S022-2013 Silo Sibelco Colombia S.A

ESTUDIOESTUDIOESTUDIOESTUDIO DE SUELOS Y RECOMENDACIONES DE DE SUELOS Y RECOMENDACIONES DE DE SUELOS Y RECOMENDACIONES DE DE SUELOS Y RECOMENDACIONES DE

CIMENTACIN PARACIMENTACIN PARACIMENTACIN PARACIMENTACIN PARA EL MONTAJEEL MONTAJEEL MONTAJEEL MONTAJE DDDDEEEE UN SILO PARA UN SILO PARA UN SILO PARA UN SILO PARA

ALMACENAMIENTO DE CARBONATO DE CALCIOALMACENAMIENTO DE CARBONATO DE CALCIOALMACENAMIENTO DE CARBONATO DE CALCIOALMACENAMIENTO DE CARBONATO DE CALCIO

SIBELCO COLOMBIA S.ASIBELCO COLOMBIA S.ASIBELCO COLOMBIA S.ASIBELCO COLOMBIA S.A

KILOMETRO 1.5 VIA AL AEROPUERTOKILOMETRO 1.5 VIA AL AEROPUERTOKILOMETRO 1.5 VIA AL AEROPUERTOKILOMETRO 1.5 VIA AL AEROPUERTO

MUNICIPIO MUNICIPIO MUNICIPIO MUNICIPIO DE DE DE DE PUERTO BERROPUERTO BERROPUERTO BERROPUERTO BERRO

DEPARTAMENTO DE ANTIOQUIADEPARTAMENTO DE ANTIOQUIADEPARTAMENTO DE ANTIOQUIADEPARTAMENTO DE ANTIOQUIA

MEDELLN,MEDELLN,MEDELLN,MEDELLN, ABRIL 30ABRIL 30ABRIL 30ABRIL 30 DE 201DE 201DE 201DE 2013333

Medelln, Abril 30 de 2013 S022-2013 Doctor MARA EUGENIA ECHAVARRA MORALES SIBELCO COLOMBIA S.A.S. Medelln A continuacin, me permito presentarle el estudio de suelos y las recomendaciones de cimentacin para el montaje de un silo destinado al almacenamiento de carbonato de calcio y el cual se proyecta al interior de la planta de SIBELCO, localizada en el Km. 1.5 va al Aeropuerto del Municipio de Puerto Berro - Departamento de Antioquia. En este informe, nos permitimos hacerle entrega de los resultados de la investigacin de campo y laboratorio con sus respectivos anlisis y las recomendaciones de cimentacin y constructivas inherentes al proyecto.

As mismo, esperamos se nos mantenga informados sobre el desarrollo de la obra con el fin de poder colaborar con las inquietudes que se puedan presentar; al igual, que contribuir en la correcta aplicacin de las recomendaciones presentadas en este informe. Cordialmente, FRANK MONTOYA CALLEJAS Ingeniero Civil M.Sc. Mat. 05202-07502 Art. H.1.1.2.1 NSR10

Elabor: Daniela Montoya Gmez Auxiliar de Ingeniera

Revis y Aprob: FRANK MONTOYA CALLEJAS Ingeniero Civ il M.Sc. Mat. 05202-07502

TABLA DE CONTENIDO 1. ASPECTOS GENERALES. ...........................................................................................................................................2

1.1 ANTECEDENTES......................................................................................................................................................2

1.2 OBJETIVO ...............................................................................................................................................................2

1.3 DESCRIPCIN DEL PROYECTO...............................................................................................................................2

1.4 LOCALIZACIN DEL PROYECTO .............................................................................................................................3

1.5 ASPECTOS GEOLOGICOS. ......................................................................................................................................3

2. RECONOCIMIENTO DEL SITIO. ................................................................................................................................5

3. TRABAJO DE CAMPO. ...............................................................................................................................................8

3.1 RESULTADOS EXPLORACION DE CAMPO. ..............................................................................................................8

3.2 COORDENADAS GEOGRAFICAS ..............................................................................................................................9

4. TRABAJO DE LABORATORIO ..................................................................................................................................11

5. CARACTERSTICAS FSICO MECNICAS E HIDRAULICAS. .................................................................................15

6. ANLISIS DE RESULTADOS Y CONCLUSIONES ......................................................................................................16

6.1 MORFOLOGA DEL TERRENO ...............................................................................................................................16

6.2 TRABAJO DE CAMPO Y LABORATORIO ................................................................................................................16

6.3 CONCLUSIONES ....................................................................................................................................................20

7. RECOMENDACIONES DE CIMENTACIN. ...............................................................................................................22

7.1 PARAMETROS DEL SUELO PARA EL CLCULO DE LA CIMENTACIN. .................................................................22

7.2 CIMENTACIN. .....................................................................................................................................................29

7.2.3 CALCULO ASENTAMIENTOS ..............................................................................................................................32

7.3 DISEO SISMO-RESISTENTE. ..............................................................................................................................33

8. RECOMENDACIONES CONSTRUCTIVAS .................................................................................................................34

8.1 ETAPA 1 INVENTARIO DE GRIETAS ..................................................................................................................34

8.2 ETAPA 2 CONSTRUCCIN DE LA CIMENTACIN. ............................................................................................34

8.2.2 RECOMENDACIONES CONSTRUCCIN EXCAVACION PARA LAS PILAS. ...........................................................34

8.3 ETAPA 3 - ASENTAMIENTOS. ...............................................................................................................................35

9. LIMITACIONES DEL ESTUDIO. ...............................................................................................................................36

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ................................................................................................................................37

Silo para almacenamiento de carbonato de calcio- Sibelco Colombia S.A.S. S022-2013-2

Art. H.2.2.2.1 NSR10

1.1 ANTECEDENTES Con el fin de conocer la litologa del suelo presente en la zona, al igual que sus caractersticas fsico-mecnicas y la capacidad de soporte del estrato de apoyo y despus de su aprobacin, se procedi a la realizacin del presente estudio de suelos y recomendaciones de cimentacin para la estructura proyectada. 1.2 OBJETIVO Conocer las caractersticas fsico mecnicas del suelo, donde se proyecta el montaje de un silo destinado al almacenamiento de carbonato de calcio, con base en la que se pueda recomendar el sistema de cimentacin ms adecuado de acuerdo tanto a las caractersticas del suelo como a las condiciones econmicas. 1.3 DESCRIPCIN DEL PROYECTO El proyecto a desarrollarse, presenta las siguientes caractersticas: Dimetro: 3.88 m. Altura Tolva: 3.096 m. Capacidad: 150 Toneladas Material Almacenado: Carbonato de Calcio rea: 6.00 x 7.00 m. Apoyos: No. de apoyos: 4 Distancia entre apoyos: Distancia entre apoyos 4.14 m. Altura: 16.00 m.

1. ASPECTOS GENERALES.


1.4 LOCALIZACIN DEL PROYECTO La empresa Sibelco Colombia S.A.S., se localiza en el Km. 1.5 de la va que conduce al Aeropuerto. Y la zona donde se desarrollar el silo, se ubica al costado occidental de la Planta.

1.5 ASPECTOS GEOLOGICOS. Geologa Regional

El Valle Medio del Ro Magdalena, se extiende aproximadamente 50 kilmetros desde El Banco (Magdalena), donde se encuentra limitado por la falla de Bucaramanga y est geolgicamente restringido entre los macizos cristalinos de las cordilleras Oriental y Central, hasta el Sur de la Falla de Cambao, en inmediaciones de Jerusaln (Cundinamarca). Las rocas que los constituyen pertenecen al cretcico Marino y Terciario Continental, suprayacidas por depsitos recientes, con un espesor total calculado de 8.500 metros. La zona general de Barrancabermeja se localiza geolgicamente en la regin morfoestructural de la cuenca del Valle Medio del Magdalena, limitada por la falla de La Salina, la cual es la estructura ms importante de la regin; en esta zona se presentan principalmente el Grupo Real (Tmr), la Formacin Mesa (TQpm) y depsitos aluviales y lacustres recientes asociados al sistema fluvial del Ro Magdalena. Estratigrafa La zona central del sector urbano de Barrancabermeja se ha desarrollado sobre los depsitos aluviales del Cuaternario y depsitos Terciarios pertenecientes al Grupo Real.

Depsitos aluviales (Qal) Son depsitos aluviones recientes, con morfologa relativamente plana, localizados en los valles de los ros Magdalena; estn conformados por capas de limo, arena y cantos rodados de rocas adyacentes a los canales principales. En profundidad, la roca que compone el rea urbana del Municipio de Puerto Berro corresponde a rocas sedimentarias asociadas a la Formacin Mesa (sedimentos fluviales terciarios), compuesto por arcillolitas pobremente compactadas, con intercalaciones de areniscas, en estratos gruesos mal compactados. Suprayaciendo a sta, se encuentra la Formacin Magdalena compuesta por arenas finas grises claras y oscuras con gravas finas y gruesas con matriz limo arcillosa.

El rea rural y las reas urbanas tambin se encuentran conformadas de depsitos aluviales y de ladera recientes.


Figura No. 1 Mapa geolgico de la zona en estudio


Art. H.2.2.2.1 NSR10

En el momento de la exploracin de campo, la zona en estudio presentaba las siguientes caractersticas: 2.1 Morfologa de la zona. Esta presenta una pendiente plana, debido a que se localiza al costado occidental de la planta de

Sibelco Colombia o zona de cargue de materias primas.

Fotos Nos. 1 y 2. Panormica de la zona donde se construir el silo. Hacia los costados occidental y norte, se tiene la presencia de un muro de contencin, debido a

que el terreno hacia estos costados se localiza por encima del nivel de la planta. Este muro presenta una altura de 3.20 metros y con una cuneta de 0.30 metros de ancho.

El sitio elegido para la colocacin del silo, corresponde a una franja entre la planta y el muro de

contencin, con un piso en concreto.

2. RECONOCIMIENTO DEL SITIO.


Fotos Nos. 3 y 4. Muro de contencin ubicado al costado occidental. En la parte superior de este muro, se encuentra la carrilera por la que antiguamente pasaba el

tren. Este muro presenta una altura de 3.20 metros y con una cuneta de 0.30 metros de ancho. Hacia la zona donde se ubica la bodega o planta, se tiene la presencia de 5 pedestales.

Fotos Nos. 5 y 6. Pedestales y columna en zona de bodega


Entre la bodega y la zona donde se ubicar el silo, se tiene un crcamo.

Fotos Nos. 7 y 8. Crcamo ubicado entre la planta y la zona de cargue. 2.2 Lmites Norte: Zona de cargue. Sur: Planta, mquina trituradora y almacenamiento. Occidente: Muro de contencin con malla de cerramiento. Oriente: Cerramiento en lmina de la planta y bodega.


Art. H.3.1.1, H.3.2.3, H.3.2.4, H.3.2.5 Y H.3.2.6 NSR-10 3.1 RESULTADOS EXPLORACION DE CAMPO. Los das 18 y 19 de Abril del presente ao, se llev a cabo la ejecucin del trabajo de campo mediante la realizacin de cuatro perforaciones mecnicas a percusin, dos de las cuales fueron realizadas mediante el ensayo de penetracin normal SPT (Norma ASTM D1586 y D420) y las restantes efectuadas mediante el ensayo de penetracin con cono CPT.

En los sondeos, se realiz el ensayo de Penetracin Normal SPT a cada metro, del cual se obtuvieron muestras alteradas, obtenidas por medio de la penetracin y avance del tubo estndar, as como el valor N; as mismo, se obtuvieron muestras inalteradas, con la penetracin de tubos de pared delgada de 2 y 3 de dimetro.

TABLA No. 1 PROFUNDIDAD SONDEOS PRESENCIA DE AGUA

SONDEO No.

TIPO DE ENSAYO

PROFUND. ( m. )

PRESENCIA DE AGUA

(m.) 1 SPT 6.00 Seco 2 CPT 7.35 Seco 3 SPT 6.00 Seco 4 CPT 6.60 Seco

Los sondeos, se ubicaron adecuadamente en la zona donde se construirn los apoyos para el silo. Los registros de estratigrafa y propiedades del subsuelo de los sondeos, se presentan en el anexo; se incluye la descripcin de los estratos de suelo, la localizacin de las muestras, los resultados de humedad natural, lmite lquido, lmite plstico, porcentaje de finos, clasificacin por el Sistema de Clasificacin Unificado de Suelos, ndice de liquidez, gravedad especfica, densidad hmeda y relacin de vacos.

3. TRABAJO DE CAMPO.


3.2 COORDENADAS GEOGRAFICAS Las coordenadas del lote, se midieron mediante el siguiente equipo: GPS GARMIN ETREX Formato de posicin: hddd mm ss.s Datos de mapa: WGS84 Distancia/velocidad: mtrico Altura: metros Velocidad vertical: m/min Profundidad: mtrico Presin: Pulgadas (Hg).

TABLA No. 2 COORDENADAS GEOGRFICAS DE LOS SONDEOS

SONDEO No.

COORDENADA NORTE

COORDENADA OCCIDENTAL

1 06 28 41.6 74 24 41.1 2 06 28 41.8 74 24 41.3 3 06 28 41.7 74 24 41.5 4 06 28 41.6 74 24 41.4


FIGURA No. 2. LOCALIZACION APROXIMADA DE PERFORACIONES


Art. H.2.2.2.1 NSR10 y Art. H.3.3.3 NSR-10 4.1 DESCRIPCIN ENSAYOS DE LABORATORIO.

A las muestras obtenidas, se les realizaron los siguientes ensayos de laboratorio:

Contenido de Humedad Natural Norma INV E-122-07

Lmites de Atterberg Norma INV E-125-07 Y E-126-07

Ensayo de Compresin Simple Norma INV E-152-07

Ensayo de Consolidacin Norma INV E-151-07

Gravedad Especfica Norma INV E-128-07

Lavado Tamiz No. 200 Norma INV E-123-07

Antes de la realizacin de estos ensayos, se procede a la inspeccin visual y comparacin con la descripcin realizada en el campo. Por otro lado, las muestras tanto alteradas como inalteradas, se clasifican de acuerdo a los lmites de consistencia; teniendo en cuenta para el lavado sobre tamiz No. 200. Los resultados de dichos ensayos, se presentan en los registros de estratigrafa que se anexan en la parte posterior del informe. En el laboratorio permanecern las muestras por un lapso de dos meses, para el caso de que se requiera de alguna aclaracin. En las siguientes tablas, se presentan los resultados de los ensayos de Humedad Natural, Clasificacin por el Sistema Unificado de Suelos U.S.C.S, el porcentaje de finos, limites lquidos y plsticos, ndice de liquidez y el ensayo consolidacin. Jefe Laboratorio: Mara Isabel Garca Barrera

4. TRABAJO DE LABORATORIO


4.2 EQUIPO UTILIZADO BALANZA DIGITAL Fabricante: OHAUS Modelo: AV 8101 Serie 8026281117 Rango de Medicin: 0 a 8100 gr Fecha Calibracin: 25 de junio 2012 HORNO PARA SECADO DE MUESTRAS Fabricante: QUINCY LAB OVEN Modelo: 30GC Rango de Medicin: 150 a 450 C o 75 a 225F Fecha Calibracin: Semanalmente ANILLO DE CARGA ENSAYO COMPRESIN SIMPLE Fabricante: DIR Modelo: N.P. Rango de Medicin: 0 a 460 ( Lbf ) Fecha Calibracin: Abril 11 de 2012

OTROS EQUIPOS UTILIZADOS. Taras Pesaje anualmente Serie de Tamices De fbrica Aparato de Casagrande Ranurador - semanalmente Probetas Pipeta Baln Volumtrico Termmetro

Fotos Nos. 9 y 10. Equipos de laboratorio utilizados para la obtencin de parmetros del suelo


TABLA No. 3 CLASIFICACIN DEL SUELO

SONDEO No.

MUESTRA No.

PROFUN. (m)

HUMEDAD NATURAL

%

LIMITE LQUIDO

%

LIMITE PLSTICO

%

NDICE PLSTICO

%

NDICE DE

LIQUIDEZ

% DE FINOS

CLASIFIC. U.S.C.S

1 1 0.20-0.60 38 69 38 31 0.00 88.66 MH 2 0.60-1.00 19 3 1.55-2.00 25 54 43 11 -1.64 81.00 MH 4 2.55-3.00 23 5 3.55-4.00 28 62 54 8 -3.25 81.78 MH 6 4.55-5.00 20 7 5.55-6.00 --- 3 1 0.75-1.20 36 59 41 18 -0.28 86.23 MH 2 1.65-2.10 29 3 2.65-3.10 31 54 43 11 -1.09 83.71 MH 4 3.55-4.00 27 58 45 13 -1.38 92.04 MH 5 4.55-5.00 26 6 5.55-6.00 ---


TABLA No. 4 RESULTADOS ENSAYO DE CONSOLIDACIN

SONDEO No.

PROFUNDIDAD ( metros )

VALORES Mv ( cm2 / kgf )

PRESIN MEDIA ( kgf / cm2 )

1 0.55-0.60 0.1385 0.0325 0.0961 0.0965 0.0901 0.1900 0.0545 0.3745 0.0234 0.7640 0.0146 1.5365 0.0097 3.0930 0.0127 6.1140 0.0037 11.9745 0.0078 17.8360

Silo para almacenamiento de carbonato de calcio- Sibelco Colombia S.A S022-2013-15

Art. H.2.2.2.1 NSR10 y Art. H.2.5 NSR10

El suelo en general, se encuentra conformado como se indica a continuacin:

LOSA DE CONCRETO Con un espesor de 0.15 metros. ENTRESUELO Conformado por arena con piedras, hallado hasta profundidades entre 0.20 y 0.30 metros. ESTRATO FINO-GRANULAR Corresponde a un limo de alta de plasticidad de color amarillo con presencia de roca meteorizada, detectado hasta la profundidad mxima muestreada de 7.35 metros. Este limo posee contenidos de humedad natural variables entre 19 y 38%, con una resistencia a la penetracin normal que oscil entre 17 y 124 golpes por pie y su clasificacin segn el Sistema de Clasificacin Unificado de Suelos U.S.C.S., corresponde a: MH LL*= Entre 54 y 69% LP*= Entre 38 y 54% %F*=Entre 81.00 y 92.04% * LL = Lmite lquido LP = Lmite Plstico %F = Porcentaje de Finos Este limo, present valores grados de plasticidad desde bajos (0 < Ip < 10) hasta altos (Ip > 20), con valores del ndice de liquidez negativos y entre 0 y 1, que determina el estado de plstico a semislido en que se encuentra este suelo. Del ensayo de consolidacin, efectuado en zona del sondeo 1, a la profundidad de 0.60 metros, se obtuvieron valores del Mdulo de Compresibilidad Volumtrica Mv, variables en un rango entre 0.0146 y 0.0961 cm2/Kgf, que evidencian una compresibilidad alta este suelo. Con base en este mismo ensayo, se pudo establecer que el suelo fue preconsolidado, ya que al calcular la presin efectiva inicial (Po), su promedio fue de 0.11 Kg/cm2 de la muestra en el sitio donde se tom y de la grfica del ensayo de consolidacin (ver anexo), se determin por el mtodo de Casagrande el valor de la Presin de Preconsolidacin Pc = 2.70 Kg/cm2, de donde se tiene que Po es menor que Pc. Igualmente de estos ensayos se obtuvieron valores de la densidad hmeda de 1.776 y de la densidad seca de 1.285 gr/cm3. PRESENCIA DE AGUA. No se detect presencia de agua en los sondeos realizados.

5. CARACTERSTICAS FSICO MECNICAS E HIDRAULICAS.


Art. H.2.2.2.1 NSR10 y Art. H.2.3 NSR10 De acuerdo al reconocimiento del sitio, as como de los trabajos de campo y laboratorio, se presentan las siguientes caractersticas: 6.1 MORFOLOGA DEL TERRENO Este presenta una pendiente plana y con una direccin de drenaje en sentido suroccidente nororiente. El aspecto ms relevante de esta zona, corresponde al muro de contencin localizado hacia los costados norte y occidental.

6.2 TRABAJO DE CAMPO Y LABORATORIO 6.2.1 Presencia de agua y Flujos de agua. No se detect presencia de agua en los sondeos. 6.2.2 Litologa del suelo. El terreno, se encuentra compuesto a nivel superficial por una losa de concreto con un espesor de 0.15 metros, apoyada sobre un entresuelo de piedras gruesas y que se hall hasta profundidades entre 0.20 y 0.30 metros de profundidad. A este entresuelo, lo subyace un estrato fino granular, el cual corresponde a un limo de alta plasticidad y que corresponde al estrato representativo de la zona, detectado en estado de plstico y de semislido a slido.

Fotos Nos. 11 a 13. Suelo presente en la zona

6. ANLISIS DE RESULTADOS Y CONCLUSIONES


Figura No. 3. Litologa de la zona en estudio. 6.2.3 Anlisis ensayo de penetracin.

Del ensayo de penetracin normal SPT realizado en zona de los sondeos 1 y 3, se obtuvieron los siguientes resultados:

El sondeo 1 se caracteriza por presentar valores altos a partir de 1.25 metros, determinando las buenas propiedades fsico mecnicas que el suelo presenta.


Con respecto a la perforacin 3, esta posee un valor medio hasta 0.75 metros, con un aumento consecutivo y alto a lo largo de la profundidad muestreada.

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

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

Cota (m)

"N" "N45" "N60" S.P.T. (golpes/pie)

RESISTENCIA A LA PENETRACIN

N

N45

N60

P-1

Figura No. 4. Profundidad Vs. Resultados SPT


Del ensayo de penetracin con cono CPT sin recuperacin de muestra realizado en las

perforaciones 2 y 4, se tiene:

El sondeo2, presenta un valor bajo hasta 0.60 metros con valores altos a partir de dicha profundidad y con leves reducciones a profundidades entre 1.95 a 2.70 metros, de 3.60 a 4.05 metros y de 4.35 a 4.95 metros. En la perforacin 4, se observan valores bajos hasta una profundidad de 0.75 metros, con reducciones en dicho ensayo entre 2.70 a 3.00 metros entre 3.30 a 3.60 metros, entre 4.05 a 4.35 metros entre 4.50 a 4.80 metros a 5.10 metros.

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

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

Cota (m)

"N" "N45" "N60" S.P.T. (golpes/pie)

RESISTENCIA A LA PENETRACIN

N

N45

N60

P-3

Figura No. 5. Profundidad Vs. Resultados SPT


Figura No. 6. Resultado ensayo de penetracin sin recuperacin de muestra.

6.3 CONCLUSIONES Morfolgicamente, el lote estudiado presenta una topografa plana y con la presencia de un muro

de contencin hacia los costados norte y occidental.

No se detect la presencia de agua en los sondeos realizados.


Litolgicamente, el suelo se encuentra conformado por un limo de alta plasticidad con la presencia de roca fracturada en lajas.

De los resultados obtenidos del ensayo de penetracin, se pude establecer como este presenta

valores altos a partir de 1.25 metros, estableciendo las buenas propiedades fsico mecnicas que posee el suelo.

De acuerdo a los anteriores resultados y con el fin de empotrar la estructura que soportar el silo de almacenamiento de 150 Toneladas, sobre un sistema de cimentacin del tipo pilas cortas apoyadas a una profundidad de 3.00 metros, sin que se presenten asentamientos mayores a los mximos permisibles y fatigas excesivas en el estrato de apoyo.


Cap. A.2 - Art. H.4.6 Art. H.7 Art. H.4.8 - Art. H.2.2.2.1 NSR10 7.1 PARAMETROS DEL SUELO PARA EL CLCULO DE LA CIMENTACIN.

A continuacin, se presentan los parmetros del suelo empleados para el clculo de la cimentacin.

Tabla No. 5. Parmetros del suelo.

7.1.2 Parmetros del suelo a partir del uso del programa NOVO SPT A continuacin, se presenta un Resumen del anlisis del suelo en estudio realizado con el Software NovoSPT, obteniendo de esta manera diversas herramientas que permiten analizar el tipo de suelo presente en la zona de estudio.

7. RECOMENDACIONES DE CIMENTACIN.


Sondeo 1

ANGULO DE FRICCIN INTERNA- Segn Hettiarachchi and Brown, 2009

CORRECCIN DE SOBRECARGA Cn- Segn Canadian Foundation Engineering Manual,2066


MDULO DE YOUNG- Segn AASHTO, 1996

RESISTENCIA AL CORTE SIN DRENAJE, Segn Hettiarachchi and Brown, 2009


VELOCIDAD DE ONDA CORTANTE- Segn Andrs Alfaro, 2007

Figuras Nos. 7 a 12. Parmetros del suelo obtenidos con NovoSPT para el clculo de la cimentacin


Sondeo 3

ANGULO DE FRICCIN INTERNA- Segn Hettiarachchi and Brown, 2009

CORRECCIN DE SOBRECARGA Cn- Segn Canadian Foundation Engineering Manual,2066


MDULO DE YOUNG- Segn AASHTO, 1996

RESISTENCIA AL CORTE SIN DRENAJE, Segn Hettiarachchi and Brown, 2009


VELOCIDAD DE ONDA CORTANTE- Segn Andrs Alfaro, 2007

Figuras Nos. 13 a 18. Parmetros del suelo obtenidos con NovoSPT para el clculo de la cimentacin


7.2 CIMENTACIN.

Luego de analizar los resultados del trabajo de campo, los resultados de los ensayos realizados en el laboratorio y las propiedades mecnicas del suelo encontrado, y de acuerdo al nivel en que quedar ubicada la estructura con respecto al nivel del terreno en el momento de la exploracin y de estudiar las diferentes posibilidades de cimentacin, se consider como solucin ms adecuada desde el punto de vista econmico e ingenieril, apoyar la estructura empleando la siguiente alternativa de cimentacin:

Para el clculo de la cimentacin Pilas perforadas en arena, se utiliz el mtodo propuesto por Braja M. Das, para pilas con cabezal (Db > Ds), teniendo en cuenta que para nuestro caso las pilas no poseern dicho cabezal por lo que Db = Ds.

El modelo se presenta a continuacin, ver Figura No. 19

Figura No. 19. Pila perforada sin campana en suelo no cohesivo.


El mtodo consiste en calcular primero la capacidad por ficcin y la carga ltima Qu, utilizando las ecuaciones 10.26 y 10.27 del texto de Braja M. Das: () =

+

=

() = 0.55( !"!#$#)

Por medio de las cuales se obtienen los siguientes resultados:

Estrato (i) Li (pies) fi (lb/pie) fi*p*Li

(lb) fi*p*Li

(klb) qp

(klb/pie) qp*Ap (klb)

Qu (klb)

Qu (Ton)

1 2,09 3.661,14 94.424,10 245,84 50,69 617,10 862,94 383,15

2 3,28 3.731,55 151.418,55

Tabla No. 6. Carga ltima, Qu

Luego de tener la capacidad de carga ltima, se procede a calcular la capacidad de carga para un asentamiento admisible de 1 pulgada. Para esto se requiere calcular primero el asentamiento normalizado por el dimetro de la pila (Asent/Ds), el cual para este caso es de 2.12, luego con este valor se entra a la lnea de tendencia de la figura 10.18, de la que se puede obtener un valor para la carga normalizada de aproximadamente 0.82. Entonces la carga lateral es 201,59 klb.

10.26

10.27


Este mismo procedimiento se realiza para calcular el asentamiento normalizado por el dimetro de la base (asent./Db), teniendo en cuenta que para este caso Db = Ds, por lo que se obtiene el mismo valor para el asentamiento normalizado, 2.12, pero ya con dicho valor se ingresa a la lnea de tendencia de la figura 10.19, la cual indica que para este asentamiento la carga de punta normalizada es de aproximadamente 0.81, por lo que la carga en la base es de 499,85 klb.

En la siguiente tabla se puede observar los resultados obtenidos de los asentamientos normalizados, as como los factores de carga lateral y por punta normalizados, adems de la carga lateral y la carga de base con las cuales se obtiene la capacidad de carga admisible, QT.

Di Asent/Di (%) C.Ni Qi (klb) QT (klb) QT (Ton)

Ds 3,94 2,12 0,82 201,59 701,44 311,44

Db 3,94 2,12 0,81 499,85

Tabla No. 7. Carga ltima, Qu

NOTA IMPORTANTE: El valor de la capacidad ltima, se divide por un factor de seguridad, debido a que los datos fueron tomados del valor del ensayo de penetracin normal N y no de ensayos de laboratorio.


7.2.2 CIMENTACION CUATRO APOYOS PARA EL SILO. PILAS CORTAS DE CONCRETO VACIADAS EN EL SITIO. Estas poseern un dimetro de 1.20 metros por facilidades constructivas y calculadas para transmitir una presin mxima de 53.0 Ton/m2. Estas pilas poseern una longitud de 3.00 metros con respecto al nivel del terreno en el momento de la exploracin de campo. Para el clculo de las pilas, se considerar un coeficiente de balasto de:

ZONA DEL SONDEO 4

KH= 3 Kgf/cm3 (de 0.00 a 1.25 metros) KH= 5 Kgf/cm3 (de 1.25 a 3.00 metros) DESCRIPCIN DEL ESTRATO PORTANTE

Las pilas se apoyarn sobre un limo de alta plasticidad de color amarilla con presencia de roca meteorizada ( fracturadas en lajas ) de consistencia muy dura.

7.2.3 CALCULO ASENTAMIENTOS

H m P Hv= Definicin de los trminos de la ecuacin anterior: H = Espesor del estrato de suelo

Pf = Presin final (presin inicial ms incremento de carga)

P0 = Presin inicial


P = Pf - Po = incremento en la presin mv = mdulo de compresibilidad volumtrica (llamado tambin mdulo edomtrico).

As ma

evv

=

+1 0, es decir, m

e

e

pv=

+

11 0

Para estas condiciones se esperan asentamientos del orden de 1.50 cms, calculados con valores del Mdulo de Compresibilidad Volumtrica Mv, obtenidos del ensayo de consolidacin para estratos intermedios y profundos. Este asentamiento, es menor que el mximo permisible para este tipo de cimentacin que es de 2.54 cms. 7.3 DISEO SISMO-RESISTENTE.

DESCRIPCIN Parametro Aa 0,15 Parmetro Av 0,15 Nivel de Amenaza Ssmica Intermedia Perfil del Suelo C Coeficiente de amplificacin Fa 1,20 * Para Puerto Berro

Adems y de acuerdo a las Normas Colombianas de Diseo y Construccin Sismo- Resistente, todas las cimentaciones debern ir amarradas para efectos ssmicos.


Cap. H.8.2 y Cap. H.8.4 NSR10

El proceso constructivo se realizar en etapas considerando para ellas las recomendaciones que se presentan a continuacin. 8.1 ETAPA 1 INVENTARIO DE GRIETAS Antes de efectuarse la excavacin para las cimentaciones, se deber realizar un inventario de grietas en las estructuras vecinas. Si existiesen grietas, deben marcarse tal que se pueda identificar si hubo cambio en ellas por las excavaciones realizadas.

8.2 ETAPA 2 CONSTRUCCIN DE LA CIMENTACIN.

8.2.1 CONTROL DE AGUAS. No se detect la presencia de agua en los sondeos realizados, en caso de llegar a detectarse durante el proceso constructivo de la cimentacin, se deber de dar aviso a nuestra oficina con el fin de proceder a establecer a las recomendaciones pertinentes para su control.

8.2.2 RECOMENDACIONES CONSTRUCCIN EXCAVACION PARA LAS PILAS. Para la construccin de estas, se plantea el siguiente mtodo que consiste en el descenso de las pilas por medio de anillos amarrados desde la superficie:

8. RECOMENDACIONES CONSTRUCTIVAS

MTODO DE DESCENSO DE PILAS, POR MEDIO DE ANILLOS AMARRADOS DESDE LA SUPERFICIE. Este mtodo constructivo, consiste en realizar la excavacin con ayuda de anillos de concreto, los cuales se vaciarn a cada metro de profundidad. Estos anillos poseern un refuerzo vertical y aros horizontales en varilla de 3/8 espaciados cada 0.20 metros. El refuerzo vertical se deber ubicar desde la parte superior tal como se aprecia en la figura, con el fin de facilitar la construccin de la pila. Es importante resaltar, que el hierro vertical deber tener en cuenta una longitud adicional que servir para colgar el anillo siguiente.


8.2.3 RECOMENDACIONES PARA LA EXCAVACIN DE LA CIMENTACIN Y GENERALES. Deber tenerse continuidad en el proceso de la excavacin y el vaciado de la cimentacin, con el

objeto de evitar el remoldeo del suelo de cimentacin. Adems, se recomienda no permitir el ingreso de agua de escorrenta al sitio excavado.

Se recomienda no dejar durante mucho tiempo las excavaciones a merced de las aguas lluvias, ya

que pueden saturarse y presentar asentamientos instantneos de magnitud considerable dentro de la estructura al ir avanzando el proceso constructivo.

Antes de vaciar las cimentaciones, se deber limpiar todo el material del fondo de la excavacin,

con el fin de evitar que estos materiales puedan ocasionar asentamientos considerables a la estructura.

8.3 ETAPA 3 - ASENTAMIENTOS. Es importante llevar una medida de los asentamientos, a medida que se vaya avanzando en el proceso de construccin, con el fin de verificar que no se presenten asentamientos mayores que los permisibles y/o estimados.


En la obra debe permanecer una copia del estudio de suelos, para reconfirmar la informacin en l suministrada.

Las recomendaciones dadas en el informe se basan en la exploracin de campo y en los ensayos de laboratorio realizados. Si durante la construccin de las estructuras, se encuentra un suelo con caractersticas diferentes a las anotadas en el informe o se produce alguna situacin que pueda variar las recomendaciones iniciales, se deber avisar al ingeniero de suelos para proceder a la revisin pertinente.

Es importante establecer, que en caso de que este proyecto no se desarrolle en los prximos 5 aos, se deber reevaluar el estudio de suelos, ya que, durante este perodo, el lote en estudio estar sometido a diferentes procesos, los cuales pueden alterar notablemente las condiciones actuales del suelo.

Tendr el mayor gusto en colaborar con usted en todo lo referente a este informe.

Cordialmente,

FRANK MONTOYA CALLEJAS Ingeniero Civil M.Sc. Mat. 05202-07502 Art. H.2.2.2.1 NSR10

9. LIMITACIONES DEL ESTUDIO.


REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

Asociacin Colombiana de Ingeniera Ssmica. Reglamento Colombiano de Construccin Sismo Resistente NSR-10.

Instituto Nacional De vas. INVAS. 2007

Normas Tcnicas Americanas (ASTM). ASTM D 1586. ASTM D 420.

Arango Vlez, Antonio. Manual de Laboratorio de Mecnica de Suelos. Centro de Publicaciones U.N.

Villalaz, Carlos Crespo. Mecnica de suelos y cimentaciones. Editorial Limusa, Mxico.

Das, Braja M. Principios de Ingeniera de Cimentaciones, 5a. edicin. Cengage Learning, Mxico, 2010.

Das, Braja M. Principios de Ingeniera de Cimentaciones. 4a. edicin. Thomson Editores, Mxico, 1999.

SOFTWARE UTILIZADO

Windows 7

Microsoft Office 2010 - Microsoft Word - Microsoft Excel

NovoSPT

- SPT Correlations Program NovoSPT 2.60.2013.214


ANEXOSANEXOSANEXOSANEXOS

MEMORIAS ENSAYOS DE LABORATORIOMEMORIAS ENSAYOS DE LABORATORIOMEMORIAS ENSAYOS DE LABORATORIOMEMORIAS ENSAYOS DE LABORATORIO

PERFIL ESTRATIGRAFICOPERFIL ESTRATIGRAFICOPERFIL ESTRATIGRAFICOPERFIL ESTRATIGRAFICO

REGISTROSREGISTROSREGISTROSREGISTROS DE EXPLORACION DE CAMPODE EXPLORACION DE CAMPODE EXPLORACION DE CAMPODE EXPLORACION DE CAMPO

ENSAYO DE CONSOLIDACIONENSAYO DE CONSOLIDACIONENSAYO DE CONSOLIDACIONENSAYO DE CONSOLIDACION


DETERMINACIN DEL LMITE LQUIDO, LMITE PLSTICO E INDICE DE

PLSTICIDAD DE LOS SUELOS Normas INV-E 125-126

TARA N 179 21 TARA N 193 26Wh + TARA (gf) 17.3 22.3 Wh + TARA (gf) 19.6 19.6Ws + TARA (gf) 14.6 19.1 Ws + TARA (gf) 16.6 16.7Wh (gf) 9.6 11.7 Wh (gf) 10.4 9.4Wtara (gf) 7.7 10.6 Wtara (gf) 9.2 10.2Ws (gf) 6.9 8.5 Ws (gf) 7.4 6.5Humedad w (%) 39 38 Humedad w (%) 41 45

TARA N 210 223 TARA N 160 94Wh + TARA (gf) 29.6 28.9 Wh + TARA (gf ) 34.5 33.1Ws + TARA (gf) 21.8 20.9 Ws + TARA (gf ) 25.7 24.9Wh (gf) 19.9 19.3 Wh (gf ) 25.6 23.3Wtara (gf) 9.7 9.6 Wtara (gf ) 8.9 9.8Ws (gf) 12.1 11.3 Ws (gf ) 16.8 15.1Humedad w (%) 64 71 Humedad w (%) 52 54NMERO DE GOLPES 32 22 NMERO DE GOLPES 32 21

38 25

69 54

38 43

31 11

0.00 -1.64

88.66 81.00

HUMEDAD %

INDICE DE LIQUIDEZ

SONDEO: 1 MUESTRA:1 PROF. 0.20-0.60 m SONDEO: 1 MUESTRA:3 PROF. 1.55-2.00 m

LMITE PLSTICO LMITE PLSTICO

LMITE LQUIDO

CLASIFICACION U.S.C.S CLASIFICACION U.S.C.S

LMITE LQUIDO

MH MH

LIMITE LQUIDO LIMITE LQUIDOLMITE PLSTICO LMITE PLSTICOINDICE DE PLASTICIDAD INDICE DE PLASTICIDAD

LAVADO DE TAMIZ 200 LAVADO DE TAMIZ 200

HUMEDAD %

INDICE DE LIQUIDEZ

61

68

74

1 10 1002549

55

1 10 10025



TARA N 38 3 TARA N 67 44Wh + TARA (gf) 34.4 31.2 Wh + TARA (gf ) 31.4 31.8Ws + TARA (gf) 25.9 22.7 Ws + TARA (gf ) 23.5 23.2Wh (gf) 23.5 21.4 Wh (gf ) 21.6 22.9Wtara (gf) 10.9 9.8 Wtara (gf ) 9.8 8.9W

s (gf) 15.0 12.9 Ws (gf ) 13.7 14.3

Humedad w (%) 57 66 Humedad w (%) 58 60NMERO DE GOLPES 31 22 NMERO DE GOLPES 30 18

28 36

62 59

54 41

8 18

-3.25 -0.28

81.78 86.23

HUMEDAD %

INDICE DE LIQUIDEZ



LMITE LQUIDO

CLASIFICACION U.S.C.S CLASIFICACION U.S.C.S

LMITE LQUIDO

MH MH



HUMEDAD %

INDICE DE LIQUIDEZ

55

61

68

1 10 1002555

61

1 10 10025



TARA N 218 87 TARA N 13 29Wh + TARA (gf ) 31.2 30.4 Wh + TARA (gf) 35.8 28.7W

s + TARA (gf ) 23.2 22.9 Ws + TARA (gf) 26.6 21.9

Wh (gf) 23.2 21.0 Wh (gf) 25.1 18.1Wtara (gf ) 8.0 9.4 Wtara (gf) 10.7 10.6W

s (gf) 15.2 13.5 Ws (gf) 15.9 11.3

Humedad w (%) 53 56 Humedad w (%) 58 60NMERO DE GOLPES 31 19 NMERO DE GOLPES 32 12

31 27

54 58

43 45

11 13

-1.09 -1.38

83.71 92.04

MH MH



HUMEDAD %

INDICE DE LIQUIDEZ

CLASIFICACION U.S.C.S

LMITE LQUIDO

HUMEDAD %

INDICE DE LIQUIDEZ



LMITE LQUIDO

CLASIFICACION U.S.C.S

49

55

61

1 10 1002555

61

1 10 10025

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