de cálculo, se encuentra en su totalidad la forma en la que se realizó el cálculo de dichas capacidades portantes.

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7.2. ESTRATIGRAFÍA Y ESTABILIDAD GEOTÉCNICA GENERAL DEL PREDIO

Los materiales presentes en los sondeos ejecutados corresponden a depósitos fluvio-lacustres de la cuenca baja de los ríos Tunjuelo y Bogotá, con una resistencia y rigidez variables con la profundidad, condicionadas en buena medida por el relleno antrópico presente en la zona en los primeros 2.50m de profundidad. De acuerdo con la exploración directa realizada, se identifican principalmente arcillas rígidas en superficie bajo el relleno antrópico, pero que disminuyen en su resistencia y rigidez hasta 13 m. Esta tendencia es congruente con los ensayos geofísicos de auscultación realizados, los cuales se extendieron hasta 50m de profundidad. Se evi-dencia entonces que, en profundidad, los materiales pueden considerarse como normalmente consolidados a partir de 6m, con aumentos de rigidez en 20m y 30m posiblemente por la localización de capas densas de materiales granulares que pueden servir como estratos de apoyo de cimientos profundos en caso de requerirse. La geoforma presente en la mayor parte del área del predio corresponde a una planicie deposicional. Los ma-teriales superficiales clasifican en los grupos CH, SM y ML del sistema Unificado de Clasificación de Suelos, y el ángulo de resistencia al corte efectivo, estimado a partir del ensayo SPT, varía entre 25° y 28°. El predio en general se presenta como estable al momento de la realización de los trabajos de campo. A pesar de que se localizaron lentes delgados de arenas en algunos de los sondeos, especialmente entre 7m y 8.50m, no se consideran licuables estos materiales. En el estudio geotécnico definitivo, debe corroborarse la evaluación de-tallada de las presiones de expansión presentes en el subsuelo del sitio del proyecto e incorporarse como una variable de diseño determinante en el tipo de cimentación adoptada.

7.3 RECOMENDACIONES PARA LA MITIGACIÓN DEL RIESGO POR INUNDACIÓN

Debido a la evaluación inicial realizada en este estudio para el riesgo por inundación del predio en cuestión, es necesario presentar las siguientes recomendaciones que deben ser tenidas en cuenta tanto en la fase de es-tructuración del proyecto como en la fase de diseño definitivo:

a. Se debe realizar la gestión conducente a garantizar el mantenimiento de redes de drenaje (aguas negras y aguas lluvias) de las zonas aledañas al predio objeto del presente estudio, con el fin de contar con la capacidad hidráulica de las redes durante la vida útil del proyecto.

b. Se debe verificar, mediante un análisis hidráulico de detalle, si la capacidad de las redes existentes es congruente con la precipitación de la zona para un período de retorno de 100 años, tal y como se recomienda en el Decreto 190 de 2004, y cómo ésa capacidad hidrúlica se puede ver afectada con la implantación de las edificaciones del proyecto.

c. En cuanto a las edificaciones propias de la infraestructura hospitalaria, es recomendable explorar la posibilidad de contar con implantaciones de edificios en proyección positiva al menos de 0.60m sobre el nivel actual del terreno, con el fin de mitigar puntualmente los efectos de eventos de inundación sobre la funcionalidad del complejo. Sistemas de bombeo y otros mecanismos de evacuación de agua deben revisarse de manera rigurosa en el escenario de lluvias de período de retorno de 100 años.

d. El mantenimiento general de la ronda del río Bogotá, los canales Tintal IV, y otros, es responsabilidad de la Alcaldía de Bogotá.

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7.4 OTRAS RECOMENDACIONES

A continuación, se presentan otras recomendaciones, relacionadas con las actividades realizadas en el pre-sente estudio:

• La solución geotécnica integral del proyecto deberá proyectarse a partir de la realización de un estudio geotécnico definitivo, de acuerdo con la información presentada en el capítulo 7 del presente informe y la normatividad vigente al momento de la realización de dicho estudio, así como la normatividad particular que se considere adecuada para la naturaleza del proyecto que desea realizarse en el pre-dio.

• La clasificación sísmica del subsuelo del predio debe ser corroborada en el estudio geotécnico defini-tivo, considerando los resultados del programa de exploración del subsuelo de ese estudio, conside-rando especialmente la presencia del relleno antrópico descrito en este informe. De la misma forma, es necesario estimar la respuesta dinámica local considerando ésa condición y corroborando si el perfil sísmico corresponde a un tipo F de acuerdo a la NSR-10, Título A.

8 LIMITACIONES

Las recomendaciones contenidas en este informe están basadas en las condiciones del subsuelo establecidas a partir de los trabajos de investigación del subsuelo descritos, de acuerdo con la práctica normal en geotecnia, para un estudio geotécnico de carácter preliminar. Este informe, contiene observaciones generales que deben contextualizarse, puntualizarse, complementarse ó replantearse a través de las actividades del estudio geotéc-nico definitivo, el cual debe desarrollarse considerando, como mínimo, los alcances mencionados en el presente informe. JORGE ARTURO PINEDA JAIMES Ingeniero Geotecnista

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