metodo alfa-alcaldia mayor de bogota, instituto desarrollo urbano

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Doc. Nº: 50.31-002-640-017 CEI S.A. Hoja A-76 Rev.: 0 6 ANÁLISIS GEOTÉCNICO 6.1 Estructuras con cimentación profunda A continuación, se presenta el diseño de la cimentación para cada una de las estructuras que se encuentran en el Tramo II del proyecto, para lo cual se seleccionó el sistema de cimentación profunda mediante pilotes que se diseñaron con el método alfa. Este método se fundamenta en determinar la resistencia superficial unitaria f, que se incrementa por la preconsolidación del suelo arcilloso alrededor del pilote. La resistencia superficial unitaria (f), está definida por la siguiente relación: f = α Cu Para determinar el factor α, Randolph y Murphy (1985) presentan una relación que depende de la resistencia al corte en condición no drenada (Cu) y del estado de esfuerzos efectivos (σ´v). Una vez determinado α, se encuentra la capacidad de carga del pilote por fricción lateral mediante la siguiente ecuación: Qs = Σf p ΔL Teniendo en cuenta que en todos los sondeos se encontraron estratos de arena con altos valores de SPT, al cálculo de la capacidad portante por fricción de los pilotes se sumó la capacidad portante por punta (Qp) de dichos estratos. Por esta razón uno de los criterios fundamentales para establecer la longitud de los pilotes, fue la ubicación de los estratos de arena que presentan adecuada consistencia. La formulación matemática utilizada para el cálculo del aporte por punta está dada por las siguientes ecuaciones: En primer lugar se determinó el factor de capacidad de carga Nq, empleando la siguiente relación propuesta por Zeevaert.

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metodo alfa pilotes

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  • Doc. N: 50.31-002-640-017

    CEI S.A.

    Hoja A-76

    Rev.: 0

    6 ANLISIS GEOTCNICO

    6.1 Estructuras con cimentacin profunda

    A continuacin, se presenta el diseo de la cimentacin para cada una de las estructuras que se

    encuentran en el Tramo II del proyecto, para lo cual se seleccion el sistema de cimentacin

    profunda mediante pilotes que se disearon con el mtodo alfa. Este mtodo se fundamenta en

    determinar la resistencia superficial unitaria f, que se incrementa por la preconsolidacin del

    suelo arcilloso alrededor del pilote. La resistencia superficial unitaria (f), est definida por la

    siguiente relacin:

    f = Cu Para determinar el factor , Randolph y Murphy (1985) presentan una relacin que depende de

    la resistencia al corte en condicin no drenada (Cu) y del estado de esfuerzos efectivos (v).

    Una vez determinado , se encuentra la capacidad de carga del pilote por friccin lateral

    mediante la siguiente ecuacin:

    Qs = f p L Teniendo en cuenta que en todos los sondeos se encontraron estratos de arena con altos

    valores de SPT, al clculo de la capacidad portante por friccin de los pilotes se sum la

    capacidad portante por punta (Qp) de dichos estratos. Por esta razn uno de los criterios

    fundamentales para establecer la longitud de los pilotes, fue la ubicacin de los estratos de

    arena que presentan adecuada consistencia. La formulacin matemtica utilizada para el clculo

    del aporte por punta est dada por las siguientes ecuaciones:

    En primer lugar se determin el factor de capacidad de carga Nq, empleando la siguiente

    relacin propuesta por Zeevaert.

  • vo r q

    Doc. N: 50.31-002-640-017

    CEI S.A.

    Hoja A-77

    Rev.: 0

    3 (cos2 )e 2 + Nq = 2 cos

    2 + 4 2

    Dr

    =

    1 (32 + 0.288 `vo ) Ncor

    Skempton.

    La capacidad de carga por punta en cada pilote se determin por medio de la siguiente

    ecuacin:

    qult = (1.2 ` N )(D + 0.1) Por ltimo se determin la capacidad de carga admisible afectando la capacidad de carga del

    pilote por un factor de seguridad, el cual teniendo en cuenta el Titulo H de la NSR-98 (seccin

    4.1.7), debe ser mnimo dos (2,0) para carga muerta ms carga viva mxima y tres (3,0) para

    carga muerta ms carga viva normal. Bajo las anteriores consideraciones, en todos los diseos

    de cimentaciones que se presentan en este informe se adopta un factor de seguridad de 2,0 el

    cual debe ser avalado por el diseador estructural del proyecto.

    Capacidad admisible: Q

    adm = qult FS

    = qult

    2,0

    6.1.1 Canal Tintal III (K33+009) En la siguiente tabla, se presentan los resultados de la capacidad de carga de los pilotes, de

    acuerdo con los parmetros de resistencia del suelo presentados en el capitulo anterior.

  • Doc. N: 50.31-002-640-017

    CEI S.A.

    Hoja A-78

    Rev.: 0

    Tabla 29 Canal Tintal III (K33+009), diseo de pilotes con el mtodo

    = 1,00 m

    = 0,80 m

    = 0,60 m

    = 0,40 m

    Profundidad (m)

    Clasificacin del material

    (USCS)

    v (ton/m2)

    Cu (ton/m2)

    Qs Admisible (ton) ACUMULADO

    0,0 - 1,0 2,0 4,3 0,40

    1,0 - 2,0 3,9 4,3 0,50 0,0 0,0 0,0 0,0

    2,0 - 3,0 5,9 4,3 0,55 3,7 3,0 2,2 1,5

    3,0 - 4,0 7,8 4,3 0,62 7,9 6,3 4,7 3,2

    4,0 - 5,0 9,7 4,3 0,95 14,3 11,5 8,6 5,7

    5,0 - 6,0

    CH

    11,6 4,3 0,95 20,7 16,6 12,4 8,3

    6,0 - 7,0 12,5 2,0 1,00 23,9 19,1 14,3 9,6

    7,0 - 8,0 13,4 2,0 1,00 27,0 21,6 16,2 10,8

    8,0 - 9,0

    SC

    14,3 2,0 1,00 30,2 24,1 18,1 12,1

    9,0 - 10,0 14,7 3,7 1,00 36,0 28,8 21,6 14,4

    10,0 - 11,0 15,0 3,7 1,00 41,8 33,4 25,1 16,7

    11,0 - 12,0 15,4 3,7 1,00 47,6 38,1 28,6 19,0

    12,0 - 13,0

    CH

    15,7 3,7 1,00 53,4 42,7 32,0 21,4

    13,0 - 14,0 16,3 2,7 1,00 57,6 46,1 34,6 23,1

    14,0 - 15,0 16,9 2,7 1,00 61,9 49,5 37,1 24,8

    15,0 - 16,0 17,5 2,7 1,00 66,1 52,9 39,7 26,5

    16,0 - 17,0 18,1 2,7 1,00 70,4 56,3 42,2 28,1

    17,0 - 18,0 18,7 2,7 1,00 74,6 59,7 44,8 29,8

    18,0 - 19,0

    CH

    19,3 2,7 1,00 78,9 63,1 47,3 31,5

  • Doc. N: 50.31-002-640-017

    CEI S.A.

    Hoja A-79

    Rev.: 0

    Los clculos del aporte por punta se efectuaron para el estrato de arena. En la Tabla 30, se

    presentan los parmetros y la capacidad portante admisible por punta que se obtuvo de acuerdo

    con la metodologa presentada al inicio del captulo. Con estos resultados se efectu un anlisis

    de sensibilidad de la influencia del dimetro del pilote en el aporte por punta, encontrando que

    el aumento ms drstico se produce cuando el dimetro del pilote pasa de 0,4 m a 0,60 metros

    ya que la capacidad portante por punta se incrementa en ms del 100% (Tabla 31).

    Tabla 30 Canal Tintal III (K33+009), capacidad portante admisible por punta

    Parmetros para estimar Qp

    Profundidad (m)

    Clasificacin del material

    (USCS) ()

    Nq

    Dr qult (ton/m2) Qadm(ton/m

    2)

    6,0 - 7,0

    7,0 - 8,0 29,1 27,3 0,7 338,4 135,4

    8,0 - 9,0

    SC

    29,6 29,0 0,7 392,8 157,1

    Tabla 31 Canal Tintal III (K33+009), influencia del dimetro del pilote en la capacidad portante por punta

    = 1,00 m

    = 0,80 m

    = 0,60 m

    = 0,40 m

    Profundidad (m)

    Clasificacin del material

    (USCS)

    Capacidad de soporte por punta Qp (ton)

    6,0 - 7,0

    7,0 - 8,0 106,3 68,0 38,3 17,0

    8,0 - 9,0

    SC

    123,4 79,0 44,4 19,7

    Teniendo en cuenta que en este canal es necesario emplazar una estructura vehicular y una

    peatonal con cargas estimadas de 250,0 y 180,0 toneladas respectivamente, y de acuerdo con

    los resultados anteriores los cuales se muestran en la Ilustracin 16, en ambos casos se adopta

    una cimentacin con pilotes de 0,40 m de dimetro. De esta forma para la estructura vehicular

    se recomiendan siete (7) pilotes de siete (7,0) metros de longitud efectiva y para la peatonal

  • Pro

    fu

    n di

    dad

    (m)

    Pro

    fun

    dida

    d (m

    )

    Doc. N: 50.31-002-640-017

    CEI S.A.

    Hoja A-80

    Rev.: 0

    cinco (5) pilotes de siete (7,0) metros de longitud efectiva. En ambos casos, se recomienda una

    profundidad de desplante (Df) entre 1,5 y 2,0 m.

    Aporte por friccin (ton/m2)

    0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 0

    2

    4

    (Cu - ton/m2, g - t/m2) 0 2 4 6 8

    0

    2

    4

    6 6

    8 8

    10 10

    12 12

    14 14

    16 16

    18 18

    N.F

    .

    20

    f = 1,00 m f = 0,80 m f = 0,60 m f = 0,40 m

    20

    Cu Ilustracin 16 Canal Tintal III (K33+009), incremento de la capacidad portante a

    profundidad para diferentes dimetros de pilote La distribucin de los pilotes se debe efectuar en un rea de 10,0 m X 2,50 m. La eficiencia del

    grupo de pilotes se realiz tomando una distribucin de 2 (n1) X 5 (n2) pilotes y aplicando la

    siguiente definicin:

  • Doc. N: 50.31-002-640-017

    CEI S.A.

    Hoja A-81

    Rev.: 0

    = Qg (u ) Qu

    = 2(n1 + n2 2)d + 4D

    pn1n2

    Donde: = eficiencia del grupo

    n1 = Nmero de pilotes en sentido x (en planta)

    n2 = Nmero de pilotes en sentido y (en planta)

    D = Dimetro de cada pilote

    p = Permetro de la seccin transversal de cada pilote

    De acuerdo con lo anterior, se recomienda una separacin de 1,80 m entre pilotes debido a que

    con esta separacin, se alcanza una eficiencia del grupo del 100%.

    En los casos de cimentacin profunda que se analizan a continuacin, se utiliz la misma

    metodologa para determinar la eficiencia del grupo de pilotes, por la cual los resultados se

    resumen con la distribucin y separacin recomendada para la mxima eficiencia obtenida.

    6.1.2 Canal Tintal II (K30+718)

    La capacidad de carga por friccin de los pilotes para diferentes dimetros obtenida por el

    mtodo alfa, se resume en la Tabla 32, con base en los parmetros de resistencia del suelo

    presentados en el capitulo anterior.

    Tabla 32 Canal Tintal II (K30+718), diseo de pilotes con el mtodo

    = 1,00 m

    = 0,80 m

    = 0,60 m

    = 0,40 m

    Profundidad (m)

    Clasificacin del material

    (USCS)

    v (ton/m2)

    Cu (ton/m2)

    Qs (ton) ACUMULADO

    0,0 - 1,0 1,6 4,7 0,38

    1,0 - 2,0 3,2 4,7 0,46 0,0 0,0 0,0 0,0

    2,0 - 3,0 4,8 4,7 0,53 3,9 3,1 2,3 1,6

    3,0 - 4,0

    CL

    6,4 4,7 0,51 7,7 6,1 4,6 3,1

  • Doc. N: 50.31-002-640-017

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    Hoja A-82

    Rev.: 0

    = 1,00 m

    = 0,80 m

    = 0,60 m

    = 0,40 m

    Profundidad (m)

    Clasificacin del material

    (USCS)

    v (ton/m2)

    Cu (ton/m2)

    Qs (ton) ACUMULADO

    4,0 - 5,0 8,0 4,7 0,62 12,3 9,8 7,4 4,9

    5,0 - 6,0

    9,6 4,7 0,66 17,1 13,7 10,3 6,9

    6,0 - 7,0 10,5 6,6 0,62 23,6 18,8 14,1 9,4

    7,0 - 8,0 11,4 6,6 0,66 30,4 24,3 18,2 12,2

    8,0 - 9,0 12,3 6,6 0,66 37,2 29,8 22,3 14,9

    9,0 - 10,0 13,2 6,6 0,66 44,1 35,3 26,4 17,6

    10,0 - 11,0

    SC

    14,1 6,6 0,66 50,9 40,7 30,6 20,4

    Los parmetros y la capacidad portante admisible por punta se resumen en la Tabla 33. De

    forma similar que en el canal Tintal III, se efectu un anlisis de sensibilidad de la influencia del

    dimetro del pilote en el aporte por punta, encontrando que el aumento ms drstico se

    produce cuando el dimetro del pilote pasa de 0,4 m a 0,60 metros ya que la capacidad

    portante por punta se incrementa en un 220% (Tabla 34).

    Tabla 33 Canal Tintal II (K33+718), capacidad portante admisible por punta

    Parmetros para estimar Qp

    Profundidad (m)

    Clasificacin del material

    (USCS) ()

    Nq

    Dr qult (ton/m2) Qadm(ton/m

    2)

    6,0 - 7,0 33,0 48,1 0,9 582,8 233,1

    7,0 - 8,0 32,0 40,9 0,8 508,3 203,3

    8,0 - 9,0 32,0 40,9 0,8 546,6 218,6

    9,0 - 10,0 32,7 45,6 0,8 676,1 270,4

    10,0 - 11,0

    SC

  • Pro

    fun

    dida

    d (m

    )

    Pro

    fu

    n di

    dad

    (m)

    Doc. N: 50.31-002-640-017

    CEI S.A.

    Hoja A-83

    Rev.: 0

    Tabla 34 Canal Tintal II (K33+718), influencia del dimetro del pilote en la capacidad portante por punta

    = 1,00 m

    = 0,80 m

    = 0,60 m

    = 0,40 m

    Profundidad (m)

    Clasificacin del material

    (USCS)

    Capacidad de soporte por punta Qp (ton)

    6,0 - 7,0 183,1 117,2 65,9 29,3

    7,0 - 8,0 159,7 102,2 57,5 25,5

    8,0 - 9,0 171,7 109,9 61,8 27,5

    9,0 - 10,0 212,4 135,9 76,5 34,0

    10,0 - 11,0

    SC

    Aporte por friccin (ton/m2) (Cu - ton/m , g - t/m )

    0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320

    0

    2

    4

    6

    8

    10

    12

    f = 1,00 m f = 0,80 m f = 0,60 m f = 0,40 m

    2

    0 2 4 6 8

    0

    2

    4

    6

    8

    10

    12

    14

    16

    18

    20

    Cu

    2

    N.F

    .

    Ilustracin 17 Canal Tintal II (K33+718), incremento de la capacidad portante a profundidad para diferentes dimetros de pilote

  • Doc. N: 50.31-002-640-017

    CEI S.A.

    Hoja A-84

    Rev.: 0

    Teniendo en cuenta los anteriores resultados, es decir sumando la capacidad por punta dada

    por el estrato arenoso y la capacidad por friccin (Ilustracin 17), para el puente vehicular se

    adopta una cimentacin compuesta por seis (6) pilotes con 0,40 m de dimetro, y siete (7,0)

    metros de longitud efectiva. Para la estructura peatonal se requieren cuatro (4) pilotes con 0,40

    m de dimetro y siete (7,0) metros de longitud efectiva. Para esta cantidad de pilotes, se

    recomienda la adopcin de una separacin mnima de 1,80 m, valor para el cual el grupo de

    pilotes desarrolla una eficiencia del 100%.

    6.1.3 Canal Calle 38 Sur (K29+978)

    En la Tabla 35, se presentan los resultados de la capacidad de carga por friccin de los pilotes

    para las condiciones geotcnicas encontradas en el canal de la Calle 38 sur.

    Tabla 35 Canal Calle 38 Sur (K29+978), diseo de pilotes con el mtodo

    = 1,00 m

    = 0,80 m

    = 0,60 m

    = 0,40 m

    Profundidad (m)

    Clasificacin del material

    (USCS)

    v (ton/m2)

    Cu (ton/m2)

    Qs (ton) ACUMULADO

    0,0 - 1,0 2,2 2,6 0,42

    1,0 - 2,0 4,3 2,6 0,55 0,0 0,0 0,0 0,0

    2,0 - 3,0

    CL

    6,5 2,6 0,63 2,6 2,1 1,5 1,0

    3,0 - 4,0 8,4 2,1 0,86 5,4 4,3 3,2 2,2

    4,0 - 5,0

    SM 10,3 2,1 0,86 8,2 6,6 4,9 3,3

    5,0 - 6,0 CH 11,7 2,5 0,86 11,6 9,3 7,0 4,6

    6,0 - 7,0 12,6 2,1 1,00 14,9 11,9 9,0 6,0

    7,0 - 8,0

    SM 13,5 2,1 1,00 18,2 14,6 10,9 7,3

    8,0 - 9,0 13,9 2,4 1,00 22,0 17,6 13,2 8,8

    9,0 - 10,0 14,3 2,4 1,00 25,8 20,6 15,5 10,3

    10,0 - 11,0

    CH

    14,7 2,4 1,00 29,5 23,6 17,7 11,8

    Los parmetros y la capacidad portante admisible por punta se encuentran en la Tabla 36. A

    partir del anlisis de sensibilidad de la influencia del dimetro del pilote en el aporte por punta

    (Tabla 37), se encontr una alta variacin de los resultados de capacidad por punta en los dos

  • Doc. N: 50.31-002-640-017

    CEI S.A.

    Hoja A-85

    Rev.: 0

    estratos analizados, situacin que no se encuentra en los dems canales fundamentalmente por

    la ausencia de la intercalacin del estrato arcilla de alta plasticidad (CH).

    Tabla 36 Calle 38 Sur (K29+978), capacidad portante admisible por punta

    Parmetros para estimar Qp

    Profundidad (m) Clasificacin del material

    (USCS) ()

    Nq

    Dr

    qult (ton/m2)

    Qadm(ton/m2)

    6,0 - 7,0 33,0 48,1 0,9 582,8 233,1

    7,0 - 8,0 32,0 40,9 0,8 508,3 203,3

    8,0 - 9,0 32,0 40,9 0,8 546,6 218,6

    9,0 - 10,0 32,7 45,6 0,8 676,1 270,4

    10,0 - 11,0

    SC

    Tabla 37 Calle 38 Sur (K29+978), influencia del dimetro del pilote en la capacidad portante por punta

    = 1,00 m

    = 0,80 m

    = 0,60 m

    = 0,40 m

    Profundidad (m)

    Clasificacin del material

    (USCS)

    Capacidad de soporte por punta Qp (ton)

    6,0 - 7,0 183,1 117,2 65,9 29,3

    7,0 - 8,0 159,7 102,2 57,5 25,5

    8,0 - 9,0 171,7 109,9 61,8 27,5

    9,0 - 10,0 212,4 135,9 76,5 34,0

    10,0 - 11,0

    SC

    Como se observa en la Ilustracin 18, la capacidad portante de los pilotes es mayor para una

    longitud efectiva de cuatro (4,0) metros, sin embargo a esta profundidad se encuentra un

    estrato de arcilla de alta plasticidad entre dos estratos de arena, por lo cual siguiendo los

    lineamientos de las cimentaciones anteriores se recomienda cimentar sobre el estrato inferior de

    arena. En este sentido, se selecciona una cimentacin conformada por doce (12) pilotes de 0,40

    m de dimetro, y cinco (5,0) metros de longitud efectiva para el puente vehicular. Para el

    puente peatonal se requieren nueve (9) pilotes con un dimetro de 0,40 m y cinco (5,0) metros

    de longitud efectiva. De igual forma que en los casos anteriores, se adopt una profundidad de

    desplante (Df) de dos (2,0) metros y las dimensiones del dado de las estructuras vehicular y

  • Pro

    fun

    dida

    d (m

    )

    Pro

    fun

    dida

    d (m

    )

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    CEI S.A.

    Hoja A-86

    Rev.: 0

    peatonal es de 10,0X2,50 m, por lo que se recomienda una separacin de 1,80 m para obtener

    una eficiencia del 100% en la transferencia de carga.

    Aporte por friccin (ton/m2) (Cu - to n /m2, g - t/m2) 0 2 4 6 8

    0 0

    1 2

    2 4

    3

    6

    4

    8 5

    6 10

    7 12

    8 14

    9

    16 10

    18 11

    N.F

    .

    12

    f = 1,00 m f = 0,80 m f = 0,60 m f = 0,40 m

    20

    Cu Ilustracin 18 Calle 38 Sur (K29+978), incremento de la capacidad portante a profundidad

    para diferentes dimetros de pilote 6.1.4 Puente vehicular de la avenida de las Amricas

    Para el desarrollo integral del proyecto de la avenida Longitudinal de Occidente (ALO), se tiene

    previsto el diseo de una interseccin a desnivel en la interseccin de la ALO y la avenida de las

    Amricas. No obstante esta interseccin hace parte de la fase II del proyecto, a continuacin se

    presentan los resultados para el diseo de una cimentacin profunda en esta zona, con el

  • Doc. N: 50.31-002-640-017

    CEI S.A.

    Hoja A-87

    Rev.: 0

    objetivo de dar la posibilidad de predimensionar las caractersticas estructurales y geomtricas

    del puente vehicular.

    El clculo de la cimentacin se realiz considerando una carga de 750 toneladas en cada estribo

    del puente. Adems se utiliz el mtodo , los resultados obtenidos fueron los siguientes.

    Tabla 38 Puente vehicular de la Avenida de Las Amricas, diseo de pilotes con el mtodo

    = 1,00 m

    = 0,80 m

    = 0,60 m

    = 0,40 m

    Profundidad (m)

    Clasificacin del material

    (USCS)

    v (ton/m2)

    Cu (ton/m2)

    Qs (ton) ACUMULADO

    0,0 - 1,0 1,8 2,08 0,5

    1,0 - 2,0 3,7 2,08 0,6

    2,0 - 3,0 5,5 2,08 0,9 1,4 1,1 0,8 0,6

    3,0 - 4,0

    CH

    7,4 2,08 1,0 4,7 3,7 2,8 1,9

    4,0 - 5,0 9,3 2,6 1,0 8,8 7,0 5,3 3,5

    5,0 - 6,0 10,3 2,6 1,0 12,8 10,3 7,7 5,1

    6,0 - 7,0 11,2 2,6 1,0 16,9 13,5 10,2 6,8

    7,0 - 8,0

    CL

    12,1 2,6 1,0 21,0 16,8 12,6 8,4

    8,0 - 9,0 13,1 2,1 1,0 24,3 19,4 14,6 9,7

    9,0 - 10,0 14,0 2,1 1,0 27,6 22,1 16,6 11,0

    10,0 - 11,0 14,9 2,1 1,0 30,9 24,7 18,5 12,4

    11,0 - 12,0

    SM

    15,8 2,1 1,0 34,2 27,4 20,5 13,7

    12,0 - 13,0 16,1 1,6 1,0 36,7 29,4 22,0 14,7

    13,0 - 14,0 16,5 1,6 1,0 39,2 31,4 23,5 15,7

    14,0 - 15,0 16,8 1,6 1,0 41,7 33,4 25,0 16,7

    15,0 - 16,0 17,1 1,6 1,0 44,3 35,4 26,6 17,7

    16,0 - 17,0 17,4 1,6 1,0 46,8 37,4 28,1 18,7

    17,0 - 18,0 17,7 1,6 1,0 49,3 39,4 29,6 19,7

    18,0 - 19,0 18,0 1,6 1,0 51,8 41,4 31,1 20,7

    19,0 - 20,0 18,3 1,6 1,0 54,3 43,4 32,6 21,7

    20,0 - 21,0 18,6 1,6 1,0 56,8 45,5 34,1 22,7

    21,0 - 22,0 18,9 1,6 1,0 59,3 47,5 35,6 23,7

    22,0 - 23,0 19,2 1,6 1,0 61,8 49,5 37,1 24,7

    23,0 - 24,0 19,6 3,0 1,0 66,6 53,2 39,9 26,6

    24,0 - 25,0 19,9 3,0 1,0 71,3 57,0 42,8 28,5

    25,0 - 26,0 20,2 3,0 1,0 76,0 60,8 45,6 30,4

    26,0 - 27,0 20,5 3,0 1,0 80,7 64,6 48,4 32,3

    27,0 - 28,0 20,8 3,0 1,0 85,4 68,3 51,2 34,2

    28,0 - 29,0

    CH

    21,1 3,0 1,0 90,1 72,1 54,1 36,0

  • Doc. N: 50.31-002-640-017

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    Hoja A-88

    Rev.: 0

    = 1,00 m

    = 0,80 m

    = 0,60 m

    = 0,40 m

    Profundidad (m)

    Clasificacin del material

    (USCS)

    v (ton/m2)

    Cu (ton/m2)

    Qs (ton) ACUMULADO

    29,0 - 30,0 21,4 3,0 1,0 94,8 75,9 56,9 37,9

    30,0 - 31,0 21,7 3,0 1,0 99,5 79,6 59,7 39,8

    31,0 - 32,0 22,0 3,0 1,0 104,3 83,4 62,6 41,7

    32,0 - 33,0 22,3 3,0 1,0 109,0 87,2 65,4 43,6

    33,0 - 34,0 22,7 3,0 1,0 113,7 90,9 68,2 45,5

    34,0 - 35,0 23,0 3,0 1,0 118,4 94,7 71,0 47,4

    35,0 - 36,0 23,3 3,0 1,0 123,1 98,5 73,9 49,2

    36,0 - 37,0 23,6 3,0 1,0 127,8 102,3 76,7 51,1

    37,0 - 38,0 23,9 3,0 1,0 132,5 106,0 79,5 53,0

    38,0 - 39,0

    24,2 3,0 1,0 137,2 109,8 82,3 54,9

    39,0 - 40,0 25,1 2,6 1,0 141,3 113,1 84,8 56,5

    40,0 - 41,0 26,1 2,6 1,0 145,4 116,3 87,2 58,2

    41,0 - 42,0 27,0 2,6 1,0 149,5 119,6 89,7 59,8

    42,0 - 43,0

    CL

    28,0 2,6 1,0 153,6 122,9 92,2 61,4

    43,0 - 44,0 28,8 2,8 1,0 158,0 126,4 94,8 63,2

    44,0 - 45,0 29,6 2,8 1,0 162,4 129,9 97,4 65,0

    45,0 - 46,0 30,4 2,8 1,0 166,8 133,4 100,1 66,7

    46,0 - 47,0 31,2 2,8 1,0 171,2 136,9 102,7 68,5

    47,0 - 48,0 32,0 2,8 1,0 175,6 140,5 105,3 70,2

    48,0 - 49,0 32,8 2,8 1,0 180,0 144,0 108,0 72,0

    49,0 - 50,0

    CL-ML

    33,6 2,8 1,0 184,4 147,5 110,6 73,7

    En la Ilustracin 19, se observa la variacin de la resistencia por friccin superficial contra la

    longitud del pilote (profundidad), destacando el incremento progresivo que se presenta desde

    una longitud de 2,50 m hasta 6,0 m, zona en la cual se presenta un material arcilloso de alta

    plasticidad.

  • Pro

    fun

    dida

    d (m

    )

    Pro

    fun

    dida

    d (m

    )

    Doc. N: 50.31-002-640-017

    CEI S.A.

    Hoja A-89

    Rev.: 0

    Aporte por friccin (ton/m2) (Cu - to n /m , g - t/m )

    2 2

    0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160

    0

    2

    4

    6

    8

    10

    12

    14

    16

    18

    20

    22

    24

    26

    28

    30

    32

    34

    36

    38

    40

    42

    44

    46

    48

    50

    f = 1,00 m f = 0,80 m f = 0,60 m f = 0,40 m

    0 2 4 6 8

    0

    2

    4

    6

    8

    10

    12

    14

    16

    18

    20

    22

    24

    26

    28

    30

    32

    34

    36

    38

    40

    42

    44

    46

    48

    50

    Cu

    N.F

    .

    Ilustracin 19 Puente vehicular Av. Amricas, incremento de la friccin superficial ltima (Qsu) a profundidad mediante el mtodo

    Para una carga de 750,00 toneladas, se tiene establecida un rea de dado para el

    empotramiento de los pilotes de 11,00 x 2,50 m y una profundidad de desplante de 2,00 m

    respecto a la rasante actual del proyecto. La longitud efectiva adoptada para los pilotes es de

    veintids y medio metros (22,5) con un dimetro de 0,60 m por lo que se requieren dieciocho

    (18) pilotes para transferir las 750 toneladas a profundidad. Estos dieciocho (18) pilotes se

  • Doc. N: 50.31-002-640-017

    CEI S.A.

    Hoja A-90

    Rev.: 0

    deben distribuir en los 275,00 m2 con separacin mnima entre pilotes centro a centro de 3,5

    veces el dimetro. Lo anterior, constituye una recomendacin que deber ser verificada por el

    Ing. Estructural en funcin de la curva caracterstica aqu presentada.

    Teniendo en cuenta la configuracin estructural y distribucin de pilotes con una separacin

    mnima de tres veces el dimetro se realiz un anlisis de la eficiencia del grupo. Para este

    anlisis se utiliz la metodologa de considerar que el grupo de pilotes acta como un bloque de

    rea igual al permetro encerrado por el grupo de pilotes y una longitud total igual a la longitud

    del pilote.

    De acuerdo con este anlisis se obtiene que el grupo de pilotes tiene una eficiencia mayor del

    100% por lo cual el factor de reduccin de capacidad de carga por eficiencia de grupo se adopt

    igual a uno.

    6.1.5 Puente Vehicular Avenida Primero de Mayo

    A continuacin se presentan los resultados del clculo de la cimentacin profunda para el

    puente vehicular de la Avenida Primero de Mayo. El clculo de la cimentacin se efectu para los

    dos estribos del punte en la calzada oriental, considerando una carga de 750,00 toneladas en

    cada estribo. De forma similar que en el caso de la Avenida de las Amricas, se emple el

    mtodo . Los resultados obtenidos fueron los siguientes.

    6.1.5.1 Estribo No. 1 En la siguiente tabla se encuentran los resultados del aporte por friccin superficial en el estribo

    No. 1 del puente vehicular ubicado en la Av. Primero de Mayo.

  • Doc. N: 50.31-002-640-017

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    Hoja A-91

    Rev.: 0

    Tabla 39 Mtodo , anlisis de sensibilidad del aporte por friccin superficial para diferentes dimetros de pilote, en el estribo No. 1

    = 1,00 m

    = 0,80 m

    = 0,60 m

    = 0,40 m

    Profundidad (m) v

    (Ton/m2)

    Cu (ton/m2)

    Qs (ton) ACUMULADO

    0,0 - 1,0 1,6 1,5 0,40

    1,0 - 2,0 3,2 1,5 0,43

    2,0 - 3,0 5,3 1,6 0,50 0,6 0,5 0,4 0,3

    3,0 - 4,0 6,4 1,6 0,55 2,0 1,6 1,2 0,8

    4,0 - 5,0 7,5 1,6 0,95 4,4 3,5 2,6 1,8

    5,0 - 6,0 8,6 1,6 0,95 6,8 5,4 4,1 2,7

    6,0 - 7,0 9,7 3,1 1,00 11,7 9,3 7,0 4,7

    7,0 - 8,0 10,0 3,1 1,00 16,5 13,2 9,9 6,6

    8,0 - 9,0 10,4 3,1 1,00 21,4 17,1 12,8 8,6

    9,0 - 10,0 10,7 3,1 1,00 26,3 21,0 15,8 10,5

    10,0 - 11,0 11,2 3,1 1,00 31,1 24,9 18,7 12,5

    11,0 - 12,0 11,6 3,1 1,00 36,0 28,8 21,6 14,4

    12,0 - 13,0 12,0 3,1 1,00 40,9 32,7 24,5 16,3

    13,0 - 14,0 12,5 3,1 1,00 45,7 36,6 27,4 18,3

    14,0 - 15,0 12,9 3,1 1,00 50,6 40,5 30,4 20,2

    15,0 - 16,0 13,3 3,1 1,00 55,5 44,4 33,3 22,2

    16,0 - 17,0 13,8 3,1 1,00 60,3 48,3 36,2 24,1

    17,0 - 18,0 14,2 3,1 1,00 65,2 52,2 39,1 26,1

    18,0 - 19,0 14,6 3,1 1,00 70,1 56,1 42,1 28,0

    19,0 - 20,0 15,1 3,1 1,00 75,0 60,0 45,0 30,0

    20,0 - 21,0 15,5 3,1 1,00 79,8 63,9 47,9 31,9

    21,0 - 22,0 15,9 3,1 1,00 84,7 67,8 50,8 33,9

    22,0 - 23,0 16,3 3,1 1,00 89,6 71,7 53,7 35,8

    23,0 - 24,0 16,7 3,1 1,00 94,4 75,5 56,7 37,8

    24,0 - 25,0 17,1 3,1 1,00 99,3 79,4 59,6 39,7

    25,0 - 26,0 17,4 3,5 1,00 104,8 83,8 62,9 41,9

    26,0 - 27,0 17,6 3,5 1,00 110,3 88,2 66,2 44,1

    27,0 - 28,0 17,9 3,5 1,00 115,8 92,6 69,5 46,3

    28,0 - 29,0 18,2 3,5 1,00 121,3 97,0 72,8 48,5

    29,0 - 30,0 18,6 3,5 1,00 126,8 101,4 76,1 50,7

    30,0 - 31,0 18,9 3,5 1,00 132,3 105,8 79,4 52,9

    31,0 - 32,0 19,3 3,5 1,00 137,8 110,2 82,7 55,1

    32,0 - 33,0 19,6 3,5 1,00 143,3 114,6 86,0 57,3

    33,0 - 34,0 20,0 3,5 1,00 148,8 119,0 89,3 59,5

    34,0 - 35,0 20,3 3,5 1,00 154,3 123,4 92,6 61,7

    35,0 - 36,0 20,7 3,5 1,00 159,8 127,8 95,9 63,9

  • Doc. N: 50.31-002-640-017

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    Hoja A-92

    Rev.: 0

    = 1,00 m

    = 0,80 m

    = 0,60 m

    = 0,40 m

    Profundidad (m) v

    (Ton/m2)

    Cu (ton/m2)

    Qs (ton) ACUMULADO

    36,0 - 37,0 21,0 1,7 1,00 162,5 130,0 97,5 65,0

    37,0 - 38,0 21,3 1,7 1,00 165,1 132,1 99,1 66,0

    38,0 - 39,0 21,6 1,7 1,00 167,8 134,2 100,7 67,1

    39,0 - 40,0 21,9 1,7 1,00 170,5 136,4 102,3 68,2

    40,0 - 41,0 22,1 3,5 1,00 176,0 140,8 105,6 70,4

    41,0 - 42,0 22,4 3,5 1,00 181,5 145,2 108,9 72,6

    42,0 - 43,0 22,7 3,5 1,00 187,0 149,6 112,2 74,8

    43,0 - 44,0 23,0 3,5 1,00 192,5 154,0 115,5 77,0

    44,0 - 45,0 23,2 3,5 1,00 198,0 158,4 118,8 79,2

    45,0 - 46,0 23,5 3,5 1,00 203,4 162,8 122,1 81,4

    46,0 - 47,0 23,8 3,5 1,00 208,9 167,2 125,4 83,6

    47,0 - 48,0 24,1 3,5 1,00 214,4 171,6 128,7 85,8

    48,0 - 49,0 24,4 3,5 1,00 219,9 176,0 132,0 88,0

    49,0 - 50,0 24,6 3,5 1,00 225,4 180,4 135,3 90,2

    En la Ilustracin 20, se observa los parmetros de resistencia del suelo utilizados en el clculo

    de los pilotes junto con la variacin de la resistencia por friccin superficial ltima (Qsu) contra la

    longitud del pilote (profundidad), de la cual se observa la buena capacidad portante que

    presentan los estratos que se encuentran a una profundidad de 6,00 m.

  • a

    Pro

    fu

    n di

    dad

    (m)

    Doc. N: 50.31-002-640-017

    CEI S.A.

    Hoja A-93

    Rev.: 0

    Aporte por friccin (ton/m2)

    0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 0

    2

    4

    (Cu - to n /m2, g - t/m2)

    0 2 4 6 8

    0

    2

    4

    6

    8

    10

    12

    14

    16

    18

    20 ) m( 22 d 24 di

    6 N.F

    8 .

    10

    12

    14

    16

    18

    20

    22

    24

    d 26 n fu 28 ro P 30

    32

    34

    36

    38

    40

    42

    44

    46

    48

    50

    f = 1,00 m f = 0,80 m f = 0,60 m f = 0,40 m

    26

    28

    30

    32

    34

    36

    38

    40

    42

    44

    46

    48

    50

    Cu Ilustracin 20 Puente vehicular Av. Primero de Mayo, estribo No. 1 curva de transferencia de

    carga y parmetros del suelo Para una carga de 750,00 toneladas, se tiene establecida un rea de dado para el

    empotramiento de los pilotes de 11,00 x 2,50 m y una profundidad de desplante de 2,00 m

    respecto a la rasante actual del proyecto. La longitud final adoptada para pilotes es de veintiuno

    y medio (21,5) metros y dimetro de 0,60 m. A esta profundidad se requieren catorce (14)

    pilotes para transferir las 750,0 toneladas a profundidad. Estos catorce (14) pilotes se deben

    distribuir en los 275,00 m2 con separacin mnima entre pilotes centro a centro de 3,5 veces el

  • Doc. N: 50.31-002-640-017

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    Hoja A-94

    Rev.: 0

    dimetro. Estas recomendaciones, debern ser verificadas por el Ing. Estructural en funcin de

    la curva caracterstica aqu presentada.

    Teniendo en cuenta la configuracin estructural y distribucin de pilotes con una separacin

    mnima de tres veces el dimetro se realiz el anlisis de la eficiencia del grupo. Para este

    anlisis se utiliz la metodologa de considerar que el grupo de pilotes acta como un bloque de

    rea igual al permetro encerrado por el grupo de pilotes y una longitud total igual a la longitud

    del pilote.

    De acuerdo con este anlisis se obtiene que el grupo de pilotes tiene una eficiencia mayor del

    100% por lo cual el factor de reduccin de capacidad de carga por eficiencia de grupo se adopt

    igual a uno.

    6.1.5.2 Estribo No. 2

    Tabla 40 Mtodo , anlisis de sensibilidad del aporte por friccin superficial para diferentes dimetros de pilote, en el estribo No. 1

    = 1,00 m = 0,80 m = 0,60 m = 0,40 m

    Profundidad (m) Clasificacin del material

    (USCS)

    Cu (ton/m2)

    Qs (ton) ACUMULADO

    0,0 - 1,0 1,7 0,48

    1,0 - 2,0 1,7 0,66

    2,0 - 3,0

    CH

    1,7 0,86 1,1 0,9 0,7 0,5

    3,0 - 4,0 1,6 1,00 3,7 2,9 2,2 1,5

    4,0 - 5,0

    CL 1,6 1,00 6,2 4,9 3,7 2,5

    5,0 - 6,0 2,1 1,00 9,5 7,6 5,7 3,8

    6,0 - 7,0 2,1 1,00 12,8 10,2 7,7 5,1

    7,0 - 8,0 2,1 1,00 16,1 12,9 9,6 6,4

    8,0 - 9,0

    SC

    2,1 1,00 19,4 15,5 11,6 7,7

    9,0 - 10,0 2,6 1,00 23,5 18,8 14,1 9,4

    10,0 - 11,0 2,6 1,00 27,5 22,0 16,5 11,0

    11,0 - 12,0 2,6 1,00 31,6 25,3 19,0 12,6

    12,0 - 13,0

    CH

    2,6 1,00 35,7 28,6 21,4 14,3

  • Doc. N: 50.31-002-640-017

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    Hoja A-95

    Rev.: 0

    = 1,00 m

    = 0,80 m

    = 0,60 m

    = 0,40 m

    Profundidad (m) Clasificacin del material

    (USCS)

    Cu (ton/m2)

    Qs (ton) ACUMULADO

    13,0 - 14,0 2,6 1,00 39,8 31,8 23,9 15,9

    14,0 - 15,0 2,6 1,00 43,9 35,1 26,3 17,5

    15,0 - 16,0 2,6 1,00 48,0 38,4 28,8 19,2

    16,0 - 17,0 2,6 1,00 52,0 41,6 31,2 20,8

    17,0 - 18,0 2,6 1,00 56,1 44,9 33,7 22,5

    18,0 - 19,0 2,6 1,00 60,2 48,2 36,1 24,1

    19,0 - 20,0 2,6 1,00 64,3 51,4 38,6 25,7

    20,0 - 21,0 2,6 1,00 68,4 54,7 41,0 27,4

    21,0 - 22,0 2,6 1,00 72,5 58,0 43,5 29,0

    22,0 - 23,0 2,6 1,00 76,5 61,2 45,9 30,6

    23,0 - 24,0 2,6 1,00 80,6 64,5 48,4 32,3

    24,0 - 25,0 2,6 1,00 84,7 67,8 50,8 33,9

    25,0 - 26,0 2,6 1,00 88,8 71,0 53,3 35,5

    26,0 - 27,0 2,6 1,00 92,9 74,3 55,7 37,2

    27,0 - 28,0 2,6 1,00 97,0 77,6 58,2 38,8

    28,0 - 29,0 2,6 1,00 101,1 80,8 60,6 40,4

    29,0 - 30,0 2,6 1,00 105,1 84,1 63,1 42,1

    30,0 - 31,0 2,6 1,00 109,2 87,4 65,5 43,7

    31,0 - 32,0 2,6 1,00 113,3 90,6 68,0 45,3

    32,0 - 33,0 2,6 1,00 117,4 93,9 70,4 47,0

    33,0 - 34,0 2,6 1,00 121,5 97,2 72,9 48,6

    34,0 - 35,0 2,6 1,00 125,6 100,4 75,3 50,2

    35,0 - 36,0 2,6 1,00 129,6 103,7 77,8 51,9

    36,0 - 37,0 2,6 1,00 133,7 107,0 80,2 53,5

    37,0 - 38,0 2,6 1,00 137,8 110,2 82,7 55,1

    38,0 - 39,0 2,6 1,00 141,9 113,5 85,1 56,8

    39,0 - 40,0 2,6 1,00 146,0 116,8 87,6 58,4

    40,0 - 41,0 2,6 1,00 150,1 120,0 90,0 60,0

    41,0 - 42,0 2,6 1,00 154,1 123,3 92,5 61,7

    42,0 - 43,0 2,6 1,00 158,2 126,6 94,9 63,3

    43,0 - 44,0 2,6 1,00 162,3 129,8 97,4 64,9

    44,0 - 45,0 2,6 1,00 166,4 133,1 99,8 66,6

    45,0 - 46,0 2,6 1,00 170,5 136,4 102,3 68,2

    46,0 - 47,0 2,6 1,00 174,6 139,7 104,7 69,8

    47,0 - 48,0 2,6 1,00 178,6 142,9 107,2 71,5

    48,0 - 49,0 2,6 1,00 182,7 146,2 109,6 73,1

    49,0 - 50,0

    2,6 1,00 186,8 149,5 112,1 74,7

  • Pro

    fu

    n di

    dad

    (m)

    Pro

    fun

    dida

    d (m

    )

    Doc. N: 50.31-002-640-017

    CEI S.A.

    Hoja A-96

    Rev.: 0

    En la Ilustracin 21, se observa la variacin de la resistencia por friccin superficial ltima contra

    la longitud del pilote (profundidad). Al igual que en el caso del estribo No.1, se presentan

    estratos de alto aporte friccionante a una profundidad de 6,00 m.

    Aporte por friccin (ton/m2)

    0 20 40 60 80 100 120 140 160 0

    2

    4

    (Cu - to n /m2, g - t/m2)

    0 2 4 6 8

    0

    2

    4

    6 6

    8 8

    10 10

    12 12

    14 14

    16 16

    18 18

    20 20

    22 22

    24 24

    26 26

    28 28

    30 30

    32 32

    34 34

    36 36

    38 38

    40 40

    42 42

    44 44

    46 46

    48 48

    50 50

    N.F

    .

    f = 1,00 m f = 0,80 m f = 0,60 m f = 0,40 m Cu

    Ilustracin 21 Puente vehicular Av. Primero de Mayo, estribo No. 2 curva de transferencia de carga y parmetros del suelo

    Para la carga establecida de 750,00 toneladas, se tiene un rea de dado para el empotramiento

    de los pilotes de 11,00 x 2,50 m y una profundidad de desplante de 2,00 m respecto a la

  • Doc. N: 50.31-002-640-017

    CEI S.A.

    Hoja A-97

    Rev.: 0

    rasante actual del proyecto. La longitud final adoptada para pilotes es de veintiuno y medio

    (21,5) metros, con un dimetro de 0,60 m. Para transferir las 750 toneladas a esta profundidad

    se necesitan dieciocho (18) pilotes que se deben distribuir en los 275,00 m2 con separacin

    mnima entre pilotes centro a centro de 3,5 veces el dimetro.

    Teniendo en cuenta la configuracin estructural y distribucin de pilotes con una separacin

    mnima de tres veces el dimetro se realiz el anlisis de la eficiencia del grupo. Para este

    anlisis se utiliz la metodologa de considerar que el grupo de pilotes acta como un bloque de

    rea igual al permetro encerrado por el grupo de pilotes y una longitud total igual a la longitud

    del pilote.

    De acuerdo con este anlisis se obtiene que el grupo de pilotes tiene una eficiencia mayor del

    100% por lo cual el factor de reduccin de capacidad de carga por eficiencia de grupo se adopt

    igual a uno. Lo anterior, constituye una serie recomendaciones que debern ser verificadas por

    el Ing. Estructural en funcin de la curva caracterstica aqu presentada.

    A continuacin se resumen las caractersticas de la cimentacin profunda que se ha diseado

    para las estructuras principales y complementarias del Tramo II.

    Tabla 41 Caractersticas de la cimentacin con pilotes para las estructuras del Tramo II

    Estructura

    Dimetro

    Longitud efectiva (m)

    Cantidad Profundidad de desplante

    (m) Canal Tintal III, puente vehicular

    0,4

    7,0

    7

    2,0

    Canal Tintal III, puente peatonal

    0,4

    7,0

    5

    2,0

    Canal Tintal II, puente vehicular

    0,4

    7,0

    6

    2,0

    Canal Tintal II, puente peatonal

    0,4

    7,0

    4

    2,0

    Canal Calle 38 Sur, puente vehicular

    0,4

    5,0

    12

    2,0

  • Doc. N: 50.31-002-640-017

    CEI S.A.

    Hoja A-98

    Rev.: 0

    Estructura

    Dimetro

    Longitud efectiva (m)

    Cantidad Profundidad de desplante

    (m) Canal Calle 38 Sur, puente peatonal

    0,4

    5,0

    9

    2,0

    Avenida de Las Amricas

    0,6

    22,5

    18

    2,5

    Avenida Primero de Mayo, estribo 1

    0,6

    21,5

    14

    2,5

    Avenida Primero de Mayo, estribo 2

    0,6

    21,5

    16

    2,5

    6.2 Anlisis de asentamientos

    6.2.1 Asentamiento elstico en pilotes

    Para determinar el asentamiento elstico (Se) que se produce en los pilotes bajo la carga de

    trabajo, se utiliz la siguiente metodologa:

    Se = S e (1) + S e ( 2) S e(3)

    (Qwp + Qws )L Asentamiento elstico del pilote Se(1): S e(1) = Ap E p

    Asentamiento del pilote por carga en la punta, Se(2), Vesic 1977: S e( 2) = Qwp C p Dq p

    Asentamiento del pilote por carga transmitida a lo largo del fuste Se(3), Vesic 1977:

    S = Qws Cs e(3) Lq p

    Con las anteriores definiciones se obtuvieron los siguientes asentamientos para los pilotes en los

    que se disearon trabajando por friccin y por punta:

  • Doc. N: 50.31-002-640-017

    CEI S.A.

    Hoja A-99

    Rev.: 0

    Tabla 42 Asentamiento elstico en pilotes

    Tinal III Tinal II Cale 38 sur Parmetro

    Vehicular Peatonal Vehicular Peatonal Vehicular Peatonal

    L (m) 7,00 7,00 7,00 7,00 5,00 5,00

    D (m) 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40

    Ap (m2) 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13

    Qws (ton) 12,10 12,10 14,90 14,90 6,00 6,00

    Qwp (ton) 24,70 24,70 34,30 34,30 15,10 15,10

    qp (ton/m2) 196,56 196,56 272,95 272,95 120,16 120,16

    0,67 0,67 0,67 0,67 0,67 0,67

    Ep (ton/m2) 2E6 2E6 2E6 2E6 2E6 2E6

    Cp 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03

    Cs 0,05 0,05 0,05 0,05 0,04 0,04

    Se(1) - cm 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

    Se(2) - cm 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01

    Se(3) - cm 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

    Se (cm) 1,08 1,08 1,10 1,10 1,03 1,03

    Los anteriores resultados reafirman la conveniencia de utilizar cimentacin profunda, pues los

    asentamientos que se pueden producir son mnimos.

    6.2.2 Asentamientos en terraplenes

    Un aspecto de gran importancia en el diseo de los terraplenes es el clculo de los

    asentamientos que se pueden presentar en los terraplenes durante la vida til del proyecto

    como consecuencia de la consolidacin del terreno. En este sentido, a continuacin se describe

    la metodologa empleada para la determinacin de los asentamientos por consolidacin.

    Dentro del programa de ensayos tambin se estableci la ejecucin de pruebas de consolidacin

    con lenta, con el objetivo de poder establecer los asentamientos que se producen en el terreno

    por la construccin del Terrapln del proyecto. El resumen de ensayos efectuados, en lo que se

    refiere a consolidaciones es el siguiente:

  • Doc. N: 50.31-002-640-017

    CEI S.A.

    Hoja A-100

    Rev.: 0

    Tabla 43 Ubicacin de las pruebas de consolidacin realizadas en el Tramo II y parmetros del suelo resultantes

    Ubicacin con respecto al

    abscisado del proyecto

    Profundidad de la muestra

    Cc

    Cr

    Observaciones

    K29+062

    42,00 - 42,50

    0,24

    0,056 Muestra No. 35 del sondeo 8 (Avenida de Las Amricas)

    K29+700

    0,53 - 2,30

    0,28

    0,039 Sondeo No. 12 del rea de pavimentos

    K30+200

    0,45 - 2,30

    0,36

    0,038 Sondeo No. 11 del rea de pavimentos

    K31+320

    1,20 - 1,90

    0,28

    0,028 Sondeo No. 9 del rea de pavimentos

    K32+035

    33,00 - 33,50

    1,35

    0,332 Muestra No. 22 del sondeo 4-1 (Avenida Primero de Mayo)

    K32+035

    43,00 - 43,50

    1,37

    0,185 Muestra No. 27 del sondeo 4-1 (Avenida Primero de Mayo)

    K32+035

    45,00 - 45,50

    1,89

    0,273 Muestra No. 24 del sondeo 4-2 (Avenida Primero de Mayo)

    K32+035

    43,00 - 44,50

    1,48

    0,241 Muestra No. 27 del sondeo 4-3 (Avenida Primero de Mayo)

    K32+700

    1,50 - 1,80

    0,23

    0,042 Sondeo No. 6 del rea de pavimentos

    De la tabla anterior, es importante sealar que no se presentaron las pruebas realizadas para el

    paso del proyecto por el Relleno Gibraltar, teniendo en cuenta que se ha definido la

    presentacin de un informe detallado sobre este caso.

    Con la informacin anterior y de acuerdo con la altura del terrapln establecida por los

    Diseadores Geomtricos del proyecto (Ilustracin 22), se definieron los siguientes sectores

    para el anlisis de asentamientos, teniendo en cuenta que se trata de los sitios en donde la

    altura del terrapln en mayor.

  • Pro

    fun

    dida

    d (m

    )

    Doc. N: 50.31-002-640-017

    CEI S.A.

    Hoja A-101

    Rev.: 0

    Ilustracin 22 Variacin de la altura promedio del terrapln en el abscisado del proyecto

    Abscisa

    4,0

    3,5

    3,0

    2,5

    2,0

    1,5

    1,0

    0,5

    0,0

  • Doc. N: 50.31-002-640-017

    CEI S.A.

    Hoja A-102

    Rev.: 0

    6.2.3 Condiciones de anlisis Con los parmetros geomecnicos promedio, deducidos de la informacin de campo y

    laboratorio, se realizaron anlisis de estabilidad de los terraplenes. Para los taludes de la va en

    general se adopt una inclinacin de 1,0H:1,0V. Los clculos de asentamientos se efectuaron

    para las diferentes combinaciones que se producen en terraplenes con alturas que dependen del

    valor mximo del terrapln en cada sector y un ancho de coronas desde 7,0 m hasta 14,0 m.

    6.2.4 Incremento de esfuerzos

    Definidas las diferentes configuraciones geomtricas de los terraplenes, el siguiente paso es

    determinar el incremento de esfuerzos que se produce en el suelo por la construccin del

    terrapln. El incremento de esfuerzos, debe ser calculado en el estrato compresible del perfil

    estratigrfico de diseo. En la siguiente ilustracin, se muestra que el terrapln genera una

    condicin de carga bidimensional en el terreno, por lo que el incremento de esfuerzos a una

    profundidad z, estar dado por la siguiente relacin:

    B2 B1

    H

    1

    z 2

    Ilustracin 23 Principios geomtricos utilizados para el clculo de asentamientos en terraplenes

  • Doc. N: 50.31-002-640-017

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    Hoja A-103

    Rev.: 0

    H B1 + B2 B1 = (1 + 2) B2 ( 2) B2 B1 + B2 B1 B1

    donde, 1 = tan 1 tan 1 y 2 = tan 1 (tanto 1 como 2 estn en

    radianes).

    z

    z

    z

    De acuerdo con los anteriores principios, a continuacin se presenta el incremento de esfuerzos

    y los asentamientos correspondientes en cada sector de anlisis.

    6.2.5 Primer sector de anlisis (K28+600 K29+800)

    Para este sector y tomando como referencia la Ilustracin 22, para este sector se toma una

    altura de terrapln de 3,0 metros.

    El incremento de esfuerzos resultante por la construccin del terrapln en la mitad del estrato

    compresible, que presenta un espesor de siete (7,0) metros, contemplando una excavacin de

    0,50 metros se resume a continuacin:

    Tabla 44 Incremento de esfuerzos para el primer sector de anlisis (K28+600 K29+800)

    Ancho de corona (m)

    7,00

    8,00

    9,00

    10,00

    11,00

    12,00

    13,00

    14,00

    Incremento de esfuerzos

    (ton/m2)

    2,6

    2,6

    2,6

    2,6

    2,7

    2,7

    2,7

    2,7

    La curva resultante del ensayo de consolidacin se presenta en la siguiente ilustracin,

    destacando que el esfuerzo de preconsolidacin es de 10,0 (ton/m2).

  • Doc. N: 50.31-002-640-017

    CEI S.A.

    Hoja A-104

    Rev.: 0

    Ilustracin 24 Curva de consolidacin utilizada para el anlisis de asentamientos

    A partir de los anteriores resultados, los asentamientos por consolidacin que se pueden esperar

    por la construccin del terrapln para diferentes anchos de corona son los siguientes.

    Tabla 45 Asentamientos por terrapln de 3,00 m de altura, sector (K28+600 - K29+800)

    Ancho de corona (m)

    7,0

    8,0

    9,0

    10,0

    11,0

    12,0

    13,0

    14,0

    Asentamiento total

    por consolidacin

    (cm)

    3,22

    3,23

    3,23

    3,24

    3,24

    3,24

    3,24

    3,24

    6.2.6 Segundo sector de anlisis (K29+800 - K30+500)

    Para este sector los incrementos de esfuerzos por efecto del terrapln en la mitad del estrato

    compresible que tiene un espesor de seis (6,0) metros, son los siguientes:

  • Doc. N: 50.31-002-640-017

    CEI S.A.

    Hoja A-105

    Rev.: 0

    Tabla 46 Incremento de esfuerzos para el segundo sector de anlisis (K29+800 K30+500)

    Ancho de corona (m)

    7,00

    8,00

    9,00

    10,00

    11,00

    12,00

    13,00

    14,00

    Incremento de esfuerzos

    (ton/m2)

    2,6

    2,6

    2,7

    2,7

    2,7

    2,7

    2,7

    2,7

    A partir de estos incrementos, los asentamientos por consolidacin para diferentes anchos de

    corona del terrapln se presentan en la Tabla 47.

    Tabla 47 Asentamientos por terrapln de 2,85 m de altura, sector (K29+800 K30+500)

    Ancho de corona (m)

    7,0

    8,0

    9,0

    10,0

    11,0

    12,0

    13,0

    14,0

    Asentamiento total

    por consolidacin

    (cm)

    3,02

    3,03

    3,03

    3,04

    3,04

    3,04

    3,04

    3,04

    6.2.7 Tercer sector de anlisis (K30+500 - K33+300)

    Este sector se estableci teniendo en cuenta tanto las variaciones en la altura del terrapln y

    ms importante an, la similitud en el perfil estratigrfico de acuerdo con los resultados

    obtenidos en el programa de exploracin del subsuelo. Los resultados obtenidos para el

    incremento de esfuerzos y asentamientos totales, se presentan en la respectivamente.

  • Doc. N: 50.31-002-640-017

    CEI S.A.

    Hoja A-106

    Rev.: 0

    Tabla 48 Incremento de esfuerzos para el tercer sector de anlisis (K30+500 K33+300)

    Ancho de corona (m)

    7,00

    8,00

    9,00

    10,00

    11,00

    12,00

    13,00

    14,00

    Incremento de esfuerzos

    (ton/m2)

    3,5

    3,5

    3,6

    3,6

    3,6

    3,6

    3,6

    3,6

    Tabla 49 Asentamientos por terrapln de 4,00 m de altura, sector (K30+500 K33+300)

    Ancho de corona (m)

    7,0

    8,0

    9,0

    10,0

    11,0

    12,0

    13,0

    14,0

    Asentamiento total

    por consolidacin

    (cm)

    3,55

    3,56

    3,56

    3,56

    3,57

    3,57

    3,57

    3,57