vi. estudios geotÉcnicos y de pavimentos v1.1. … · 2015-09-07 · vi. estudios geotÉcnicos yde...

VI. ESTUDIOS GEOTÉCNICOS y DE PAVIMENTOS

V1.1. Componente Geoesférico

VI.1.1. Geomorfología

El paisaje del proyecto muestra terrenos planos de la Sabana y terrenosmarginales de relieve moderado y localmente abrupto acomodados a unaestructura geológica regional, el sinclinal de Usme, afectada por una red dedrenaje inadaptada, donde se combina la antecedencia con la sobreimposición, siendo el primero el drenaje más representativo.

La red de drenaje es subparalela en la ladera más oriental, por la víaantigua a Villavicencio, y seudocárstica en la zona de explotación degravas del río Tunjuelito, pues la falta de integración actual de los canalesde drenaje obedece más a la actividad antrópica por la extracción de losmateriales para construcción en dicha zona.

El evento geomorfológico de mayor expresión en la zona de estudio es lapresencia de grandes depósitos fluvio-glaciales concentrados en elcorredor de la Avenida Caracas.

Particularmente en el sector donde se desarrolla la Avenida Caracas sepresenta cobertura de sedimentos glaciales, aluviotorrenciales de suelosresiduales y fluvioglaciales.

VI.1.2. Marco Geológico Regional

La Sabana de Bogotá es una cuenca de rocas sedimentarias terciariasrodeada de rocas cretáceas, que aparece rellena de sedimentoscuaternarios de origen lacustre, aluvial y glacial.

•En la zona sur, donde conforman lomas de baja o mediana altura. Losdepósitos cuaternarios lacustres ocupan la mayor parte de la zona plana dela Sabana. Los sedimentos de origen fluvial se localizan en las partes bajasde los cerros, en zonas donde las quebradas disminuyen su energíadepositándolos como acumulaciones aluviales y aluviotorrenciales. Losdepósitos de origen glacial aparecen en las partes altas y medias a mediasbajas recubriendo parcialmente a las rocas terciarias.

Desde el punto de vista estructural, en la zona de interés las formacionesrocosas aparecen conformando una estructura sinclinal disarmónica, elsinclinal de Usme, en razón a la inversión de sus flancos en algunossectores del pliegue. Se detectó la existencia de una falla geológica decabalgamiento que afecta principalmente a la formación Regadera,haciendo que la secuencia estratigráfica de esta unidad litológica se repita

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parcialmente. Esta falla no cruza el alineamiento de la Avenida Caracas yno se conocen datos de actividad reciente.

VI.1.3. Unidades Litoestratigráficas

Regionalmente fueron identificadas varias formaciones geológicas, lascuales de acuerdo con los estudios geológicos oficiales tienencorrespondencia con las formaciones del Grupo Guadalupe, Guaduas,Cacho Bogotá, Regadera y Usme. Para la Avenida Caracas en particular,el trazado se restringe a las formaciones Regadera y Usme.

En cuanto a los recubrimientos de materiales no consolidados, lafotointerpretación permitió identificar en toda la zona depósitos aluviales,coluviales, flujos de tierra, aluviotorrenciales y cuerpos deslizados.

VI.2. Geología General del Área de influencia directa del Proyecto

El área del proyecto está constituida geológicamente por las formacionesBogotá, Regadera y Usme. Estas tres formaciones aparecen parcialmentecubiertas por depósitos aluviales y aluviotorrenciales, especialmente laúltima.

El alineamiento de la Avenida Caracas, está localizado más o menos en laparte central del sinclinal de Usme.

V1.3. Estratigrafía

Desde el punto de vista estratigráfico se reconocen las siguientesunidades:

A. Cuaternario

Depósitos Fluviales: Son materiales depositados por el río Tunjuelito yquebradas afluentes como la Chiguaza, Los Pinos (La Nutria) y Agüemonteentre otras. Estos depósitos se presentan de tres formas: aluviales,aluviotorrenciales y fluvioglaciales. Los primeros, depósitos aluviales (Qal),son más recientes siendo su composición arcillosa a limo-arcillosa, concapas gruesas de arenas limosas intercaladas.

Los depósitos Aluviotorrenciales (Qat) están representados por el grancono de deyección del río Tunjuelito. Aparecen constituidos por unasucesión espesa de gravas finas a gruesas redondeadas y cantos dearenisca con diámetro máximo de 25 cm contenidos en matriz arenosa conlentes de limos y arcillas y algunos mantos de turbas. En la parte superiordel depósito se encuentra una capa de limos arcillosos carmelitos aamarillos de unos 6 m de espesor, infrayacidos por un estrato de arena fina


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a gruesa cuarzosa de 1.5 a 2.5 m de espesor. Estos materialesconglomeráticos se explotan para la fabricación de concretos.

Están bien expuestos en los taludes de explotación de las gravilleras: LaFiscala, Playa de Santa Rosa, San Antonio y Premezclados S.A, ubicadasentre las Avenidas Caracas y Boyacá al Sur de la Escuela de Artillería.

Los depósitos Fluvioglaciares recubren gran parte del corredor de laAvenida. Están constituidos por bloques, cantos y gravas de arenisca deforma angular a subredondeada, contenidos en abundante matriz arcillo-limosa color habano.

Depósitos .Lacustres: Están representados por los sedimentos de laformación Sabana (Qs) los cuales están constituidos por arcillas plásticas,arcillas orgánicas, turbas, arenas finas a gruesas y restos de madera,distribuidos en la mayor parte de la Sabana de Bogotá. Se presentan alnorte del KO+OOOdel trazado de la Avenida Caracas (Q. Chiguaza)

B. Terciario

Pertenecen a éste periodo las formaciones Usme, Regadera y Bogotá.

Formación Usme (Tu): Está constituida por arcillolitas y limolitas grises aamarillas que meteorizan a suelos residuales arcillo-limosos. Afloraparcialmente en el flanco oriental del sinclinal de Usme debajo de depósitosaluviales y aluviotorrenciales. Geológicamente la Avenida Caracas estáubicada sobre esta formación.

Formación Regadera (Tr): Esta formación aparece bien expuesta en elflanco oriental del sinclinal de Usme y en el sector suroccidental de laestructura cerca a la población de Usme. Aparece integrada por capasdelgadas a gruesas de areniscas cuarzo-líticas, color gris claro a amarillo,con abundante matriz arcillosa, friables por mal cementación. Presentanintercalaciones gruesas de arcillolitas grises a amarillo rojizo, blandas yplásticas. Las arenas sueltas de esta formación tienen importancia en lazona como material de construcción. De hecho en la zona se presentancanteras abandonadas y en explotación.

Formación Bogotá (Tb): Esta formación está constituida por arcillolitasgrises oscuras a gris verdoso y café, con algunas intercalaciones deareniscas cuarzo-feldespática de grano fino a grueso, friables. Los suelosresiduales arcillosos que por meteorización produce esta formación, seutilizan en la zona para la fabricación de teja y ladrillo.


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VI.4. Geología Estructural

El área de estudio está dominada por una estructura sinclinal ampliaconocida regionalmente como sinclinal de Usme. hacia el núcleo de estaestructura afloran las formaciones terciarias Usme, Regadera y Bogotá yhacia los flancos las formaciones cretáceas, Arenisca Tierna, Arenisca deLabor, Plaeners y Arenisca Dura pertenecientes al grupo Guadalupe.

El sinclinal presenta de rumbo general norte sur y son frecuentes lasinversiones en sus dos flancos. Se extiende desde el sur de Usme y parececabecear un poco al norte de la Escuela de Artillería donde desaparecedebajo de los sedimentos cuaternarios de la formación Sabana.

VI.5. Geología de Detalle de la Avenida Caracas

La Avenida de la Caracas en el tramo de estudio comenzará en el cruce dela quebrada Chiguaza y terminará en la localidad de Usme, para unalongitud de 3.2 km

La Avenida se localiza en terrenos estables casi planos conformados pordepósitos aluvio-torrenciales depositados por el río Tunjuelito. Estosmateriales están compuestos por bloques, cantos y gravas de formaredondeada a subredondeada contenidos en matriz compacta de arenacon lentes de limo y arcilla. En el costado occidental de la Avenida Caracasaparecen en el mismo tramo varios socavones de explotación de estosmateriales de dimensiones enormes, algunos con profundidades de hasta50m.

V1.6. Aspectos geotécnicos

El corredor de la Avenida Caracas entre la Escuela de Artillería y Usme,sigue el curso de la vía existente haciendo algunas rectificaciones almismo. El trazo es plano a ondulado y en general estable a pesar de estaremplazada sobre depósitos cuaternarios. La excepción se tiene en dossitios: el primero es un apreciable tramo frente a la Gravillera La Fiscala(Diamante-Samper), donde la Avenida Caracas limita por el lado occidentalcon enormes y profundos socavones de explotación de gravas de 30 a 50m de profundidad, separada en unos casos por un muro y en otros casosademás del muro por una franja de terreno de 10 a 12 m de ancho con uncanal central revestido que conduce aguas de la quebrada Santa Librada.Esto ocurre en una longitud de 1.1 Km y aunque no se trata de una zonainestable propiamente dicha, es recomendable evitar la ampliación hacia ellado occidental (zona de gravilleras) por el reducido espacio disponible ypor el riesgo potencial de desestabilización del talud de los socavones porla trepidación causada por el paso de los vehículos.

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V1.7. Zonificación Geotécnica

Con base en el mapa de Zonificación Geotécnica de Bogotá 1, del Estudio

de Microzonificación Sísmica, el proyecto está ubicado en la zona desuelos duros, zona de piedemonte o conos de deyección y zonamontañosa.

En la zona de suelos duros predominan las arcillas preconsolidadas o éstascon intercalaciones de arena. y suelos arenosos de origen aluvial. Lossuelos arcillosos se caracterizan por su baja plasticidad, yen profundidad,tienden a volverse más arenosos. La parte occidental de esta zona secaracteriza principalmente por la presencia de arenas de grano fino a muyfino, con poca presencia de arcilla.

La zona de piedemonte o de conos de deyección está conformada pormateriales que bajo el efecto de la gravedad han sufrido movimientos y sehan depositado en forma de cono o abanico.

La zona montañosa se caracteriza por la presencia de areniscas durasresistentes a la erosión y arcillositas cuya resistencia y deformabilidaddependen de su humedad.

V1.8. Zonificación Sísmica

De acuerdo con el mapa de Microzonificación Sísmica de Boqotá", delEstudio del mismo tema, el proyecto está ubicado en la zona 2 depiedemonte y en la zona 5 de terrazas y conos de deyección.

La zona 2 está conformada por la zona de transición entre los cerros y lazona plana y consta principalmente de depósitos coluviales y conos dedeyección de materiales con una alta capacidad portante en general, perocon estratigrafías heterogéneas con predominio de gravas, arenas y limosy depósitos ocasionales de arcillas de poco espesor.La zona 5 está conformada por suelos arcillosos secos y preconsolidadosde gran espesor y arenas o limos o combinaciones de ellos.

1 Microzonificación Sísmica de Santa Fe de Bogotá. Convenio Interadministrativo 01-93 entre la Universidad de los Andes eIngeominas. Agosto de 1997.

2 Microzonificación Sísmica de Santa Fe de Bogotá. Convenio Interadministrativo 01-93 entre la Universidad de los Andes eIngeominas. Agosto de 1997.


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V1.9. Estado Actual de la Calzada Existente y Perfil de Suelos

La inspección realizada a las calzadas existentes, la evaluación y análisisde la investigación de suelos determinan el estado de los pavimentos, elperfil de suelos y las características geotécnicas de las capas queconforman las estructuras de pavimento, los materiales de relleno y lossuelos de subrasante, los cuales se describen a continuación.

VI.9.1. Sector I KO+OOO-Quebrada Chiguaza (KO+420)

En este sector las calzadas de la Avenida Caracas se encuentranconstruidas en pavimento rígido.

La inspección realizada determinó que las losas presentan daños de tipoestructural de manera muy aislada, representados por fisuras transversales(FT) situadas en el tercio medio o en la mitad de la longitud de las losas,las cuales se ubican en los carriles internos de las de cada calzada, fisuraslongitudinales (FL), en los carriles externos, dislocamientos (DI) ydesportillamientos (DE) en las juntas. Como daño superficial se observó elpulimento (PU).

En las dos calzadas los sardineles son monolíticos con las losas. Lasmedidas de los anchos de las calzadas de Tránsito Mixto y de Transmilenioy las dimensiones de las losas de concreto se relacionan a continuación:

• Tramo de la Carrera 10 a la Carrera 9..

En éste tramo las calzadas de Tránsito Mixto y de Transmilenio sonindependientes. Las primeras se encuentran construidas en pavimentoasfáltico, siendo su ancho de 6 m en los dos sentidos de circulación de losvehículos, es decir, sur norte y norte sur. El ancho del separador entrecalzadas de una misma dirección, medido en la Carrera 9 es de1 m.

Las dimensiones de las losas en las calzadas de Transmilenio son lassiguientes:

CALZADA CARRIL LONGITUD ANCHOI (Flujo Vehicular) (m) (m)

Sur-NorteExterno 4.30 3.70\alInterno 4.30 345

Norte-SurInterno 4.70 3.45Externo 4.70 3.70\al

(a) Incluye ancho del sardinel = 0.15 m.


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• Tramo de la Carrera 9 al Sur.

En éste tramo las calzadas en los dos sentidos de circulación de losvehículos (sur-norte y norte-sur), se encuentran construidas en pavimentorígido; el tránsito de vehículos mixtos y de Transmilenio está mezclado.

La calzada con flujo vehicular sur-norte está conformada por 3 losas,mientras que la calzada con flujo vehicular norte-sur está conformada por 4losas en longitud aproximada de 45 m. (10 losas), entre la Carrera 9 y laTransversal 8 A; de éste sitio hasta la Quebrada Chiguaza la calzada tiene3 losas. El separador central medido en la Carrera 9 tiene 4 m. de ancho.

Las dimensiones de las losas son:

*Carrera 9 - Transversal 8 A.

CALZADACARRIL LONGITUD (m) ANCHO (m)

(Flujo Vehicular)Externo 4.50 4.15,a¡

Sur-Norte Central 4,50 3.65Interno 4.50 3.60Interno 4.50 3.53

Norte-Sur Central-Este 4.50 3.47Central-Oeste 4,50 3.30

Externo 4.50 3.15(a)(a) Incluye ancho del sardinel = 0.15 m.

*Transversal 8 A al sur.

CALZADACARRIL

LONGITUD ANCHO(Flujo Vehicular) (m) (m)

Externo 4.50 4,15Ia¡Sur-Norte Central 4,50 3,65

Interno 4.50 3.60Interno 4.50 3.53

Norte-Sur Central 4,50 3,47Externo 4.50 3.45,a¡


Con referencia a los inventarios de daños en las losas que ha venidoadelantando cada seis (6) meses el Consorcio Tranvía en el Contrato deMantenimiento Rutinario, Preventivo y Correctivo de la Troncal Caracas, seobserva que entre los inventarios realizados en febrero de 2.004 y en enerode 2.007, los daños estructurales en las losas han tenido un incrementomuy bajo, siendo más notorio el daño superficial de pulimento.

Las fisuras transversales son producidas por una o por combinación de lassiguientes causas: repetición de cargas pesadas, esfuerzos por gradientestérmicos y de humedad y esfuerzos de contracción.


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Las fisuras longitudinales tienen como causas probables la construcción noapropiada de las juntas longitudinales o por una combinación de larepetición de cargas pesadas, pérdida del soporte de la fundación yesfuerzos por gradientes térmicos y de humedad.

Si se tiene en cuenta que el fisuramiento de las losas se produjo en edadtemprana después de su construcción, se puede considerar que entre lascausas más probables que han generado los daños son: la repetición decargas pesadas, las losas puestas en servicio en un tiempo muy cortodespués de su construcción y la deficiencia puntual de compactación de losgranulares. Además, los dislocamientos que se encuentran localizados enlos sitios donde existen cámaras o pozos de los servicios públicos, sonproducidos por falta de la junta de dilatación o por deficiencia decompactación de los granulares alrededor de dichos elementos.

La identificación y localización de los daños en las losas de las doscalzadas pueden ser consultados en el Anexo V.2 del Tomo 11.

En el corredor que ocuparán las 4 calzadas y el espacio público, seejecutaron diez (10) sondeos que cubren un ancho aproximado de treinta ycinco (35) metros.

En el costado oriental, se realizaron cuatro (4) sondeos, tres (3) de loscuales quedaron ubicados en la calzada y el cuarto (SF-1), en el separadorcentral actual.

En el costado occidental, se efectuaron séis (6) sondeos, de los cuales,dos (2) se realizaron sobre la calzada existente, y los cuatro (4) restantesen el sector que ocupará la nueva calzada de tránsito mixto.

La localización de los sondeos se ilustra en la Figura N° 1-1del Anexo 1.

El perfil estratigráfico se relaciona a continuación:

A. Estructura del pavimento Rígido

- 0.00- 0.2g m losa de concreto•0.22 -0.35/0.40 m concreto asfáltico- 0.35/0.40-0.95/1.30 m materiales granulares conformados por arenalimosa gris o habana (SM), grava arenosa en matriz limosa o limo-arcillosa amarilla (GM-GC) y arena limo-arcillosa café o habana(SM-SC). Las arenas y gravas limosas contienen finos de carácterno plástico en proporción aproximada de 28%-36%, y los materialesen matriz limo-arcillosa contienen finos en proporción de 31% a35%; en estos últimos el límite líquido es de 22% y el índice deplasticidad de 5%. La humedad natural tiene valores en el rangode 8% a 12%. En el sistema AASHTO clasifican en el grupo A-2-4.

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A tres núcleos recuperados de las losas de concreto de las calzadasexistentes se le realizaron ensayos de resistencia a compresión y deabsorción, cuyos resultados se relacionan a continuación:

SONDEO ABSCISA CALZADA- fc MR1aJ AbsorciónCARRIL (MPa) (MPa) (%)

BN-12 KO+290 S-N/Externo 45.8 4.30 037BN-10 KO+380 S-N/Externo 51.0 4.5 0,48BN-11 KO+330 N-S/Externo 495 45 0,22

Calzada = Sentido del Flujo Vehlcular(a) Mr =( 2x fC)1/2

los resultados determinan que la mezcla de concreto de las losas tienemódulo de rotura aproximado de 4,5 MPa y la absorción define que lamezcla quedó adecuadamente vibrada.

B. Materiales de Relleno

En los sondeos realizados en el separador central y en el andén delcostado occidental del corredor vial, se identificaron gravas areno-arcillosasde color gris o café (GC), que llegan a profundidades comprendidas entre0.95 a 2.80 metros. El contenido de finos es de 20%, el límite líquido de31%, índice de plasticidad de 14%, siendo la humedad natural de 12% enel sistema AASHTO clasifica en el grupo A-2-6.

C. Subrasante

Conformada por una arcilla de color habano, gris o café que presentacontenidos variables de arena fina, suelo de plasticidad media y baja (Cl).Únicamente en el sitio del sondeo SF-2A, localizado en las calzadas delcostado occidental en la abscisa KO+290se identificó una capa de arcillagris de carácter plástico (CH).

la arcilla de baja a media plasticidad tiene límite líquido de 26% a 44%,índice de plasticidad de 8% a 24%, estando la humedad natural en el rangode 16% a 29%. En el sitio del sondeo SPM-~B localizado en las calzadasdel costado occidental, en la abscisa KO+110 en donde la arcilla seencuentra superficial, la humedad del suelo es de 11%. En el sistemaAASHTO el suelo clasifica en los grupos A-4, A-6 Y A-7-6. en el ensayo decompresión inconfinada se obtuvieron resistencias no drenadas entre 114 y181 kN/m2

. Estos valores corresponden a un suelo de consistencia firme.la arcilla se encuentra preconsolidada posiblemente por desecación.

En ninguno de los sitios explorados se detectó agua subterránea.

los perfiles de suelos se iliustran en la Figura N° 1-2del Anexo I(calzadascostado oriental) yen la Figura 1-3del Anexo I(cazadas costado occidental)y el resumen de ensayos de laboratorio en los Cuadros N° 1-1 (calzada


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oriental) y N° 1-2(calzada occidental) del Anexo 1,los cuales se encuentranen el Anexo l.

VI.9.2. Sector" Quebrada Chiguaza (KO+440) -K1 +300

• Calzadas del Costado Oriental

En el costado oriental se construirán las nuevas calzadas de Transmilenio yde tránsito mixto. El terreno presenta una topografía plana estando lasuperficie cubierta por vegetación, pastos principalmente.

En el costado oriental, se realizaron 18 sondeos en un corredor deaproximadamente veinticinco (25) metros de ancho, que cubre la ubicaciónde las calzadas nuevas y el espacio público. La localización de los sondeosaparece en la Figura N° 11-1del Anexo 11.

El perfil estratigráfico es el siguiente:

A. Rellenos y Capa Vegetal

./ Rellenos heterogéneos

Este tipo de materiales se identificó en superficie en la mayor parte de lossondeos realizados. Están conformados principalmente por escombros deconstrucción, embebidos en matriz limo-arcillosa café y habana. Existepresencia de raíces y leve olor orgánico, especialmente en los sondeosubicados en el vallado. Los rellenos llegan a profundidades aproximadasentre 0.40 y 1.50 m. La humedad natural se encontró en el rango de 20%a 41%.

./ Capa vegetal

Se identificó en tres de los sondeos localizados en el costado oriental delcorredor vial (sondeos SCD-3, SCD-4, SCD-5) y en dos sondeos ubicadosen el sector de la calzada de tránsito mixto (sondeos SC-2 y SC-4). Tieneespesor promedio de 0.40 m.

./ Limo arcillo-arenoso (MH)

Este relleno de limo arcillo-arenoso gris se identificó en superficie en dosde los sondeos ejecutados en el vallado (sondeos SFV-2, SFV-3) y en elsondeo SC-5 ubicado en la calzada de tránsito mixto. Su espesor esaproximadamente de 0.30 m. Contiene raíces y manchas de óxido, estandola humedad natural comprendida entre 28% y 32%.

./ Limo arenoso (ML)


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Este relleno de limo arenoso café con contenido de raíces se identificó ensuperficie únicamente en el sondeo SC-4. Tiene límite líquido de 35%,índice de plasticidad de 9% y humedad natural de 23%.

B. Suelos de Subrasante

la subrasante está conformada esencialmente por una arcilla de baja amedia plasticidad (Cl), de color habano, gris o café, con contenido variablede arena fina. En algunos sitios en el suelo se percibía olor orgánico ypresencia de raíces. Tiene valores de límite líquido variables entre 20% y49%, límite plástico entre 14% y 26% e índice de plasticidad entre 7% y25%. la humedad natural se encuentra en el rango de 15% a 34%.

En el ensayo de compresión inconfinada, se obtuvieron valores deresistencia no drenada entre 70 kN/m2 y 170 kN/m2. En los ensayos decorte directo, los parámetros de resistencia. tienen valores comprendidosentre: Cohesión (e) de 17 a 45 kN/m2

; ángulo de fricción interna (~) de 34°a 29.9° respectivamente. los valores anteriores definen que la arcilla esde consistencia media a firme.

Dentro de los suelos de subrasante, se identificaron también lentes dearena fina limo arcillosa (SC) y limosa (SM) de color café o habana, en lossitios de las perforaciones SCD-2, SC-1, SC-4, SFV-1 Y SC-5. Presentanhumedad natural entre 17% y 22%.

En el ensayo de pin hole se definió que las arcillas presentan condicionesvariables de resistencia a la erosión idenficándose cuatro (4) categoríasasí:ND1: Suelo Altamente Resistente a la Erosión.ND2: Arcilla Resistente a la Erosión.ND4: Arcilla Dispersiva Intermedia.D2: Arcilla Dispersiva.

De acuerdo con los resultados de los ensayos de pinhole la arcillapresenta diferentes grados de resistencia a la erosión, desde sueloaltamente resistente (ND1) hasta suelo dispersivo (D2). las condicionesde dispersividad hacen que el suelo arcilloso sea susceptible a la erosiónal quedar a la intemperie. Estando el suelo protegido con la estructura delpavimento y con el manejo adecuado de las aguas superficiales lacondición descrita no tendrá implicación en la estabilidad del pavimento.

Finalmente se identificó un limo arcilloso café (MH) con manchas de óxidoentre los 1.50 y 4.00 m de profundidad. Tiene límite liquido entre 58% y149% e índice de plasticidad entre 25% y 84%. la humedad natural tienevalores entre 42% y 68%.


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Únicamente en cuatro (4) de los sondeos ejecutados en el vallado sedetectaron niveles de agua subterránea a las siguientes profundidades:

PERFORACION ABSCISA PROF. NIVEL AGUA - mSFV-1 KO+SOO 1.S00SFV-2 KO+700 1.20SFV-3 KO+900 1.20SFV-4 K1+100 1.10

Los perfiles de los sondeos se ilustran en las Figuras N° 11-2Y N° 11-3Y elresumen de los resultados de los ensayos de laboratorio en el Cuadro N°11-1,los cuales se incluyen en el Anexo 11.

• Calzadas del costado Occidental

La inspección realizada determinó que las losas presentan daños de tipoestructural de fisuras transversales (FT) situadas en el tercio medio o en lamitad de la longitud de las losas, las cuales afectan en mayor proporción alas losas de los carriles internos de cada calzada, y con menor frecuenciafisuras longitudinales (FL), dislocamientos (DI) y desportillamientos (DE)en las juntas. Como daño superficial se observó el pulimento (PU).

}En sectores aislados se presenta el escalonamiento longitudinal de loscarriles interiores, y en estos sitios las losas tienen las fisurastransversales, que en algunos casos se extienden a los carriles externos.

En las dos calzadas los sardineles son monolíticos con las losas. Lasdimensiones de las losas en las dos calzadas son las siguientes:

CALZADA(Flujo CARRIL LONGITUD (m) ANCHO (m)

Vehicular)

Sur-NorteExterno Var 4.80-S.1 O 3.6S\al

Interno Var4.80 3.00

Norte-SurInterno Var 4.80 3.00Externo Var 4.80 3.6S\al


En la Figura N° 11-5 del Anexo 11, se presenta el esquema de lasdimensiones de las losas existentes.,.

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Con referencia a los inventarios de daños en las losas que ha venidoadelantando cada seis (6) meses el Consorcio Tranvía en el Contrato deMantenimiento Rutinario Preventivo y Correctivo de la Troncal Caracas, seobserva que entre los inventarios realizados en febrero de 2.004 y en enerode 2.007, los daños estructurales en las losas han tenido un ligeroincremento, siendo más notorio el daño superficial de pulimento.


VI-12

Las fisuras transversales son producidas por una o por combinación de lassiguientes causas: repetición de cargas pesadas, esfuerzos por gradientestérmicos y de humedad y esfuerzos de contracción.

Las fisuras longitudinales tienen como causas probables la construcción noapropiada de las juntas longitudinales o por una combinación de larepetición de cargas pesadas, pérdida del soporte de la fundación yesfuerzos por gradientes térmicos y de humedad.

El escalonamiento entre carriles o losas antiguas es producto de unasentamiento diferencial de la plataforma o del suelo de fundación delpavimento.

Si se tiene en cuenta que el fisuramiento de las losas se produjo en edadtemprana después de su construcción, se puede considerar que entre lascausas más probables que han generado los daños son: la repetición decargas pesadas, las losas puestas en servicio en un tiempo muy cortodespués de su construcción y la deficiencia de compactación de losgranulares.

La identificación y localización de los daños en las losas de las doscalzadas pueden ser consultados en el Anexo V.3 del Tomo 11.

En el costado occidental, se efectuaron ocho (8) sondeos, de los cuales,cuatro (4) se realizaron sobre las calzadas existentes y los cuatro (4)restantes próximos al muro de cerramiento dentro de las Instalaciones delBatallón de Artillería. La localización de los sondeos se ilustra en la FiguraW 11-1del Anexo 11.

El perfil estratigráfico se relaciona a continuación:

A. Estructura del pavimento Rígido

- 0.00 - 0.22/0.26 m losa de concreto- 0.22/0.26 - 0.35/0.42 m concreto asfáltico. Esta capa no seencontró en el sondeo BN-9 ubicado en la calzada de flujo vehicularsur-norte en la abscisa KO+650

- 0.35/0.42 - 0.90/1.60 m materiales granulares conformados porarenas limosas (SM), limo-arcillosas (SM-SC) y arcillosas (SC) decolor gris o habano y grava areno-limosa (GM) de color amarillo.Las arenas y gravas limosas contienen finos de carácter no plásticoen proporción aproximada de 22% - 29%, Y en las arenas limo-arcillosas y arcillosas el contenido de finos es de 31% y 42%;presentando límite líquido de 19% y 27% e índice de plasticidad de6% y 9%. La humedad natural de los granulares se encontró en elrango de 8% a 11%. En el sistema AASHTO clasifican en el grupoA-1-b y A-2-4. en el ensayo de penetración estándar (EP) seregistraron valores de 27 a 48 golpes/pie, que indican suelos semi-compactos a densos.


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A tres núcleos recuperados de las losas de concreto de las calzadas delcostado occidental se le realizaron ensayos de resistencia a compresión yde absorción, cuyos resultados se relacionan a continuación:

SONDEO ABSCISACALZADA- f'c MR(a¡ AbsorciónCARRIL (MPa) (MPa) (%)

BN-9 KO+650 N-S/Externo 49.8 4.47 0.23BN-8 KO+810 S-N/Externo 50.9 4.51 0.40BN-7 K1+100 S-N/Externo 44.8 4.23 0.23

Calzada = Sentido del FluJo Vehicular(a) Mr =( 2x fc) 1/2

los resultados determinan que la mezcla de concreto de las losas tienemódulo de rotura aproximado de 4,8 MPa y la absorción define que lamezcla quedó adecuadamente vibrada.


la subrasante está conformada por la arcilla habana, gris o café deplasticidad media a baja que contiene arena fina en proporción variable(el); de manera aislada aparecen capas de aren fina limosa gris o habana(SM), con finos de carácter no plástico.

la arcilla tiene límite líquido entre 25 y 50%, índice de plasticidad de 11 a27%, estando la humedad natural en el rango de 16% a 27%. En el sitiodel sondeo BA-4 localizado en el costado occidental del muro decerramiento del Batallón de Artillería, la arcilla presentó la mayor humedadsiendo su valor de 33%. El suelo arcilloso clasifica en el sistema AASHTOen los grupos A-4, A-6 Y A-7-6. en el ensayo de compresión inconfinadase registraron valores de resistencia no drenada de 179 a 429 kN/m2

, y unvalor inferior de 96 kN/m2 en el sondeo BA-4. estos valores definen unsuelo de consistencia firme a dura y de consistencia media en el sondeomencionado. la arcilla se encuentra preconsolidada posiblemente pordesecación.

la arena limosa se identificó en los sondeos BN-6 (K1+050) y BN-7(K1+100) se caracteriza por ser de grano uniforme y fino con porcentajesde finos de 22% y 42%. la humedad natural indicó valores de 9% y 17%.En el sistema AASHTO clasifica en los grupos A-2-4 y A-4. en el ensayode penetración estándar se registraron valores de 27 golpes/pie (BN-6), 10Y 7 golpes/pie (BN-7), indicando suelos de densidad media y suelta.

En los sondeos BA-1 (KO+450), BA-2 (KO+700) BA-3 (KO+945) Y BA-4(K1+210), localizados al costado occidental del muro del Batallón deArtillería, la capa vegetal tiene espesores comprendidos entre 0.05 yOAO m.


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Únicamente en el sondeo BN-7 se registró agua subterránea a laprofundidad de 1.40 m.

los perfiles de los sondeos se ilustran en la Figura N° 11-4Yel resumen delos resultados de los ensayos de laboratorio en el Cuadro W 11-2,loscuales se incluyen en el Anexo 11.

VI.9.3. Sector 111K1+300- K2+870

En el corredor que ocuparán las 4 calzadas y el espacio público, seejecutaron treinta (30) sondeos que cubren un ancho aproximado decuarenta (40) metros.

En el costado oriental se incluyen los sondeos que se realizaron para elanálisis de instalación de las tuberías del sistema de alcantarillado pluvial ysanitario del proyecto. En estos sitios los sondeos tienen la doble funciónde servir para el análisis geotécnico del pavimento y de las tuberías dealcantarillado.

la localización de los sondeos se ilustra en la Figura N° 111-1del Anexo 111.

El perfil de suelos es el siguiente:

A. Rellenos y Capa Vegetal

Se identifican dos tipos de relleno: el primero es el constituido pormateriales heterogéneos de escombros de construcción, basura en matrizlimo-arcillosa o arcillosa café y habana, que contiene raíces. El segundoes el conformado por materiales granulares de gravas limosas y arcillosas.

Cubriendo los rellenos en algunos sectores, aparece la capa vegetal conespesores aproximados de 0.18 a 0.25 m., y un máximo de 0.50 m. en elsitio del sondeo SPM-16 (K2+600) localizado en el costado occidental delproyecto.

El espesor de los rellenos es muy variable estando aproximadamente entre0.45 y 2.50 m., con un espesor máximo de 3.95 m. en el sitio del sondeoSC-17 (K2+785) localizado en el costado oriental del proyecto. Estosmateriales presentan humedad natural en el rango de 8% a 21%.


la subrasante está conformada por capas ínter estratificadas de arena finay limosa gris o habana que contienen finos no plásticos o de muy bajaplasticidad (SM) y de arcilla habana, gris o café de plasticidad media y baja(Cl), que presenta contenidos variables de arena fina. En los sondeosejecutados en el costado oriental, los suelos descritos llegan aprofundidades aproximadas de 4.35 a 7.60 m. máxima de 10.55 m. en el


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sitio del sondeo SC-7 (K2+650). Subyace el depósito fluviogalcial conpresencia de bloques de arenisca silícea y chert en matriz limo-arenosa.

En los sondeos localizados en el costado occidental del proyecto seencontraron las capas de arena fina limosa y de arcilla hasta la profundidadfinal explorada.

La arena limosa es de grano uniforme, presentando humedad natural entre6% y 13%. Clasifica en el sistema AASHTO en los grupos A-1-b, A-2-4 YA-4. en el ensayo de penetración, se registraron valores de 7 a 37golpes/pie y en algunos sitios con rechazo, correspondiendo los mayoresvalores de penetración a las capas más profundas situadas cerca aldepósito fluvioglacial.

La arcilla tiene límite líquido de 27% a 42%, índice de plasticidad de 11% a21% y humedad natural en el rango de 15% a 23%. Clasifica en elsistemaAASHTO en los grupos A-6 y A-7-6. En el ensayo de compresióninconfinada, se obtuvieron valores de resistencia no drenada entre 126 y260 kN/m2

, que corresponden a suelos de consistencia firme a muy firme.En el ensayo de penetración estándar se registraron valores comprendidosentre 5 y 11 golpes/pie en el sitio del sondeo SC-8 (K1+520 costadooriental del proyecto); 7 a 15 golpes/pie en los sondeos del costadooccidental del proyecto, SF-2 (K1+510), SF-3 (K1+620) SPM-15 (K2+408) YSTM-7 (K2+500). En todos los demás sondeos ejecutados en este sectorlos valores en el ensayo de penetración estándar fueron superiores a20golpes/pie.

En el sondeo SC-13 (K2+160 costado oriental), se identificó una capadelgada de arcilla plástica (CH), situada entre 5.90 y 6.80 m. deprofundidad. Tiene límite líquido de 62%, índice de plasticidad de 33% yhumedad natural de 36%. Clasifican en el sistema AASHTO en elgrupo A-7-6. En el ensayo de penetración estándar se registró un valor de10 golpes/pie, indicativo de un suelo de consistencia firme.

En el ensayo de pin hole se definió que las arcillas presentan condicionesvariables de resistencia a la erosión idenficándose cuatro (4) categoríasasí:

ND1: Suelo Altamente Resistente a la Erosión.ND2: Arcilla Resistente a la Erosión.ND4: Arcilla Dispersiva Intermedia.D2: Arcilla Dispersiva.

De acuerdo con los resultados de los ensayos de pinhole la arcillapresenta diferentes grados de resistencia a la erosión, desde sueloaltamente resistente (ND1) hasta suelo dispersivo (D2). Las condicionesde dispersividad hacen que el suelo arcilloso sea susceptible a la erosión

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al quedar a la intemperie. Estando el suelo protegido con la estructura delpavimento y con el manejo adecuado de las aguas superficiales lacondición descrita no tendrá implicación en la estabilidad del pavimento.

En los siguientes sondeos ubicados en el costado oriental del proyecto sedetectaron niveles de agua subterránea, mientras que en ninguno de lossondeos localizados en el costado occidental del proyecto apareció aguasubterránea

SONDEO N° ABSCISA Profundidad AguaSubterránea Cm)

SC-8 K1+520 2.50SC-10 K1+770 3.20SC-5 K1+840 5.90SC-11 K1+964 3.20SC-12 K2+080 2.70SC-13 K2+160 2.90SC-6 K2+270 3.80SC-14 K2+340 2.20SC-15 K2+450 2.90SF-5 K2+566 1.20SC-16 K2+566 2.80SC-7 K2+650 2.10SC-17 K2+785 3.20

Los sondeos descritos fueron realizados con taladro mecánico y avancepor el sistema de percusión y lavado. Esta condición lleva a considerar quelos niveles de agua registrados son los producidos por el agua deperforación más que aun nivel freático verdadero. Como se mencionóanteriormente en ninguno de los sondeos del costado occidental aparecióagua subterránea.

Los perfiles estratigráficos de los sondeos ubicados en el costado orientalse encuentran en la Figura N° 111-2Y los perfiles de los sondeos delcostado occidental en la Figura N° 111-3;Y el resumen de los resultados delos ensayos de laboratorio se consignan en el Cuadro N° 111-1(sondeoscostado oriental) y en el Cuadro N° 111-2(sondeos costado occidental), loscuales se han incluido en el Anexo 111.

VI.9.4. Sector IV Par vial Portal y Patios de Transmilenio de Usme

El sector IV del proyecto corresponde al par vial que existe alrededor delportal y patios de Transmilenio de Usme, y de algunas instalacionesindustriales.

• Par vial Oriental K2+870-K3+530

•• El par vial oriental está constituido por una calzada de dos carriles, la cualde norte a sur está construida en pavimento rígido aproximadamente desde


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la abscisa K2+870 a la abscisa K3+250; esta última está situada a la salidadel portal. Entre abscisas K3+250-K3+530 la calzada está construida enpavimento flexible.

En este sector el proyecto contempla la construcción de una calzadaadicional para tránsito mixto, quedando la calzada existente en el futuropara el tránsito de los buses articulados y alimentadores de transmilenio.

Se realizaron tres (3) sondeos en el sector de la nueva calzada de tránsitomixto y dos (2) sondeos en el tramo construido en pavimento rígido. Lalocalización de los sondeos se ilustra en la Figura N° IV-1 incluida en elAnexo IV.

El estado del pavimento y el perfil de suelos se describen a continuación:

o Tramo en pavimento rígido K2+870 - K3+250

Las losas de concreto presentan daños superficiales representados enpulimento (PU), con niveles de severidad medio especialmente en el carrilexterno y desportillamiento (DE) en las juntas con niveles de severidadmedio y alto; como daños estructurales se identificaron de manera muyaislada fisuras transversales (FT), con nivel de severidad bajo. Las losastienen dimensiones aproximadas de: largo = 4,50 m; ancho = 3,50 m.

La identificación y localización de los daños en las losas de pueden serconsultados en el Anexo V.4.1 del Tomo I\.A. Estructura del Pavimento

En los sondeos BN-3 y BN-2 localizados en este tramo se identificaron lossiguientes espesores y tipos de los materiales del pavimento:

Losa de Material granular EPESondeo Abscisa concreto golpes/pie

(e-cm) USCS e-cmBN-3 K2+880 25 GM 135 41/21BN-2 K3+150 28 GP-GM/GC 82/27 16/19

Al núcleo recuperado de la losa de concreto en el sondeo BN-3, se lerealizaron ensayos de resistencia a compresión y de absorción, cuyosresultados se relacionan a continuación:

PARSONDEO ABSCISA CARRIL rc MR1a) Absorción

VIAL (MPa) (MPa) (%)Oriental BN-3 K2+880 Externo 53.3 4.6 0,27

- .1'<(a) Mr -( 2x fc)

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En los materiales granulares del pavimento las gravas limosas y limo-arcillosas contienen finos de carácter n plástico o de baja plasticidad enproporciones de 9% a 14%. El límite líquido tiene un valor de 18% y el

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índice de plasticidad de 2%; la humedad natural se encontró en un rangode 7% a 10%. Clasifican en e I sistema AASHTO en los grupos A-1-a y A-1-b.

la grava arcillosa contiene finos en proporción de 21%, tiene límite líquidode 20%, índice de plasticidad de 10% Y humedad natural de 9%. Clasificaen el sistema AASHTO en el grupo A-2-4.

los valores del ensayo de penetración estándar (EPE) indican que losgranulares se encuentran en condición densa a medianamente compacta.

B. Capa Vegetal y Rellenos

En los sondeos SPM-10 (K3+070), SPM-9 (K3+270) Y SPM-8 (K3+400)ubicados al costado oriental de la calzada existente, se identificó la capavegetal con espesores aproximados de 0.09 a 0.60 m. Bajo esta capaaparecieron materiales de relleno conformados por gravas arenosas yenmatriz limosa, las cuales en el sondeo SPM-10 se encuentran con cenizade ladrillo y escombros de construcción. Estos materiales alcanzanprofundidades de 0.40 a 0.80 m., no apareciendo en el sitio del sondeoSPM-8.

c. Suelos de Subrasante

la subrasante está conformada principalmente por arcilla habana, gris ocafé de plasticidad media y baja (Cl), a la cual se encuentraninterestratificadas capas de arena fina limosa, gris o habana (SM) y lentesde limo café de plasticidad baja (Ml) únicamente en el sitio del sondeoBN-2 (K3+150).

la arcilla tiene límite líquido de 25% a 34%, índice de plasticidad de 11% a14%, estando la humedad natural en el rango de 15% a 22%. En elsistema AASHTO clasifica en el grupo A-6. en el ensayo de compresióninconfinada, se obtuvieron valores de la resistencia no drenada entre 93 y284 kN/m2

. indicativo de un suelo de consistencia media-firme a muy firme.En el ensayo de penetración estándar se registraron valores depenetración de 10 a 37 golpes/pie, los cuales van aumentando ligeramentecon la profundidad.

la arena es de grano fino y uniforme, con porcentajes de fino entre 41% y46%; la humedad natural tiene valores de 11% en promedio. Clasifica enel sistema AASHTO en el grupo A-4. en el ensayo de penetraciónestándar, se registraron valores de 11 golpes/pies en el sondeo SPM-10 yde 45 a 58 golpes/pie en el sondeo SPM-9. Estos datos indican arenas dedensidad media en el primer sondeo y arenas densas a muy densas en elsegundo sondeo antes mencionado.

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El limo identificado en el sondeo BN-2 se encontró a profundidades de 1.65a 1.90 m. Tiene el límite líquido de 17%, índice de plasticidad de 3%,siendo la humedad natural de 16%. En el sistema AASHTO clasifica en elgrupo A-4. en el ensayo de compresión inconfinada, se obtuvo un valor dela resistencia no drenada de 172 kN/m2

, que corresponde a un suelo deconsistencia muy firme.

o Tramo en pavimento flexible K3+250 - K3+530.

En la inspección efectuada la rodadura asfáltica presenta solamente lapérdida del ligante (PL). El pavimento se observó en buen estado decomportamiento estructural.

La estructura del pavimento diseñada para éste tramo fue la siguiente: (UTTransmilenio 18, 2.001)

Capa Espesor- cmConcreto asfáltico 10Base granular 30

Mejoramiento: material con CBR O 25% 60Total 100

Los perfiles estratigráficos de los sondeos ubicados en el par vial orientalse encuentran en la Figura N° IV-2 y el resumen de los ensayos delaboratorio en el Cuadro N° IV-1 los cuales se incluyen en el Anexo IV.

• Par vial Occidental y Sur KO+135-KO+880

En el par vial occidental el proyecto geométrico ha establecido la siguienteecuación de empalme del abscisado: KO+OOOO K2+750.

La calzada se encuentra construida en pavimento rígido aproximadamente30 metros al sur del acceso al portal (abscisa KO+205). De esta abscisahasta la intersección con la vía que lleva al Barrio La Aurora (abscisaaproximada KO+860) la calzada está construida en pavimento flexible.

En el sector sur la calzada está construida en pavimento rígido, en longitudaproximada de 30 metros, empalmando con el pavimento flexible del parvial oriental.

La calzada existente se rehabilitará o reconstruirá para tránsito mixto.

A finales del año 2006 se instaló en la calzada el colector de aguasservidas del Tunjuelo Alto derecho en diámetro de 1,80 m; la tubería quedólocalizada en el costado occidental de la calzada, contra el andén existente.El tramo intervenido se ubica entre la salida al barrio La Aurora y laquebrada Santa Librada.


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La exploración del terreno comprendió la ejecución de un (1) sondeo en eltramo que se encuentra en pavimento rígido y cinco (5) sondeos en eltramo en pavimento flexible. En este costado se incluyen los sondeos quese realizaron para el análisis de instalación de las tuberías del sistema dealcantarillado pluvial del proyecto. En estos sitios los sondeos tienen ladoble función de servir para el análisis geotécnico del pavimento y de lastuberías de alcantarillado.

En la calzada sur se efectuó un (1) sondeo en el pavimento rígido.

o Tramo en pavimento rígido KO+135 - KO+170.

A. Estado y Estructura del Pavimento

Desde la esquina de acceso a patios de Transmilenio existen hacia el sur 7losas en 4 carriles, con dimensiones aproximadas de: largo = 4,55 m;ancho = 3 m, finalizando en una losa de 1 m de largo en los 4 carriles.

Cuatro (4) losas del carril exterior presentan fisuras transversales (FT), connivel de severidad medio a alto. Como daño superficial se observó elpulimento (PU) con severidad baja.

La identificación y localización de los daños en las losas pueden serconsultados en el Anexo V.4.2, Tomo 11.

El sondeo BN-4 ubicado en la abscisa KO+200 determinó la siguienteestructura de pavimento: Losa de concreto de 23 cm de espesor; concretoasfáltico de 5 cm de espesor y capa granular de arena limosa con grava(SM) de 62 cm de espesor. El contenido de finos de carácter no plástico esde 30% y la humedad natural de 10%. En el sistema AASHTO clasifica enel grupo A-2-4. En el ensayo de penetración estándar se obtuvo un valor(N) = 19 golpes/pie indicando que el material se encuentra en estado semi-compacto.

o Tramo en pavimento flexible KO+170 - KO+850.


El pavimento se encuentra fatigado con alto índice de daños estructuralesrepresentados en deformaciones (D), hundimientos (HU), piel de cocodrilo(PC), fisuras longitudinales y transversales (FL-FT), fisuras en bloque (FB),baches destapados (BA), y pérdida de Iigante (PL), con exposición de losagregados.

La identificación y localización de los daños en el pavimento asfáltico seincluyen en el Anexo V.4.2, Tomo 11.

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Al inicio del tramo en el borde oriental de la cazada se observaron áreascon aposamiento de agua y depositación de lodo contra la zona verde. Noexiste drenaje.

La estructura del pavimento es la siguiente:

- 0.00 - 0.10/0.18 m Capa asfáltica. En el sitio del sondeo SC-18 (KO+240)el espesor de esta capa aumenta aO.26m.

-0.10/0.18 - 0.40/0.60 m. Materiales granulares conformados por arenasarcillosas o limo-arcillosas café o habano (SC, SM-SC) y en menorfrecuencia por gravas areno-arcillosas de color amarillo (GC). En el sitiodel sondeo SC-18, la capa granular llega a profundidad aproximada de1 m. el contenido de finos se encuentra aproximadamente entre el 24% y47%. La arena limosa contiene finos de carácter no plástica, la arena y lagrava arcillosa tienen límite líquido de 24% a 27%, índice de plasticidad de8% a 11%, estando la humedad natural comprendida entre 9% y 14%. Enel sistema AASHTO clasifican los granulares en los grupos A-2-4 y A-6.

o Tramo en pavimento rígido KO+850 - KO+880.


En el empalme del par vial sur con la vía a Usme se encuentran 7 losas deconcreto en 3 carriles, de dimensiones aproximadas de: largo = 4,50 m;ancho = 3,50 m. Presentan daños estructurales representados en fisurastransversales (FT), con nivel de severidad bajo a medio, localizadas en elcarril interno. En las dos últimas filas de las losas las fisuras aparecen enlos 3 carriles. Como daño superficial se observó el pulimento (PU) conseveridad baja.

La identificación y localización de los daños en las losas de concretopueden ser consultados Anexo V.4.2, Tomo 11.

El sondeo BN-1 localizado en el KO+880 indicó la siguiente estructura delpavimento: losa de concreto de 22 cm. de espesor, apoyada en materialgranular identificada como una grava limosa (GM) y limo-arcillosa (GM-GC), de 75 cm de espesor. La grava limosa contiene finos de carácter noplástico en proporción de 21% y la grava limo-arcillosa presenta uncontenido similar de finos que tienen límite líquido de 21% e índice deplasticidad de 5%. La humedad natural de los granulares es de 9% enpromedio. Clasifica en el sistema AASHTO en los grupos A-1-b y A-2-4.En el ensayo de penetración estándar se obtuvo un valor de 28 golpes/pie,indicando que el material se encuentra en condición semi-compacta.

A un núcleo recuperado de las losas de concreto de la calzada del par vialsur se le realizaron ensayos de resistencia a compresión y de absorción,cuyos resultados se relacionan a continuación:


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PAR VIAL SONDEO ABSCISA CARRIL fc MR(a¡ Absorción(MPa) (MPa) (0/0)

Sur BN-1 KO+880 Externo 55,4 47 0,31- '1<(a) Mr (2x fe)


A lo largo del sector ocupado por el par vial occidental y sur, la subrasanteestá conformada por arcilla habana, gris o café, de plasticidad media y baja(Cl), que contiene arena fina en proporción variable.

El suelo arcilloso se encontró hasta las profundidades finales exploradasen todos los sondeos ejecutados en el sector y hasta la profundidadaproximada de 6.50 m. en el sitio del sondeo SC-18, a partir de la cualapareció el depósito fluvioglacial con presencia de bloques de areniscasilícea y chert en matriz limo-arenosa.

la arcilla tiene límite líquido entre 29% y 36%, índice de plasticidad de 12%a 19%, estando la humedad natural comprendida entre 15% y 20%. En elsistema AASHTO clasifica en los grupos A-4 y A-6. en el ensayo depenetración estándar se registraron valores comprendidos entre 6 y 30golpes/pie, aumentando a valores superiores de 40 golpes/pie en los sitiosde los. sondeos SPM-6 (KO+610) y SPM-7 (KO+808). En el ensayo decompresión inconfinada se obtuvieron valores de resistencia no drenada de94 a 387 kN/m2

. los datos anteriores determinan que el suelo arcilloso esde consistencia firme a dura. Els suelo se encuentra preconsolidadoposiblemente por desecación.

En el sondeo SPM-5 se identificó una capa de arena fina limosa café ohabana (SM), situada a profundidades de 1.85 a 2.45 m. Contiene finosde carácter no plástico en proporción de 49%, siendo la humedad naturalde 12% en el sistema AASHTO clasifica en el grupo A-4.

Finalmente en el sitio del sondeo SPM-6 se encontró relleno heterogéneode escombros de construcción en matriz limo-arcillosas, en una capasituada entre 0.56 y 1.20m. de profundidad.

En ninguno de los sondeos realizados se detectó agua subterránea.

Los perfiles estratigráficos de los sondeos ubicados en el par vialoccidental y sur se encuentran en la Figura N° IV-3 y el resumen de losensayos de laboratorio en el Cuadro N° IV-2 los cuales se incluyen en elAnexo IV.


VI-23

V1.10. Capacidad de Soporte y Módulo Resiliente de la Subrasante

La evaluación de la capacidad de soporte de los suelos de subrasante delproyecto, se realizó con base en los resultados obtenidos con los ensayosde CSR, en muestra inalterada y condición sumergida.

En los Anexos I a IV se relaciona para cada sector los CSR realizados yutilizando el método del Instituto del Asfalto, se determinó el CSRrepresentativo para el percentil del 87.5% de los datos analizados.

El módulo resiliente de la subrasante se calculó con la siguiente expresiónpropuesta por la SHELL:

s; = 100 CSR (%), Kg/cm2

CUADRO N° VI.01

CBR YMódulo Resiliente de Diseño de la Subrasante en los CuatroSectores del Proyecto

SECTOR COSTADO DEL PROYECTO CBR% Esr Kg/cm"I Oriental v Occidental 3.8 38011 Oriental y Occidental 2.0 200111 Oriental y Occidental 3.0 300IV Par Vial Oriental 2.0 200

Par Vial Occidental V Sur 5.0 500

V1.11. Módulo de Reacción K bajo las losas en las Calzadas Pavimentadas

Con base en la información deflectométrica y el método de la AASHTO-1993, se efectuó la evaluación del módulo de reacción K bajo las losas enlas calzadas pavimentadas. En los Anexos 1, II Y IV, se encuentranconsignados los valores de este parámetro para cada carril y calzada.

Se calculó para cada carril el módulo equivalente representativo para elpercentil del 90% de los datos. El resumen de este análisis para cadasector se relaciona a continuación:


VI-24

Cuadro N° VI-02Módulo de Reacción K Representativo Por Sector Calzada y Carril

SECTOR ICalzada-Flujo

Carril K Dinámico K estático (a)Vehicular (MPa/m) (MPa/m)

Externo 70 35Sur-Norte Central 60 30

Interno 100 50Interno 127 63

Norte-Sur Central 125 62Externo 94 47

(a) K estátlco = K Dinárnlco/z (GUIa MSHTO-1993)

SECTOR 11 CALZADAS DEL COSTADO OCCIDENTALCalzada-

CarrilK Dinámico K estático

Flujo Vehicular (MPa/m) (MPa/m)

Sur-Norte Externo 76 38Interno 86 43

Norte-Sur Interno .85 42Externo 67 34, .

(a) K estático = K Dinárnico/z (GUIa MSHTO-1993)

SECTOR IV PAR VIAL ORIENTAL TRAMO k2+870-K3+250

Abscisa CarrilK Dinámico K estático (a)(MPa/m) (MPa/m)

K2+864-K3+265 Externo 96 48K2+863-K2+965 Interno 64 32K3+0 17-K3+565 Interno 102 51

, .(a) K estanco = K Dlnámlco/2 (GUIa MSHTO-1993)

Los valores de K estático se consideran bajos, por lo cual en el análisis delpavimento rígido se hará referencia al K Dinámico.

VI.12. Módulo Resiliente de la Subrasante y Variables Estructurales delPavimento Flexible Sector IV

Con la información deflectométrica y la metodología de la AASHTO-1.993,se calcularon el módulo resiliente de la subrasante y las variablesestructurales de los tramos en pavimento flexible localizados en el sector IVdel proyecto. La información correspondiente se consigna en el Anexo IV yel resultado de estos cálculos se relacionan a continuación:


VI-25

Cuadro N° VI.03Módulo Resiliente de la Subrasante y Variables Estructurales del

Pavimento Flexible Sector IV

VARIABLES ESTRUCTURALES

Par Vial ABSCISA REPRESENTATIVASMr Ep

(KQ/cm2) (KQ/cm2

)SNe

Oriental K3+ 250-K3+530 650 4.110 6.10Occidental KO+205-KO+860 510 2.949 3,0

Se observa que el tramo en pavimento flexible del par vial oriental tienevida residual, la cual de acuerdo a los cálculos realizados, esaproximadamente de 8 años a partir del año 2.006.

El tramo en pavimento flexible en el par vial occidental no tiene vidaresidual y requiere ser reconstruido.

V1.13. Indice Internacional de Rugosidad IRI

El resumen de la información de la regularidad superficial de las calzadaspavimentadas se relaciona a continuación. La información correspondientese consigna en los Anexos 1,11Y IV, Y el detalle de los trabajos en el AnexoVI.

Cuadro N° VI-04Indice Internacional de Rugosidad en las Calzadas Pavimentadas

Sector ICalzada con flujo vehicular sur-norte (oriental)

Carril Externo Carril CentralABSCISA IRI Califa- Descripción ABSCISA IRI Califa· Descripción

(m/Km) Cación (m/Km) cación

KO+008-KO+271 5-8 2.55-1.56 Regular a KO+008- 5-7 2,71-1,78 Regular a malomalo KO+269

KO+289-KO+330 13-19 0,0- Malo KO+069 9 1,16 Malo

KO+348-KO+409 5-7 2,73-1,88 Regular a KO+188 12 0,03 Malomalo

Carril InternoABSCISA IRI Califa- Descripción(m/Km) Cación

KO+020-KO+360 4-6 3.06-2,11 Bueno aregular

KO+058 9 1 11 MaloKO+380 15 00 Malo

Calzada con flujo vehicular norte-sur (occidental)Carril Interno Carril Central

ABSCISA IRI Califa- Descripción IRI Califa- Descripciónjm/Km) Cación 1m/Km) caclón

KO+100-KO+402 4-7 3.01-1.79Regular a

5-8 2,66-1,29 Regular a malomalo

Carril ExternoABSCISA IRI Califa- Descripción(m/Km) Cación

KO+100-KO+402 5-8 2.80-1.53Regulara

malo


VI-26

Sector 11Calzadas Costado Occidental

Cid faza a con lujo vehicular sur-norteCarril Externo Carril Interno

ABSCISA IRI Califa- ABSCISA IRI Califa- DescripcióDescripción 1m/Km cación1m/Km) Cación

)n

KO+449-6-4

2.02- Regular a KO+429+- 6-4 2.08-3.75 Regular aK1+309 3.61 Bueno K1+319 Bueno

Cid fl . h'aza a con UJO ve ICU ar norte-surCarril Externo Carril Interno

ABSCISA IRI cauta- ABSCISA IRI Califa- DescripcióDescripción Im/)Km cación1m/Km) Cación n

KO+460-5-3

2.73- Regular aKO+661 3.94 Bueno KO+460-

6-4 2.32-3.89Regular a

KO+661- 6-42.08- Regular a K1+302 Bueno

K1+302 3.57 Bueno

Sector IV

Par vial OrientalCarril Externo

ABSCISA IRI Califa- Descripción1m/Km) Cación

K2+830-K3+269 5-8 2.57-1,39Regular a

malo

Abscisa

K2+800-K3+448

La información describe que .en las vías pavimentadas la rugosidad estácalificada como regular y en el par vial occidental del sector IV la rugosidadestá calificada como mala.

V1.14. Vida Residual de las Calzadas Pavimentadas Sectores 11y IV

Para las calzadas existentes en los sectores II y IV se analizó la vidaresidual del pavimento, utilizando para el pavimento rígido el método de laPCA 1984 y para el pavimento flexible el método de la AASHTO 1993_

En los Anexos 11y IV, se encuentra el detalle de los cálculos adelantados yel resumen de resultados se describe a continuación:

VI.14.1. Sector 11Calzada Costado Occidental

En el sector 11a la calzada con flujo vehicular norte-sur del costadooccidental, se le realizó el cálculo de la vida residual con los siguientescriterios y variables de diseño:

• Módulo de Rotura del Concreto: MR = 4.8 MPa establecido con losnúcleos extraídos de las losas.


VI-27

• Espesor de las Losas:

Sondeo EspesorLosa (cm.)

BN-9 26BN-6 25BN-5 23

• Losas con Pasadores y sin berma• Tránsito: Composición Vehicular del año 2.006

Con las variables anteriormente descritas, se encuentra que la vidaremanente del tramo en pavimento rígido es aproximadamente lasiguiente:

Tipo de Vida Residual Estimada- AñosTránsito K = 50 MPa/m I K = 93 MPa/m 1 K = 70 MPa/m

Mixto 9 I 9 I 4

En los tres casos analizados, el criterio de erosión es el que establece lavida residual del pavimento.

El consumo de erosión para la losa apoyada directamente sobre materialgranular es de 95% y en las losas apoyadas sobre capa asfáltica, esteconsumo indicó un valor máximo de 127% en la losa con espesor de 23cm., el cual se encuentra por debajo del máximo permitido de 150%

VI.14.2. Sector IV Calzada Par Vial Oriental

• Tramo en Pavimento Rígido (K2+870-K3+250)

Las variables de cálculo utilizadas son las siguientes:

• Módulo de Reacción bajo la losas

Abscisa CarrilK Dinámico K estático (a)(MPa/m) (MPa/m)

K2+864-K3+265 Externo 96 48K2+863-K2+965 Interno 64 32K3+0 17-K3+565 Interno 102 51

Se calculó con el K dinámico y valores' de 64 y 96 MPa/m.• Módulo de Rotura del Concreto: MR = 4.6 MPa establecido con

los núcleos extraídos de las losas.• Espesor de las Losas = 26 cm.• Losas con Pasadores y sin berma• Tránsito: Composición Vehicular del año 2.006


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Con las variables anteriormente descritas, se encuentra que la vidaremanente del tramo en pavimento rígido es aproximadamente lasiguiente:

Tipo de Vida Residual Estimada- AñosTránsito K = 64 MPa/m K = 96 MPa/m

Mixto 7 10Transmilenio 4 5

En los dos casos analizados, el criterio de fatiga no es el que define la vidaresidual del pavimento, siendo el criterio de erosión el que establece dichacondición.

El consumo de erosión para las losas apoyadas directamente sobrematerial granular tiene valores de 88% y 96%, para la calzada de tránsitomixto y de 79% y 86% para Transmilenio que dependen del módulo dereacción.

• Tramo en Pavimento Flexible (K3+250-K3+530)

Las variables de cálculo utilizadas fueron las siguientes:

• Número Estructural Efectivo: 6.10 .• Confiabilidad: (R) = 95%• Desviación Estandar Total (So) = 0.49• Módulo Resiliente de la Subrasante: (Mr = 650 Kg/cm2

)

• Serviciabilidad Actual (Po): 4.0• Serviciabilidad Final (Pf): 2.5

Con las variables anteriormente descritas el número de ejes simplesequivalentes (W1S) =33'.044.400.

Con la distribución de vehículos en el año 2.006, la vida residual estimadadel pavimento (n) = 8 años.

VI.14.3. Sector IV Calzada Par Vial Occidental

La evaluación estructural de la calzada existente en el tramo que seencuentra en pavimento flexible ubicado aproximadamente entre lasabscisas KO+170-KO+850indicó un número estructural bajo (SN) = 3.0 Y lainspección de daños determina un pavimento fatigado, por lo cual no tienevida remanente.

Los dos tramos en pavimento rígido ubicados entre las abscisas KO+135-KO+170 Y KO+850-KO+880presentan las losas con fisuras transversales,daños de carácter estructural que definen su reconstrucción.


VI-29

V1.15. Estructuras de Confinamiento del Pavimento y Terraplenes

En el sector I se requiere la construcción de una estructura deconfinamiento en el costado occidental y se generarán terraplenes en losdos costados del proyecto.

En el sector II por la presencia del vallado y las condiciones topográficasdel terreno, se requiere la conformación del terraplén en el costadoderecho del proyecto.

En el sector IV, en la calzada del par vial occidental, en el cruce con laquebrada Santa Librada se ha proyectado subir la rasante, con lo cual seconstruirá una estructura de confinamiento del pavimento.

En las Memorias de Cálculo de los Anexos descritos, se encuentran loscálculos correspondientes para estas estructuras.


VI-3D

vi. estudios geotÉcnicos y de pavimentos v1.1. … · 2015-09-07 · vi. estudios geotÉcnicos yde...

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