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“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL
LOTE EL CERRO”
ANEJO Nº3 ESTUDIO DE SUELOS
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO”
INDICE
1 INTRODUCCIÓN ....................................................................................................... 5
2 DOCUMENTACIÓN UTILIZADA ............................................................................... 6
3 ESTUDIO GEOLOGICO ............................................................................................ 7
3.1 MARCO GEOLÓGICO GENERAL ..................................................................... 7
3.2 ESTRATIGRAFÍA ............................................................................................. 10
3.2.1 Formación Bayunca (Ngb) ..................................................................... 10
3.2.2 Formación La Popa (Qpp) ...................................................................... 13
3.2.3 Depósitos Coluvio - Aluviales (Qcal) ..................................................... 15
3.2.4 Depósitos antrópicos de plataforma (Qxp) ........................................... 15
3.3 CARACTERÍSTICAS ESTRUCTURALES ........................................................ 17
3.4 SISMICIDAD .................................................................................................... 21
3.5 CARACTERÍSTICAS GEOMORFOLÓGICAS .................................................. 32
3.6 CARACTERÍSTICAS HIDROGEOLÓGICAS .................................................... 33
3.7 RIESGOS GEOLÓGICOS ................................................................................ 35
3.8 CONDICIONANTES GEOTÉCNICOS .............................................................. 37
4 CAMPAÑA DE RECONOCIMIENTOS GEOTÉCNICOS .......................................... 38
4.1 INVENTARIOS ................................................................................................. 40
4.2 SONDEOS MECÁNICOS A ROTACIÓN .......................................................... 42
4.3 ENSAYOS DE PENETRACIÓN ESTÁNDAR Y TOMA DE MUESTRAS. ......... 45
4.4 ENSAYOS PRESIOMÉTRICOS ....................................................................... 49
4.5 ENSAYOS DE PERMEABILIDAD .................................................................... 52
4.6 ENSAYOS DE PENETRACIÓN DINÁMICA ..................................................... 53
4.7 APIQUES MECÁNICOS ................................................................................... 56
4.8 ENSAYOS DE LABORATORIO........................................................................ 60
5 CARACTERIZACIÓN GEOTÉCNICA DE LOS MATERIALES ................................ 62
5.1 UNIDAD NGB1 ................................................................................................. 62
5.2 UNIDAD NGB2 ................................................................................................. 75
ANEJO Nº 3
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5.3 UNIDAD QPP1 ................................................................................................. 85
5.4 UNIDAD QPP2 ................................................................................................. 90
6 PARÁMETROS DE CÁLCULO ............................................................................... 96
7 AGRESIVIDAD ........................................................................................................ 97
8 EXPANSIVIDAD ...................................................................................................... 98
9 ESTUDIO DE DESMONTES .................................................................................. 105
9.1 ANÁLISIS DE ESTABILIDAD ......................................................................... 105
9.1.1 Metodología .......................................................................................... 105
9.1.2 Parámetros de cálculo .......................................................................... 110
9.1.3 Análisis de los desmontes de la PTAP ............................................... 110
9.1.4 Análisis de los desmontes de excavaciones temporales de las
instalaciones .................................................................................................... 116
9.2 EXCAVABILIDAD ........................................................................................... 117
9.3 APROVECHAMIENTO ................................................................................... 119
9.3.1 Material para núcleo de terraplén ........................................................ 120
9.3.2 Material para cimiento de terraplén ..................................................... 122
9.3.3 Materiales tipo escollera ...................................................................... 123
10 ESTUDIO DE RELLENOS ..................................................................................... 124
10.1 DESCRIPCIÓN DE LOS RELLENOS ............................................................. 124
10.2 METODOLOGÍA ............................................................................................. 124
10.3 PROPIEDADES DE CÁLCULO EMPLEADAS ............................................... 125
10.4 ANÁLISIS DE LOS RELLENOS ..................................................................... 127
11 ESTUDIO DE MATERIALES ................................................................................. 130
11.1 MATERIALES EXTERNOS A LA OBRA ......................................................... 130
11.2 SOBRANTES DE EXCAVACIÓN. BOTADEROS ........................................... 132
12 GEOTECNIA DE CIMENTACIÓN DE LOS DEPÓSITOS ...................................... 133
12.1 METODOLOGÍA EMPLEADA EN EL CÁLCULO ............................................ 133
12.1.1 Criterios para la determinación de las tensiones admisibles ............ 133
12.1.2 Criterios para la estimación de asientos ............................................. 136
12.1.3 Criterios para la determinación del coeficiente de balasto vertical .. 137
12.1.4 Criterios para la determinación de pilotes en suelos cohesivos ...... 137
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO”
12.2 DEPÓSITOS DE AGUA TRATADA ................................................................ 141
12.2.1 Trabajos realizados .............................................................................. 141
12.2.2 Geología y geotecnia ............................................................................ 142
12.2.3 Condiciones de Cimentación ............................................................... 142
12.2.4 Calculo de estabilidad del talud de excavación ................................. 146
12.2.5 Conclusiones y recomendaciones constructivas .............................. 146
12.3 DEPÓSITOS DE AGUA BRUTA..................................................................... 149
12.3.1 Trabajos realizados .............................................................................. 149
12.3.2 Geología y geotecnia ............................................................................ 149
12.3.3 Condiciones de Cimentación ............................................................... 150
12.3.4 Calculo de estabilidad del talud de excavación ................................. 153
12.3.5 Conclusiones y recomendaciones constructivas .............................. 153
12.4 TANQUES DE CABECERA ............................................................................ 156
12.4.1 Trabajos realizados .............................................................................. 156
12.4.2 Geología y geotecnia ............................................................................ 157
12.4.3 Condiciones de Cimentación ............................................................... 157
12.4.4 Calculo de estabilidad del talud de excavación ................................. 159
12.4.5 Conclusiones y recomendaciones constructivas .............................. 159
12.5 ALMACENAMIENTO DE REACTIVOS........................................................... 161
12.5.1 Trabajos realizados .............................................................................. 161
12.5.2 Geología y geotecnia ............................................................................ 162
12.5.3 Condiciones de Cimentación ............................................................... 162
12.5.4 Calculo de estabilidad del talud de excavación ................................. 164
12.5.5 Conclusiones y recomendaciones constructivas .............................. 165
12.6 ESPESADORES, HOMOGENEIZACIÓN DE LODOS, Y EDIFICO DE
DESHIDRATACIÓN ................................................................................................... 167
12.6.1 Trabajos realizados .............................................................................. 167
12.6.2 Geología y geotecnia ............................................................................ 168
12.6.3 Condiciones de Cimentación ............................................................... 168
12.6.4 Calculo de estabilidad del talud de excavación. ................................ 172
12.6.5 Conclusiones y recomendaciones constructivas .............................. 172
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12.7 MÓDULOS DE TRATAMIENTO ..................................................................... 176
12.7.1 Trabajos realizados .............................................................................. 176
12.7.2 Geología y geotecnia ............................................................................ 176
12.7.3 Condiciones de Cimentación ............................................................... 177
12.7.4 Calculo de estabilidad del talud de excavación ................................. 179
12.7.5 Conclusiones y recomendaciones constructivas .............................. 179
12.8 EDIFICIO DE CONTROL ............................................................................... 181
12.8.1 Trabajos realizados .............................................................................. 181
12.8.2 Geología y geotecnia ............................................................................ 182
12.8.3 Condiciones de Cimentación ............................................................... 182
12.8.4 Calculo de estabilidad del talud de excavación ................................. 183
12.8.5 Conclusiones y recomendaciones constructivas .............................. 184
12.9 ANCLAJES DE TUBERÍAS ............................................................................ 186
12.9.1 Trabajos realizados .............................................................................. 186
12.9.2 Geología y geotecnia ............................................................................ 187
12.9.3 Condiciones de Cimentación ............................................................... 187
APENDICES
Apéndice 1. Campaña de reconocimientos geotécnicos
Apéndice 2. Registros de ensayos de laboratorio
Apéndice 3. Cálculo de asientos
PLANOS
PLANO 1. Plancha geológica hoja 29-30, ARJONA. E= 1/100.000. INGEOMINAS
PLANO 2. Campaña de reconocimientos geotécnicos realizados y planta
geológica. E= 1/1.000
PLANO 3. Secciones geológico-geotécnicas. E= 1/1.000
ANEJO Nº 3
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1 INTRODUCCIÓN
En el presente documento se definen las condiciones geológico-geotécnicas del terreno
para el diseño de la Planta de Tratamiento de Agua Potable “P.T.A.P. El Cerro”. Dicha
planta se ubica en el Distrito de Cartagena, al Sur de las instalaciones industriales de
Mamonal, al este del corregimiento de Pasacaballos.
La siguiente fotografía es una vista del futuro emplazamiento de la P.T.A.P. desde la finca
explanada anexa a la misma. Destaca la importante vegetación arbustiva y arbórea, que
ha limitado en buena medida la ubicación de los reconocimientos geotécnicos a efectuar.
Fotografía 1 Vista de la parcela en la que se ubicará la futura PTAP de “El Cerro”
ANEJO Nº 3
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2 DOCUMENTACIÓN UTILIZADA
Como documentación de partida se ha contado con la Cartografía geológica a Escala
1:100.000 elaborada por el Instituto de Investigación e Información Geocientífica Minero-
Ambiental y Nuclear (INGEOMINAS):
Plancha 29-30 Arjona, Ingeominas 1998
Memoria explicativa, geología de las planchas 23 (Cartagena) y 29-30 (Arjona),
Ingeominas 2001.
Geoamenazas Zona Sur, Escala 1:50.000, Mayo de 2001. Elaborado por la
Secretaría de Planeación Distrital, perteneciente a la Alcaldía de Cartagena de
Indias
En el apéndice de planos se incluye la plancha 29-30 con la localización de la P.T.A.P.
En cuanto a la información de partida existente, cabe destacar el “Estudio geotécnico
en Bitucol en la finca El Cerro en el corregimiento de Pasacaballos” redactado por
EVG en febrero de 2013 a solicitud de Aguas de Cartagena, S.A,
Complementariamente, ACUACAR ha facilitado la siguiente información a IDOM:
Datos sobre analítica de aguas, tanto de las captaciones de Dolores como de
Gambote (datos de 2003 a 2014).
Datos y planos de localización de las bases topográficas de ACUACAR.
Plano cartográfico con CN cada 2 m en el que aparece parte de la parcela de
ubicación de la PTAP y esquema de las aducciones principales desde las tomas
de Dolores y de Gambote.
Documentación “Preliminares” del Plan Maestro de Cartagena.
La documentación base del proyecto, y de cuyo desarrollo surge la presente
actuación es la correspondiente al Plan Maestro de Agua Potable (zonas de
abastecimiento, demandas y sus proyecciones, conexión y coordinación con las
infraestructuras existentes y en proyecto, etc).
ANEJO Nº 3
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3 ESTUDIO GEOLOGICO
En este apartado se aborda la caracterización geológica del emplazamiento de la
P.T.A.P. a nivel local junto con un encuadre preliminar a nivel regional.
3.1 Marco geológico general
La costa Caribe ha tenido gran complejidad por la interacción de las placas tectónicas del
Caribe y Suramérica. La convergencia ha formado, entre otros, los cinturones del Sinú y
el de San Jacinto.
Figura 1 Mapa tectónico del Caribe y norte de Suramérica
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Geológicamente, el Distrito de Cartagena se ubica dentro del área tectónica denominada
“Cinturón del Sinú”, el cual se halla limitado hacia el oriente por el lineamiento-falla del
Sinú, al occidente por el Mar Caribe, lineamiento Colombia (limite talud continental y
llanura abisal) y por el sur con la falla Dabeiba (Duque, 1979, INGEOMINAS, 1988).
Figura 2 Localización geográfica de las Planchas 23 Cartagena y 29-30 Arjona
En el área de estudio afloran rocas del Terciario de origen marino - transicional
continental que se extienden en edad desde el Plioceno - Superior - Pleistoceno y que
corresponden a las rocas de la Formación Bayunca, unidad intermedia que se encuadra
en el “Cinturón del Sinú” (DUQUE, 1984). Discordantes sobre estas rocas se encuentran
depósitos Cuaternarios de origen marino y continental (playas, playones, intermareales
aluviales y coluviales.
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Figura 3 Formaciones geológicas que comprenden el Cinturón del Sinú
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3.2 Estratigrafía
En la zona de estudio se encuentran rocas sedimentarias de origen marino, profundo a
litoral. Sus edades van desde el Paleoceno hasta los depósitos recientes.
En el sector norte del Cinturón del Sinú se ha denominado el Bloque Tectónico de
Turbaco (Reyes & Clavijo, 1996) y se localiza en el costado oriental de la ciudad de
Cartagena.
De más antigua a más moderna, afloran las siguientes formaciones: Arjona, Bayunca,
Arroyo Grande y la Popa.
En el ámbito de la parcela donde se ejecutará el proyecto sólo se encuentra la Formación
Bayunca y parte basal de La Popa.
3.2.1 Formación Bayunca (Ngb)
Esta unidad aflora en toda la superficie de la parcela y por tanto constituirá el terreno de
apoyo para los distintos elementos que constituirán la Planta de Tratamiento (depósitos,
edificios… etc.). La siguiente fotografía muestra el aspecto general de estos niveles en
una excavación próxima
ANEJO Nº 3
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Fotografía 2 Talud en la formación Bayunca, afectada por fracturas
La Fm. Bayunca se encuentra constituida por una secuencia de lodolitas gris oscuras,
claras y negras, con niveles de oxidación de color amarillo, en capas delgadas y medias,
laminación interna ondulosa discontinua. Son frecuentes las lodolitas moteadas
bioturbadas; la secuencia presenta intercalaciones de limolitas grises pasando a pardas,
en capas delgadas; principalmente hacia el techo de la unidad hay intercalaciones de
areniscas de cuarzo, gris claro y amarillo claro, de grano fino hasta conglomeráticas;
estas últimas son líticas, en capas delgadas y gruesas, estratificación inclinada, flaser,
planas paralelas y masivas. Son frecuentes capas de areniscas con cemento calcáreo y
gran contenido de conchas de moluscos y restos de plantas. En toda la secuencia es
común encontrar yeso en láminas que rellenan fracturas con disposición estratiforme.
Fotografía 3 Talud en la formación Bayunca en la finca anexa propiedad de Jaime Leguizamon.
ANEJO Nº 3
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Fotografía 4. Detalle de los niveles arcillosos de alta plasticidad
ANEJO Nº 3
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Figura 4 Columna estratigráfica de la Formación Bayunca
3.2.2 Formación La Popa (Qpp)
La formación La Popa aparece suprayacente a la formación Bayunca descrita en el
apartado anterior y formada por depósitos de génesis más litoral.
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Aparece constituida por dos miembros; el inferior compuesto por arcillas plásticas,
margosas y areniscas de cuarzo y el superior compuesto de calizas margosas coralinas,
con un espesor conjunto que puede llegar a 150m.
En la parcela aparecen restos de las calizas coralinas derrubiados, como los observados
en la siguiente fotografía, y niveles mayoritarios de arcillas y arenas limosas de grano fino
con diverso grado de cementación. Parece por ello corresponder a niveles basales de la
formación.
Fotografía 5 Construcciones arrecifales observadas en la formación La Popa
En ocasiones, en áreas próximas al emplazamiento estudiado, es posible que la
formación Popa apoye sobre las Gravas de Rotinet y no directamente sobre la formación
Bayunca.
En la parcela estudiada no han sido detectados los niveles de las Gravas de Rotinet.
Estas corresponden a un abanico conformado por gravas de cuarzo, chert negro, rocas
volcánicas, gneises y limolitas, en capas muy gruesas, cuneiformes, con estratificación en
artesa y macizas, con intercalaciones de arenitas cuarzosas a sublíticas, de grano fino a
medio, deleznables, en capas cuneiformes delgadas y gruesas, con estratificación
cruzada.
ANEJO Nº 3
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Tanto los niveles de la Formación La Popa como las Gravas de Rotinet apoyan de forma
discordante sobre la formación Bayunca.
3.2.3 Depósitos Coluvio - Aluviales (Qcal)
Los depósitos coluvio-aluviales agrupan la sedimentación fluvial reciente y actual, y la
generada por coluviones igualmente recientes, relacionados con arroyos y con los
piedemontes. Están constituidos por cantos, bloques, arenas y arcillas, mezclados a
gradados, y cubren a las unidades rocosas y a los depósitos cuaternarios más antiguos.
3.2.4 Depósitos antrópicos de plataforma (Qxp)
Se trata de rellenos ejecutados para la nivelación de la parcela anexa a la PTAP. Están
compuestos por materiales compactados procedentes de la propia excavación de la
parcela.
Fotografía 6. Finca explanada anexa a la de la futura PTAP
ANEJO Nº 3
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Fotografía 7 Vistas del talud de borde de la explanación aquejado de regueros-acarcavamientos y
depositación de derrubios a pie.
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3.3 Características estructurales
Esta región constituye la margen norte de la placa Sur Americana y forma parte de una
zona en la que se produce una compleja interacción entre las placas Caribe, Sur
Americana y Nazca. En el norte de Colombia, la convergencia oblicua de la Placa Caribe
da origen a un evento tectónico compresivo de carácter regional que genera deformación
al interior de la placa Sur Americana, generando, entre otros, la deformación observada
en los cinturones del Sinú y San Jacinto.
En el sector norte del Cinturón del Sinú se ha denominado el Bloque Tectónico de
Turbaco (Reyes & Clavijo, 1996) y se localiza en el costado oriental de la ciudad de
Cartagena.
Figura 5 Localización de los cinturones de San Jacinto y del Sinú
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 18
La geología y estratigrafía del Cinturón Plegado del Sinú (CPS) está controlada por
procesos estructurales y tectónicos no muy claros. Involucra una muy espesa secuencia
de rocas con edades que van del Oligoceno tardío al Reciente deformada por intenso
diapirismo de lodo, muy marcado en las zonas de falla y sobre las crestas de los
anticlinales. En el área se desarrollan sinclinales amplios y anticlinales estrechos
generalmente mostrando escalonamiento y relaciones de oblicuidad entre pliegues y
fallas.
El bloque tectónico de Turbaco comprende el sector occidental del área, inmediatamente
al occidente del bloque tectónico de Luruaco y hace parte del Cinturón del Sinú (Duque-
Caro, 1984). Presenta un tren estructural N40°E y se extiende por el borde costero y la
región de Turbaná, Arjona y Turbaco; al sur es interrumpido por la depresión del Dique.
Está conformado por rocas de ambiente marino somero.
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 19
Figura 6 Mapa estructural del Cinturón de San Jacinto y Sinú Norte
La deformación de las rocas es más evidente cuanto más antiguas son; así, en el área de
estudio se encuentra la “Falla de Pasacaballos”, que consiste en un fallamiento y
plegamiento pronunciado en la Formación Bayunca (Mioceno-Plioceno).
Figura 7 Localización de la Falla Pasacaballos dentro del Mapa tectónico de Arjona (plancha 29-30)
La Falla de Pasacaballos se extiende por 30 km desde la localidad de Pasacaballos hasta
el caserío de Algarrobo. Tiene un rumbo N40°E y buzamiento al este alrededor de 50°.
Se trata de una falla inversa que afecta directamente a la Formación Bayunca y repite
parte de su secuencia. Son frecuentes en el área de Pasacaballos inversiones de
estratos y plegamientos rápidos y pequeños.
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 20
Figura 8 Mapa geológico de la Falla de Pasacaballos
La siguiente fotografía corresponde al talud de la excavación existente en la finca anexa
hacia el sur. Se observa una fractura con salto de 1.5m posiblemente relacionada con el
cortejo de fracturas asociadas a la falla de Pasacaballos, la cual parece disponerse en el
límite de la finca El Cerro con las instalaciones de Bitucol.
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 21
Fotografía 8 Talud en la formación Bayunca en la finca anexa propiedad de Jaime Leguizamon. Se
observa una fractura posiblemente satélite de la de Pasacaballos
Existen manifestaciones de “diapirismo de Lodo” tales como abombamientos del terreno,
domos y “volcanes de lodo” que determinan en gran medida la morfología actual del área,
tanto en zonas continentales como marinas (DUQUE, 1984) (VERNETTE y otros, 1990)
(VERNETTE y otros, 1992).
3.4 Sismicidad
El Caribe Colombiano es considerado como de sismicidad baja de acuerdo con la
información histórica existente. Como fuentes sismogénicas en el área se destacan las
fallas de Oca, Cuiza, Santa Marta, Urumita, Punta Canoa y Rosario, estas dos últimas
postuladas por (VERNETEE et al., 1994), con dirección E–W. Del mismo modo se
consideran como fuentes sismogénicas de primer orden la falla de Romeral, Mamonal de
dirección NNE y el cinturón deformado del caribe meridional.
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 22
La región se caracteriza por el registro histórico de sismos en la mayoría de magnitud
(Ms) entre 4.1 - 5.5 y menores; aunque igualmente se presentan registros de sismos de
magnitudes mayores asociados al cinturón deformado del caribe meridional. Los sismos
cuyo epicentro se ha demarcado en cercanías de la ciudad de Cartagena (Escallón y
otros 1993, Ingeominas 1993) son de magnitudes de 4.1 – 5.5 y por su ubicación podrían
relacionarse con las fallas de Canoas y Mamonal.
En cuanto a la clasificación sísmica para el futuro emplazamiento de la P.T.P.T “El Cerro”
se han seguido los requisitos generales de diseño y construcción sismo-resistente
contenidos en la norma NSR-10.
Las instalaciones para la futura P.T.A.P se localizan dentro de los mapas de zonificación
sísmica incluidos como figuras 9, 10 y 11, los cuales determinan el nivel de amenaza
sísmica del lugar de acuerdo con los parámetros Aa (aceleración horizontal pico
efectiva) y Av (velocidad horizontal pico efectiva) . El nivel de amenaza sísmica se
clasifica como alta, intermedia o baja.
De acuerdo con dichos mapas y el cuadro 1, que estable dichos parámetros para los
diversos municipios colombianos, el área de Pasacaballos (Región nº2, Cartagena) se
localiza en una zona de baja amenaza sísmica, representada por valores de Aa = 0.10
m/s2 y de Av = 0.10 m/s.
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 23
,
Tabla 1 Valor de Aa y Av para las ciudades capitales de departamento
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 24
Figura 9 Zonas de amenaza sísmica aplicable a edificaciones para la NSR-10 en función de Aa y Av . En
rojo emplazamiento de la P.T.A.P en Pasacaballos
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 25
Figura 10 Mapa de valores de Aa . En rojo emplazamiento de la P.T.A.P en Pasacaballos
ANEJO Nº 3
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Figura 11 Mapa de valores de Av . En rojo emplazamiento de la P.T.A.P en Pasacaballos
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 27
A nivel local, se definen seis tipos de perfil de suelo, siendo los indicados en la figura 12.
Los parámetros utilizados en la clasificación son los correspondientes a los 30m
superiores del perfil de terreno para los de tipo A a E. Aquellos perfiles que tengan
estratos claramente diferenciables deben subdividirse, asignandose un subindice i que va
desde 1 en superficie hasta n en la parte inferior de los 30m . Para el perfil tipo F se
aplican otros criterios y la respuesta no puede limitarse a los 30m superiores del perfil en
los casos de perfil con espesor de suelo significativo.
Para la definición del tipo de perfil de suelo se consideran los siguinetes parámetros:
Vs . Velocidad media de la onda cortante , en m/s
N. Número medio de golpes del ensayo de penetración estándar.
IP. Índice de plasticidad
W. Contenido en agua, en porcentaje
Cuando se diferencien estratos cohesivos de no cohesivos, se empleara para aquellos la
resistencia media al corte obtenida del ensayo para determinar la resistencia no drenada
su en kPa. Para los no cohesivos se emplará Nch, número medio de golpes del ensayo de
penetración estándar.
Figura 12 Clasificación de los perfiles de suelo.
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 28
Figura 13 Criterios para clasificar suelos dentro de los perfiles tipo C, D o E.
El perfil geotécnico tipo en la zona del emplazamiento se caracteriza por la presencia de
suelos cohesivos en los que se distinge un horizonte superficial de alteración hasta 5-6m
de profundidad, y relativamente sano hasta 30 m de profundidad.
En el apartado 5 de Caracterización Geotecnica se determinan los parámetros asociados
a los diversos grupos diferenciados, estableciendose las propiedades de los mismos
según resistencia, humedad y plasticidad.
Grupo geotec.
Plasticidad
Cont. medio finos (%)
Parámetros Ponderado
30m Perfil Terre
no Observaciones
Contenido medio
humedad (%)
N medio (golpes / pie)
Su (kPa)
N (golpes / pie)
Su (kPa)
.
Ngb1 Media a alta: CL-
CH
IP medio=
28 89 22 20 100
36 132 D
Materiales cohesivos. Arcillas de consistencia
firme
Ngb2
Media a alta: CL-
CH. Ocasional
SC
IP medio=
28 86 22 50 150
Materiales cohesivos. Arcillas de consistencia
firme dura. Por debajo de 8 m de profundidad
Qpp1 CL - GC IP
medio=26
84 ---- 42 100
63 136 C
Materiales cohesivos. Arcillas de consistencia
blanda a firme
Qpp2 CH IP
medio=36
63 ---- 72 150
Materiales cohesivos. Consistencia dura
fuertemente consolidada. Por debajo de 6 m de
profundidad
Tabla 2 Parámetros para determinar el tipo de perfil de terreno
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 29
De acuerdo a lo indicado en las figuras anteriores y a la tabla 2, el perfil de terreno, según
los niveles identificados en los 30m más superficiales, podría considerarse como perfil D
para los niveles de la formación Bayunca (Ngb) y de tipo C para los de la formación La
Popa, más compactos y duros.
Las siguientes tablas establecen los valores de Fa, coeficiente de ampliación que afecta a
la aceleración en la zona en periodos cortos y Fv, coeficiente de ampliación que afecta a
la aceleración en la zona en periodos intermedios. Ambos son debidos a efectos de sitio y
adimensionales.
Figura 14 Valores del coeficiente Fa para la zona de periodos cortos del espectro.
Figura 15 Valores del coeficiente FV para la zona de periodos intermedios del espectro.
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 30
Figura 16 Coeficiente de ampliación Fa del suelo para la zona de periodos cortos del espectro.
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 31
Figura 17 Coeficiente de ampliación FV del suelo para la zona de periodos intermedios del espectro.
Por último debe considerarse el coeficiente de importancia, referido al tipo de uso de la
infraestructura a construir y de la necesidad de su operatividad tras sismos. Se
establecen así cuatro grupos con sus correspondientes coeficientes I.
Grupo de Uso Coeficiente de importancia. I
IV Edificaciones
indispensables Deben funcionar durante y
después del sismo 1,50
III Edificaciones de
atención a la comunidad
Deben atender emergencias surgidas tras sismo
1,25
III Estructuras de
ocupación especial Edificaciones o instalaciones que
albergan grupos numerosos 1,10
I Estructuras de
ocupación normal Resto 1,00
Tabla 3 Coeficiente de importancia
De acuerdo con el anterior conjunto de factores pueden establecerse las aceleraciones
de cálculo para los análisis de estabilidad desarrollados en el presente documento.
Aceleración horizontal de cálculo (Ah)
Se obtiene a partir de la siguiente expresión:
Ah=k × Aa × Fa × I
Donde:
k = Coeficiente adimensional entre 0.5 y 0.8. Se adopta k=0.5
Aa =Aceleración máxima. Aa = 0,1 como se ha justificado
Fa = Coeficiente de ampliación. Función de Aa y tipo de terreno (D). Fa= 1,6 como se ha
justificado (
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 32
I = Coeficiente de importancia. Se considera tipo I, accesos (o estructuras de ocupación
normal). I= 1,00.
Debe por ellos considerarse Ah= 0.5 × 0.1 × 1.6 × 1 = 0.08
Aceleración vertical de cálculo (Av)
Se obtiene a partir de la siguiente expresión:
AV= Ah × 0,10
Debe por ellos considerarse Av= 0.08 × 0.1 = 0.008
3.5 Características geomorfológicas
La zona rural del Distrito de Cartagena, donde se encuadra la parcela objeto de estudio,
está conformada por una morfología suave de amplias planicies interrumpidas por zonas
de colinas o relieves ondulados, limitados al norte por la línea costera.
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 33
Figura 18 Geomorfología de la zona de estudio (Ingeominas)
El área de estudio corresponde con una morfología influenciada por procesos exógenos
(agua). Se definen como morfología de Piedemontes, y corresponde aquellas zonas
intermedias entre relieve ondulado y montañoso y las zonas de planicies de inundación;
presentan una morfología plana con leve inclinación, en donde en la parte superior se
evidencian procesos erosivos y en la parte inferior procesos de sedimentación,
denominados “glacis”.
Las zonas de erosión se relacionan donde los arroyos han actuado con energía, mientras
que las zonas de acumulación, contiguas, los arroyos actúan en sentido constructivo
depositando material arrastrado de las partes altas.
3.6 Características hidrogeológicas
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 34
El área de estudio se caracteriza por un gran sistema hidrográfico conformado por
corrientes que canalizan las aguas de la red hidrográfica vertiéndolas directamente al mar
y, en segundo lugar, por las grandes ciénagas.
A través de análisis de fotografías aéreas se identifica en la zona un patrón de drenaje
espaciado que permanece seco la mayor parte del año, y que está relacionado con las
épocas de lluvias.
El clima en general de la región se puede clasificar como tropical semiárido y se pueden
identificar dos periodos climáticos principales conocidos como época seca (diciembre a
marzo) y época húmeda (abril a junio), algunos estudios señalan la existencia de un
tercer periodo denominado época de transición (junio a julio).
Figura 19 Precipitación mensual en Cartagena (2009)
A nivel local, únicamente han sido reconocidos flujos superficiales de agua a base de los
niveles superficiales removilizados y con carácter muy estacional (sobre todo tras
episodios de intensa pluviometría). No han sido reconocidos niveles freáticos en ninguno
de los sondeos realizados (hasta profundidades de 25m).
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 35
3.7 Riesgos geológicos
La susceptibilidad a los fenómenos de remoción en masa en esta área viene asociada a
laderas con pendientes mayores de 20° afectadas por procesos erosivos tipo surcos y
cárcavas o aquellas zonas donde se han presentado procesos de inestabilidad.
Predominan las rocas de constitución arcillosa, localmente cubiertos por depósitos de
coluvión, con discontinuidades a favor de la pendiente. Adicionalmente la erosión en
estos sectores es intensa con presencia de acarcavamiento.
Además está asociado a los procesos erosivos de los cauces de los arroyos que
circundan las unidades geomorfológicas de lomas y cerros y vierten sus aguas hacia el
canal del dique o Bahía de Cartagena (ver mapa de Índice de susceptibilidad a los
fenómenos geológicos).
Las amenazas geológicas en el Distrito de Cartagena son inherentes tanto a las
características del medio físico natural donde la ciudad se encuentra ubicada, como a la
acción antrópica de los pobladores por adaptar el terreno para la vivienda y la industria.
El factor más influyente en la morfología actual de Cartagena lo constituye el diapirismo
de lodos, fenómeno de carácter regional generado por la existencia de material arcilloso
de características plásticas enterrado en profundidad y que tiende a subir a la superficie,
entre otros factores, por su contenido de gas metano.
Al mencionado fenómeno se debe la conformación de las lomas y colinas de la ciudad y
zonas suburbanas y rurales. Igualmente las amenazas naturales de la ciudad se
relacionan con las características friables (sueltas) de las rocas, que son fácilmente
erodables y la ubicación de gran parte de la ciudad en zonas bajas, relacionadas con
terrenos de origen marino que fácilmente pueden ser erodados o inundados por la acción
de los drenajes naturales.
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 36
Las áreas a evaluar en este diagnóstico son susceptibles a fenómenos de remoción en
masa, erosión pluvial y fluvial. Al igual que a la presencia de suelos con características
expansivas que es importante conocer para planificar el desarrollo de estas zonas.
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 37
3.8 Condicionantes geotécnicos
La caracterización geotécnica de los materiales afectados por el diseño de la Planta de
Tratamiento de Agua Potable “El Cerro”, tendrá su base en las características geológicas
y propiedades índices y geomecánicas de los diferentes tipos de materiales que
constituirán el terreno donde se cimentarán los distintos elementos de la planta de “El
Cerro”.
A priori se puede decir que la parcela donde se ubicará la P.T.A.P corresponde
geológicamente a arcillas productos de la meteorización de la formación Bayunca. Estas
son de consistencia muy firme a dura, y con evidencias de poseer características
expansivas de moderada alta. El potencial expansivo alto se debe a la alta concentración
de vermiculita en la composición de las arcillas. Las propiedades índices y geomecánicas
varían de la siguiente manera: Límites líquido entre el 40% y 60%, límite plástico entre el
18% y 25%, límites de contracción entre el 7% y 20%, resistencias a la compresión
inconfinada entre 1 y 2 kg/cm2.
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 38
4 CAMPAÑA DE RECONOCIMIENTOS GEOTÉCNICOS
La campaña de investigación geotécnica se ha programado acorde al Reglamento
Colombiano de Construcción Sismo Resistente NSR-10, en su título H, “Estudios
Geotécnicos”.
Dicho documento define las recomendaciones geotécnicas de diseño y construcción de
excavaciones y rellenos, así como estructuras de contención y cimentaciones, para
soportar los efectos por sismos y por otras amenazas geotécnicas desfavorables.
En el Capítulo H.3 se definen el número mínimo y la profundidad mínima de los sondeos
exploratorios del subsuelo, los cuales dependen del tamaño de la edificación propuesta
(unidad de construcción).
Las unidades de construcción se clasifican en Baja, Media, Alta y Especial, según el
número total de niveles y las cargas máximas de servicio. Para las cargas máximas se
aplicará la combinación de carga muerta más carga viva debida al uso y ocupación de la
edificación y para la definición del número de niveles se incluirán todos los pisos del
proyecto, sótanos, terrazas y pisos técnicos. En el caso de la Planta de Tratamiento de
Agua Potable El Cerro, se ha considerado una categoría de la unidad de construcción
baja-media, basada en los niveles de construcción.
Tabla 4 Clasificación de las unidades de construcción por categorías
El número mínimo de sondeos de exploración que deberán efectuarse en el terreno
donde se desarrollará el proyecto se definen en la siguiente tabla.
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 39
Tabla 5 Número mínimo de sondeos y profundidad por categoría de la U. de Construcción
Conviene indicar que la gran densidad de vegetación y la necesidad de proteger los
ejemplares más desarrollados (ver fotografía) ha aconsejado limitar la construcción de
accesos, razón por la que las prospecciones han sufrido modificaciones en su situación
proyectada. Sin embargo, las situaciones definitivas cubren completamente la finca,
incluso a distintas cotas, por lo que permiten una buena exploración geológico-geotécnica
de la misma.
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 40
Fotografía 9 Labores de desbroce con macheteros para replanteo de los puntos de investigación y
planificación de accesos
En cuanto a la información de partida existente, cabe destacar el “Estudio geotécnico
en Bitucol en la finca El Cerro en el corregimiento de Pasacaballos” redactado por
EVG en febrero de 2013 a solicitud de Aguas de Cartagena, S.A,
Dicho estudio se basa en los resultados obtenidos del muestreo realizado en 3 sondeos y
de los correspondientes ensayos de laboratorio sobre las muestras obtenidas.
La Tabla 6 incluye las características de los 3 sondeos a percusión realizados para dicho
estudio.
Sondeo Nº
Situación aproximada
Prof.
Perf.
(m)
Nivel agua Nº Ensayos
x y z Pro
f (m)
Cota (m.s.n.
m)
E.P.E. Muestr
a alterad
a)
M.I. Muestra Inalterad
a
M.P. Muestra Parafina
da
Lefranc
Presiométricos
Observaciones
S-1 843913,1
7 1629772,
03 16,5
0 6,00
seco
<10,5 4,00 No No No No
Perforación a percusión
S-2 844017,9
4 1629864,
64 33,5
0 6,00
seco
<27,5 4,00 No No No No
S-3 843979,9
1 1629698,
00 14,9
0 6,00
seco
<8,9 4,00 No No No No
Tabla 6 Sondeos mecánicos a percusión disponibles de estudios anteriores
Se incluye como anexo a este documento la planta con la situación de las prospecciones
realizadas
4.1 Inventarios
Para la caracterización geológico-geotécnica de los materiales afectados por el trazado,
se han efectuado una serie de reconocimientos de campo, resumidos en los siguientes
inventarios:
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 41
5 puntos de inventario de taludes y observación geológica (FT), en los que se ha realizado
una descripción geológico-geotécnica del material aflorante, de su estabilidad general y de
la posible problemática asociada a su mantenimiento futuro.
Fotografía 10 Situación de las fichas de taludes
No se han inventariado puntos de agua (PA) en el recinto de la parcela ante la inexistencia
de captaciones o surgencias de agua. PA-1 en el plano se refiere a una fosa séptica. Solo
destacar el fuerte encharcamiento de agua en el límite sur de la finca ante la deficiente
salida de drenaje producido tras moderadas precipitaciones como los ocurridas el
8/08/2015, visible en la fotografía 5.
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 42
Fotografía 11 Encharcamientos tras las lluvias del 9/08/2015
No se han realizado estaciones geomecánicas (EG) ya que no se ha podido tomar
medidas de datos estructurales ante la inexistencia de afloramientos rocosos. Este tipo de
inventarios consiste en observaciones puntuales sobre las características litológicas y
geotécnicas de los materiales, aprovechando tanto cortes naturales como artificiales
(laderas y excavaciones), en los que se toman medidas estructurales del macizo rocoso.
4.2 Sondeos mecánicos a rotación
Se han perforado 7 sondeos mecánicos a rotación, ya que uno de los originalmente
programados, el S-7, no pudo ser realizado por las graves dificultades de acceso. La
sonda empleada fue una Rolatec RL-48 propiedad de la empresa G3.
La Fotografía 12 Sonda Rolatec RL-48 perforando en el sondeo S-3 corresponde a la sonda
empleada, perforando en el sondeo S-3.
La localización de los sondeos, profundidad alcanzada y ensayos y tomas de muestra in
situ realizadas, son las indicadas en la Tabla 7 Sondeos mecánicos a rotación, con recuperación
continua de testigos realizados en la campaña actual de reconocimientos.
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 43
SONDEO
Coordenadas Cota
Prof. Perf. (m)
Nivel agua Nº Ensayos
Nº x y z Pro
f (m)
Cota (m.s.n.
m)
S.P.T.
M.I. Muestra Inaltera
da
M.P. Muestra Parafina
da
Lefranc
Presiométricos
Observaciones
S-1 843967,
50 1629733,
78 23,50 15,60
seco
<7,9 5 3 2
S-2 844091,
42 1629894,
40 50,30 20,00
seco
<30,3 6 4 1 2
S-3 844033,
68 1629863,
53 37,20 15,00
seco
<22,2 4 4 2
S-4 844009,
19 1629717,
25 16,70 25,50
seco
<-8,8 9 3 5 1 2
S-5 844155,
69 1629718,
59 23,20 20,10
seco
<3,1 6 3 1 2
S-6 844141,
48 1629547,
74 18,50 15,00
seco
<3,5 4 3 1 1
S-7 844243,
39 1629755,
20 29,00 20,00 No accesible
S-8 844253,
33 1629984,
89 69,30 20,10
seco
<49,2 9 1 1 2
TOTAL
131,30
43 21 7 4 13
Tabla 7 Sondeos mecánicos a rotación, con recuperación continua de testigos realizados en la
campaña actual de reconocimientos
Estos sondeos mecánicos totalizan 131,3 ml de perforación a rotación con extracción
continua de testigo.
Las Fotografía 12 y Fotografía 13 corresponden a las labores de perforación y
testificación en El Cerro.
Dado que en ninguno de los sondeos fue detectada la presencia de niveles o flujos de
agua, se optó por no colocar tubo ranurado de PVC en su interior.
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 44
Fotografía 12 Sonda Rolatec RL-48 perforando en el sondeo S-3
Fotografía 13 Labores de testificación a pie de máquina
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 45
4.3 Ensayos de penetración estándar y toma de muestras.
Dado que la totalidad de la perforación se ha efectuado en suelos, en la medida de lo
posible se alternó la realización de ensayos SPT (“Standard Penetration Test”) con la de
muestras inalteradas (MI).
El ensayo S.P.T. consiste en la determinación del golpeo para que una cuchara estándar
se introduzca 60 cm en el terreno, registrándose el número de golpes necesario para
penetrar cada tramo de 15 cm. La suma de los golpes necesarios para atravesar los 30
cm intermedios es lo que se denomina como “número de penetración estándar (N30)”.
La zapata utilizada es la normalizada, con una maza de golpeo de 65 Kg de peso, con
una caída libre de 76 cm y velocidad de golpeo inferior a 30 golpes por minuto.
Se ha considerado rechazo en el ensayo de penetración cuando no ha conseguido una
penetración de 15 cm con 50 golpes, anotándose la penetración conseguida con esos 50
golpes.
El número de ensayos SPT ejecutados en cada sondeo aparece en la Tabla 8.
Durante la perforación en sustrato duro en el que no penetraba el tomamuestras, se
procedió al parafinado de muestras de testigo (TP).
En el interior de los sondeos se han ejecutado los siguientes ensayos in situ y toma de
muestras:
Ensayo de golpeos a penetración estándar (EPE/SPT, Standard Penetration
Test). Un ensayo programado cada 3 m perforados en suelos. En total se
realizaron 43 ensayos. Aparecen indicados, junto con los correspondientes
valores de N30 en la Tabla 8.
Toma de muestras inalteradas (en suelos) cada 5 ml de perforación. En total se
tomaron 21 muestras Aparecen indicados, junto con los correspondientes valores
de golpeo en la Tabla 8
Toma de muestras alteradas plastificadas / parafinadas en suelos duros o rocas,
donde no se pueda tomar muestras inalteradas. En total se tomaron 7 muestras.
Aparecen indicadas en la Tabla 8
Sondeo Tipo Profundidad
Tramo N15 N30 Descripción litología campo Agua
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 46
nº ensayo Inicio Fin
(cm)
S-1 M.I.-1 1,80 2,40 60 15 22 31 33 53 Arenas limosas cementadas
pasando a limo arenoso Medianamente
densas No
S-1 S.P.T.-1 5,00 5,60 60 5 6 16 2 22 Limo arenoso con indicios de
arcilla Muy firme No
S-1 M.I.-2 6,00 6,60 60 11 17 23 31 40 Arcilla limosa Muy firme No
S-1 S.P.T.-2 7,50 8,10 60 5 10 14 19 24 Arcilla limosa Muy firme No
S-1 S.P.T.-3 9,00 9,60 60 5 10 12 17 22 Arcilla limosa Muy firme No
S-1 S.P.T.-4 10,50 11,10 60 9 12 17 14 29 Arcilla limosa Muy firme No
S-1 S.P.T.-5 13,50 14,10 60 7 14 19 27 33 Arcilla limosa restos orgánicos Dura No
S-1 M.I.-3 (*) 15,00 15,60 60 16 22 35 40 57 Arcilla limosa restos orgánicos Dura No
S-2 S.P.T.-1 1,50 2,10 60 3 3 7 11 10 Limo arcilloso Firme No
S-2 M.I.-1 3,00 3,57 57 27 45 48 R 93 Arena limosa Densa No
S-2 S.P.T.-2 4,50 5,10 60 10 10 10 13 20 Arena limosa Densa No
S-2 M.I.-2 6,00 6,38 38 22 40 R R Limo arenosos con oxidos Dura No
S-2 S.P.T.-3 7,50 8,10 60 13 18 21 28 39 Limo arenosos con oxidos Dura No
S-2 M.I.-3 9,00 9,60 60 13 24 35 46 59 Arcilla limosa Muy firme No
S-2 S.P.T.-4 10,50 10,83 33 7 22 R R Arcilla limosa Muy firme No
S-2 S.P.T.-5 12,00 12,60 60 20 42 34 36 76 Areanas limosas algo
cementadas Muy firme No
S-2 S.P.T.-6 13,50 14,10 60 8 11 14 22 25 Arcilla limosa con oxidos Muy firme No
S-2 M.I.-4 15,00 15,60 60 11 22 35 46 57 Arcilla limosa con oxidos Muy firme No
S-3 S.P.T.-1 1,50 2,10 60 5 10 7 8 17 Arenas medias indicios de limos Medianamente
densas No
S-3 M.I.-1 4,80 5,37 57 11 34 39 R 73 Limo arcilloso con vetas Dura No
S-3 S.P.T.-2 6,00 6,60 60 7 14 19 25 33 Limo arcilloso con vetas Dura No
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 47
Sondeo nº
Tipo ensayo
Profundidad Tramo (cm)
N15 N30 Descripción litología campo Agua
Inicio Fin
S-3 M.I.-2 7,50 8,10 60 13 23 31 49 54 Arcilla limosa con oxidos Muy firme No
S-3 S.P.T.-3 9,00 9,60 60 8 13 19 24 32 Arcilla limosa algo arenosa con
nódulos y oxidos Firme No
S-3 M.I.-3 10,50 11,10 60 19 23 30 49 53 Arcilla limosa con oxidos Muy firme No
S-3 M.I.-4 12,00 12,40 40 24 37 R R Limo arcilloso con vetas de
yesos Duro No
S-3 S.P.T.-4 13,50 14,10 60 12 17 24 31 41 Arcilla limosa con oxidos Duro No
S-4 M.I.-1 3,00 3,60 60 8 15 23 3 38 Limo arcilloso algo arenoso Firme No
S-4 S.P.T.-2 4,50 5,10 60 5 7 9 10 16 Arcilla limosa con oxidos Firme No
S-4 M.P.-1 5,50 5,80 30 Arcilla limosa con oxidos Firme No
S-4 M.I.-2 6,00 6,60 60 10 15 18 25 33 Arcilla limosa con oxidos Firme No
S-4 S.P.T.-3 7,50 8,08 58 12 35 38 R 73 Arcilla arenosa con vetas y
oxidos Muy firme No
S-4 M.I.-3 9,00 9,38 38 18 27 R R Arcilla arenosa con vetas y
oxidos Muy firme No
S-4 M.P.-2 11,00 11,40 40 Arcilla arenosa Dura No
S-4 S.P.T.-4 12,00 12,60 60 15 22 38 42 60 Arcilla arenosa Dura No
S-4 S.P.T.-5 13,50 14,10 60 19 30 34 34 64 Arcilla arenosa Dura No
S-4 M.P.-3 15,10 15,60 50 Arena fina arcillosa Dura No
S-4 S.P.T.-6 16,50 16,91 41 22 43 R R Arena fina arcillosa Muy denso No
S-4 M.P.-4 18,20 18,60 40 Arcilla gris con algo de limo y
arena Dura No
S-4 S.P.T.-7 19,50 20,10 60 15 29 38 49 67 Arcilla gris con algo de limo y
arena Dura No
S-4 S.P.T.-8 21,00 21,38 38 19 50 R R Arcilla gris con algo de limo y
arena Dura No
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 48
Sondeo nº
Tipo ensayo
Profundidad Tramo (cm)
N15 N30 Descripción litología campo Agua
Inicio Fin
S-4 M.P.-5 22,50 22,80 30 Arcilla gris con algo de limo y
arena Dura No
S-4 S.P.T.-9 24,00 24,15 15 21 R R Arena con indicos de arcilla y
limo Muy denso No
S-5 S.P.T.-1 1,50 2,10 60 8 11 5 22 16 Limo arenosos con indicos de
arcilla Muy firme No
S-5 M.I.-1 3,00 3,60 60 15 19 25 43 44 Limo arenosos con indicos de
arcilla Muy firme No
S-5 S.P.T.-2 4,50 5,10 60 6 6 9 9 15 Arcilla limosa con vetas Firme No
S-5 M.I.-2 6,00 6,60 60 2 3 7 14 10 Arcilla limosa con vetas Firme No
S-5 S.P.T.-3 7,50 8,10 60 4 8 11 15 19 Limo arcilloso con indicios de
arenas Muy firme No
S-5 M.I.-3 (*) 9,00 9,43 43 6 5 R R Limo arcilloso con indicios de
arenas Muy firme No
S-5 S.P.T.-4 12,00 12,41 41 12 27 R R Arenas limosas indicios de
arcilla Muy denso No
S-5 S.P.T.-5 15,00 15,20 20 25 R R Arenas limosas indicios de
arcilla Muy denso No
S-5 M.P.-1 16,40 16,80 40 Arenas limosas indicios de
arcilla Muy denso No
S-5 S.P.T.-6 19,50 19,79 29 28 R R Arenas limosas indicios de
arcilla. Orgánicas Muy denso No
S-6 S.P.T.-1 1,50 2,10 60 9 12 14 19 26 Arcilla arenosa Muy firme No
S-6 M.I.-1 3,00 3,60 60 3 13 19 30 32 Arcilla arenosa Muy firme No
S-6 S.P.T.-2 4,50 5,10 60 8 10 9 10 19 Arcilla limosa con algo de arena Muy firme No
S-6 M.I.-2 6,00 6,60 60 8 16 22 25 38 Arcilla gris muy orgánica Muy firme No
S-6 S.P.T.-3 7,50 8,10 60 14 16 15 19 31 Arcilla gris orgánica Muy firme No
S-6 M.I.-3 (*) 9,00 9,60 60 47 50 R R Arcilla gris orgánica Dura No
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 49
Sondeo nº
Tipo ensayo
Profundidad Tramo (cm)
N15 N30 Descripción litología campo Agua
Inicio Fin
S-6 S.P.T.-4 10,50 11,10 60 15 16 16 18 32 Arcilla gris orgánica Dura No
S-6 M.P.-1 14,50 15,00 50 Arcilla gris orgánica Dura No
S-8 S.P.T.-1 1,50 2,10 60 21 21 21 36 42 Arenas de grano fino con cantos Densas No
S-8 S.P.T.-2 3,00 3,40 40 13 27 R R Arenas / calcareniras con restos
de corales Densas No
S-8 S.P.T.-3 4,50 4,54 4 R R Arenas / calcareniras con restos
de corales Densas No
S-8 S.P.T.-4 6,00 6,02 2 R R Arenas limosas / calcareniras
con restos de corales Densas No
S-8 M.I.-1 7,80 8,23 43 33 38 R R Arenas limosas cementadas Densas No
S-8 S.P.T.-5 10,50 11,10 60 21 17 14 25 31 Arenas / calcareniras con restos
de corales Densas No
S-8 S.P.T.-6 12,00 12,05 5 R R Arenas / calcareniras con restos
de corales Densas No
S-8 S.P.T.-7 15,00 15,28 28 24 R R Arenas limosas cementadas Densas No
S-8 S.P.T.-8 18,00 18,12 12 R R Arenas limosas cementadas Densas No
S-8 S.P.T.-9 19,5 20,1 60 20 33 26 49 59 Arenas limosas cementadas Densas No
M.I.-x (*) Muestra no recuperada
Tabla 8 Listado de las muestras y ensayos S.P.T. realizados en los sondeos. Se indican los valores del
índice N30 y naturaleza de los horizontes investigados.
4.4 Ensayos presiométricos
El ensayo presiométrico es un ensayo de esfuerzo-deformación, consistente en aplicar
una carga lateral progresiva al terreno por medio de una sonda cilíndrica, dilatable
radialmente, introducida en el sondeo. Durante la realización del ensayo, se mide la
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 50
deformación que se produce en la membrana expansible (camisa), inflada con gas, para
las cargas aplicadas.
Para la realización de estos ensayos se ha utilizado un presiómetro Oyo Elastometer HQ
Model-4180, con una camisa de diámetro 72 mm y longitud 520 mm.
En total se han realizado 13 ensayos presiométricos (con ciclos de carga y descarga) en
7 sondeos, con el fin de definir las características elásticas y plásticas de los materiales.
La Fotografía 14 Ejecución de ensayos presiométricos . Equipo OYO Elasmeter HQ, modelo 4180
identifica el equipo empleado durante la realización de los ensayos
Fotografía 14 Ejecución de ensayos presiométricos . Equipo OYO Elasmeter HQ, modelo 4180
En la
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 51
Tabla 9 se muestran las principales características de los ensayos presiométricos
realizados.
Sondeo nº
Denom. ensayo
Profundidad
(estimado)
Resultados
Litología Agua
Inicio Fin Pfn
(Mpa) Pln
(Mpa) Ep
(Mpa)
S-1 PRES-1 5,50 6,00 0,3 0,80 1,60 25,68 Limo arenoso con indicios de arcilla
Muy firme No
S-1 PRES-2 10,00 10,50 0,3 1,17 2,05 33,99 Arcilla limosa Muy firme No
S-2 PRES-1 8,50 9,00 0,3 0,69 1,90 32,75 Arcilla limosa con
oxidos Muy firme No
S-2 PRES-2 13,50 14,00 0,3 1,19 2,50 62,31 Arcilla limosa Muy firme No
S-3 PRES-1 2,50 3,00 0,3 >0,92 106,89 Arenas medias indicios
de limos Medianamente
densas No
S-3 PRES-2 14,50 15,00 0,3 1,46 5,10 102,02 Arcilla limosa con
oxidos Duro No
S-4 PRES-1 8,50 9,00 0,3 3,15 5,70 77,61 Arcilla arenosa con
vetas y oxidos Muy firme No
S-4 PRES-2 24,50 25,00 0,3 4,39 >16 105,51 Arena con indicos de
arcilla y limo Muy denso No
S-5 PRES-1 9,00 9,50 0,3 1,28 3,60 35,20 Limo arcilloso con indicios de arenas
Muy firme No
S-5 PRES-2 13,00 13,50 0,3 3,37 10,00 95,21 Arenas limosas indicios
de arcilla Muy denso No
S-6 PRES-1 11,50 12,00 0,3 0,44 1,50 8,31 Arcilla gris orgánica Dura No
S-8 PRES-1 7,00 7,50 0,3 1,33 3,10 25,63 Arenas limosas
cementadas Densas No
S-8 PRES-2 11,50 12,00 0,3 2,46 5,50 94,58 Arenas / calcareniras con restos de corales
Densas No
Tabla 9 Resultados de los ensayos presiométricos realizados en los sondeos
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 52
4.5 Ensayos de permeabilidad
Con el objeto de determinar la permeabilidad del terreno, se han realizado en los sondeos
3 ensayos de permeabilidad de tipo Lefranc a carga constante.
El ensayo Lefranc se utiliza para medir el coeficiente de permeabilidad en suelos
permeables o semipermeables, de tipo granular, situados por debajo del nivel freático, y
en rocas muy fracturadas. El ensayo a carga constante consiste en rellenar de agua el
sondeo y medir el caudal necesario para mantener el nivel de agua constante. La longitud
del tramo de sondeo a ensayar queda siempre definida entre el final de la tubería de
revestimiento del sondeo y el fondo del mismo.
En la
Tabla 10 se asignan al terreno grados relativos de permeabilidad en función del
coeficiente de permeabilidad obtenido en el ensayo.
Grado de permeabilidad Valor de k (cm/s)
Muy permeable Superior a 10 -1
Moderadamente permeable 10 -1 a 10 -3
Poco permeable 10 -3 a 10 -5
Muy poco permeable 10 -5 a 10 -7
Impermeable Menor de 10 -7
Tabla 10. Valores relativos de permeabilidad (Terzaghi K. y Peck R., 1980).
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 53
Tabla 11 recoge los resultados de los ensayos de permeabilidad realizados de tipo
Lefranc. Dado que no se han reconocido niveles de agua en las profundidades
investigadas, los ensayos no están normalizados, adoptándose los siguientes valores de
permeabilidad.
Sondeo nº
Denom. ensayo
Profundidad Tramo ensayo
(m)
K. Permeabilidad Litología Prof. Agua (m) Observaciones
Inicio Fin cm/s m/s
S-2 Lefranc-1 1,50 2,50 1,00 3,1E-08 3,1E-06 Arenas limosas de grano fino
No detectada. Ensayo no normativo
Prácticamente impermeable
S-4 Lefranc-1 1,50 2,50 1,00 1,2E-08 1,2E-06 Limo arcilloso No detectada.
Ensayo no normativo Prácticamente impermeable
S-6 Lefranc-1 1,00 1,50 0,50 4,8E-08 4,8E-06 Limo arenoso No detectada.
Ensayo no normativo Prácticamente impermeable
S-8 Lefranc-1 2,50 3,00 0,50 1,8E-07 1,8E-05 Limo arenoso No detectada.
Ensayo no normativo Permeabilidad muy
baja
Tabla 11. Valores de permeabilidad en base a ensayos
4.6 Ensayos de penetración dinámica
Con objeto de definir, al menos indirectamente, la resistencia o deformabilidad del
terreno, ha sido programada una campaña de penetraciones dinámicas de tipo DPSH
(Dynamic Probing Super Heavy).
Este tipo de prospecciones se suelen utilizar para el seguimiento de capas conocidas por
sondeos, calicatas, o experiencia local y determinación in situ de su resistencia a la
penetración.
El ensayo consiste en la determinación del golpeo para que una puntaza estandarizada
penetre en el terreno, registrándose el número de golpes necesarios para penetrar cada
tramo de 20 cm. El peso de la maza de golpeo es de 65 Kg, con una caída libre de 76
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 54
cm. Se considera rechazo cuando no se ha conseguido una penetración de 20 cm por
100 golpes, anotándose la penetración conseguida para esos 100 golpes.
Para estudiar la capacidad portante de los niveles superficiales de alteración de la Fm.
Bayunca, se han realizado10 ensayos de penetración dinámica tipo DPSH, con objeto de
tener un registro continuo desde la superficie, especialmente en los puntos donde se
ejecutará un relleno de nivelación en la parcela.
La Tabla 12 incluye las gráficas de todos los ensayos DPSH realizados, con rechazos
entre 6.5 a 15.0m de profundidad.
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 55
Tabla 12 Gráficas de los ensayos DPSH
.000
1.000
2.000
3.000
4.000
5.000
6.000
7.000
8.000
9.000
10.000
11.000
12.000
13.000
14.000
15.000
16.000
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
Pro
fun
did
ad (
m)
Indice N20
DPSH1
DPSH2
DPSH2b
DPSH3
DPSH3b
DPSH4
DPSH5
DPSH6
DPSH7
DPSH8
DPSH9
DPSH10
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 56
4.7 Apiques mecánicos
Con objetivo de estudiar la excavabilidad y estabilidad de la superficie del terreno en la
Formación Bayunca, de evaluar los espesores de las capas superficiales del terreno, así
como de estimar las condiciones de puesta en obra como material de relleno; se han
excavado 14 calicatas o apiques mecánicos, realizados con una retroexcavadora JBC
C3X, capaz de alcanzar los 4,00 m de profundidad.
La Fotografía 15 corresponde a las labores de excavación de los apiques en la finca El
Cerro.
La Fotografía 16 corresponde a la única excavación en la que fue detectado un flujo de
agua (a 3m de profundidad), sin duda relacionado con la fuerte precipitación en días
anteriores a su realización.
La
Tabla 13 indica la localización y profundidad alcanzada en los apiques, incluyendo la
localización y descripción litológica de las muestras obtenidas.
Nº Prof (m)
Prof. Agua (m)
Coordenadas Cota Muestras.
Profundidad Descripción litología
campo Observaciones
x y z Inicio Fin
A-1 3,10 Seco 843953,83 1629738,31 20,50 1,20 1,50 Arcilla limosa algo
arenosa
A-2 3,20 Seco 844068,21 1629882,62 45,50 1,80 2,10 Arenas limosas
A-3 3,20 Seco 843937,37 1629707,85 14,90 1,80 2,10 Arcillas arenosas
A-4 2,40 Seco 844103,23 1629874,19 52,40 Sin muestra
A-5 3,60 Seco 843895,71 1629752,51 14,80 0,90 1,20 Arenas limosas
A-6 3,20 Seco 844162,15 1629742,14 27,20 0,90 1,20 Arcillas limosas algo
arena
A-7 3,10 Seco 844042,21 1629603,38 19,40 1,60 1,90 Arenas limosas
A-8 3,35 Seco 844073,64 1629574,36 16,50 1,20 1,50 Arcillas limosas
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 57
Nº Prof (m)
Prof. Agua (m)
Coordenadas Cota Muestras.
Profundidad Descripción litología
campo Observaciones
x y z Inicio Fin
A-9 3,40 Seco 844139,56 1629541,44 17,55 1,80 2,10 Arcillas limosas
A-10
3,40 3,00 843961,97 1629689,49 14,60 1,80 2,10 Arcillas limo-arenosas
A-11
3,40 Seco 844037,84 1629706,96 17,50 1,80 2,10 Arcillas limosas algo
arena
A-12
3,10 Seco 844082,00 1629705,54 21,90 2,00 2,30 Arcillas limosas
A-13
3,50 Seco 844183,67 1629966,99 67,40 1,25 1,55 Limo arenoso
A-14
3,10 Seco 844098,13 1629887,93 51,50 Sin muestra
Tabla 13 Situación y características de los apiques realizados
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 58
Fotografía 15. Ejecución de apique con retroexcavadora JCB 3CX
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 59
Fotografía 16 Ejecución del apique A-10 en el que se observa la presencia de flujo de agua a 3m
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 60
4.8 Ensayos de laboratorio
Sobre las muestras tomadas en el interior de los sondeos así como en las calicatas
excavadas, se han solicitado los siguientes ensayos de laboratorio, con sus respectivas
normativas.
Ensayo Norma
Determinación de humedad natural. I.N.V. E – 122 – 07
Determinación de densidad aparente. ASTM D-7263
Determinación de peso específico del suelo. ASTM D-4254
Determinación de Límites Atterberg. ASTM D-4218
Granulometría por tamizado de suelos. I.N.V. E- 123- 07
Comprensión Simple en suelos. I.N.V. E – 152 – 07
Corte directo en suelos. I.N.V. E – 154 – 07
Triaxial estático en suelos I.N.V. E – 153 – 07
Consolidación unidimensional ASTM D-2438
Expansión libre, en muestra inalterada o remodelada en edómetro. ASTM D-3877
Proctor modificado. ASTM D-1557
CBR de laboratorio I.N.V. E – 148 – 07
Compresión simple en roca, incluso tallado y refrentado. ASTM D-938
Carbonatos (cuantitativo) ASTM D-4373
Determinación del contenido de sulfatos solubles ASTM C-1580
Determinación de la materia orgánica ASTM D-2974
Perforación con Brocas y Muestreo para Investigaciones en el Sitio I.N.V. E – 108 – 07
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 61
En la Tabla 14 se presentan las muestras obtenidas, y los ensayos solicitados en la
campaña geotécnica para el diseño de la Planta de Tratamiento de Agua Potable “El
Cerro” en Cartagena. En el apéndice de ensayos de laboratorio se justifica las muestras
sobre las que no se han podido realizar algunos de los ensayos solicitados.
Tabla 14 Relación de ensayos de laboratorio solicitados
HU
ME
DA
D N
AT
UR
AL
(%)
DE
NS
IDA
D S
EC
A
(g
/cm
3)
PE
SO
ES
PE
CÍF
ICO
PA
RT
ÍCU
LA
S (
g/c
m3)
Gra
va (
%)
Are
na (
%)
Fin
os (
%)
# 2
0 (
%)
# 5
(%
)
# 2
(%
)
# 0
,4 (
%)
# 0
,08 (
%)
Lím
ite L
íqu
ido
Lím
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co
Ín
dic
e d
e p
lasti
cid
ad
qu
(k
g/c
m2)
% D
efo
rmació
n
Co
hesió
n (
kg
/cm
2)
Fic
ció
n (
º)
Co
hesió
n (
kg
/cm
2)
Fic
ció
n (
º)
e0
CC/1
+e
0
Cr/1+e
0
M.O
. (
%)
CA
RB
ON
AT
OS
(%
)
SU
LF
AT
OS
SO
LU
BL
ES
(mg
/kg
)
A-1 HUMEDAD X X X
A-1 SACO 1,20 X X X X X X X X X X X X X X X X
A-2 HUMEDAD X X X
A-2 SACO 1,80 X X X X X X X X X X X X X X X X
A-3 HUMEDAD X X X
A-3 SACO 1,80 X X X X X X X X X X X
A-5 HUMEDAD X X X
A-5 SACO 0,90 X X X X X X X X X X X
A-6 HUMEDAD X X X
A-6 SACO 0,90 X X X X X X X X X X X X X
A-7 HUMEDAD X X X
A-7 SACO 1,75 X X X X X X X X X X X X X X X X
A-8 HUMEDAD X X X
A-8 SACO 1,20 X X X X X X X X X X X
A-9 HUMEDAD X X X
A-9 SACO 2,80 X X X X X X X X X X X
A-10 HUMEDAD X X X
A-10 SACO 2,80 X X X X X X X X X X X
A-11 HUMEDAD X X X
A-11 SACO 1,80 X X X X X X X X X X X X X
A-12 HUMEDAD X X X
A-12 SACO 2,00 X X X X X X X X X X X X X X X X
A-13 HUMEDAD X X X
A-13 SACO 1,20 X X X X X X X X X X X X X X X X
A-14 HUMEDAD X X X
A-14 SACO X X X X X X X X X X X X X
S-1 MI-1 1,80 2,40ARENA LIMOSA SEMENTADA CON VETAS DE YESO
(MEDIANAMENTE DENSA) X X X X X X X X X X X X X X X X X X
S-1 MI-2 6,00 6,60ARCILLA LIMOSA DE COLOR CAFÉ OSCURO CON VETAS DE
ÓXIDO DE HIERRO (MUY FIRME) X X X X X X X X X X X X X X X X
S-1 MI-3 15,00 15,60ARCILL DE COLOR CAFÉ OSCURA. CON PRESENCIA DE
MATERIA ORGÁNICA. MUESTRA NO RECUPERADA. X X X X X X X X X X X X X X X X X X X
S-2 MI-1 3,00 3,60ARENA DE GRANO FINO DE COLOR CAFÉ CON ALGO DE
LIMO (DENSA) X X X X X X X X X X X X X X X X X
S-2 MI-2 6,00 6,60LIMO ARENOSO DE COLOR CAFÉ CON VETAS DE ÓXIDO DE
HIERRO (DURO) X X X X X X X X X X X X X X X X
S-2 MI-3 9,00 9,60ARCILLA LIMOSA DE COLOR CAFÉ CON ÓXIDO DE HIERRO
(MUY FIRME) X X X X X X X X X X X X X X X X X X
S-2 MI-4 15,00 15,60ARCILLA LIMOSA DE COLOR CAFÉ CON VETAS DE ÓXIDO DE
HIERRO (MUY FIRME) X X X X X X X X X X X X X X X X X X
S-3 MI-1 4,80 5,30 LIMO DE COLOR CAFÉ CON BASTANTE ARCILLA (DURO) X X X X X X X X X X X X X X X
S-3 MI-2 7,50 8,10ARCILLA LIMOSA DE COLOR CAFÉ CON PRESENCIA DE
ÓXIDO DE HIERRO (MUY FIRME) X X X X X X X X X X X X X X X X X
S-3 MI-3 10,50 11,10ARCILLA LIMOSA DE COLOR CAFÉ CON PRESENCIA DE
ÓXIDO DE HIERRO (MUY FIRME) X X X X X X X X X X X X X X X
S-3 MI-4 12,00 12,60 LIMO ARCILLOSO CON VETAS DE YESO (DURO) X X X X X X X X X X X X X X X
S-4 MI-1 3,00 3,60
LIMO ARCILLOSO DE COLOR VERDE CON INDICIOS DE
ARENA CON VETAS DE CARBONO Y ÓXIDO FERROSO (MUY
FIRME)X X X X X X X X X X X X X X X X X
S-4 MP-1 5,50 5,80 ARCILLA DE COLOR GRIS CON BASTANTE LIMO (MUY FIRME) X X X X X X X X X X X X X X X X
S-4 MI-2 6,00 6,60 ARCILLA DE COLOR GRIS CON BASTANTE LIMO (MUY FIRME) X X X X X X X X X X X X X X X X X X
S-4 MI-3 9,00 9,60ARCILLA DE COLOR GRIS CON BASTANTE ARENA CON
VETAS DE CARBONO (DURO) X X X X X X X X X X X X X X X
S-4 MP-2 11,00 11,40 ARCILLA ARENOSA DE COLOR GRIS (DURO) X X X X X X X X X X X X X X X X
S-4 MP-3 15,10 15,60ARENA DE GRANO FINO DE COLOR GRIS CON BASTANTE
ARCILLA (MUY DENSA) X X X X X X X X X X X X X X X X X
S-4 MP-4 18,20 18,60ARCILLA DE COLOR GRIS CON ALGO DE LIMO E INDICIOS
DE ARENA (DURO) X X X X X X X X X X X X X X X X
S-4 MP-5 22,50 22,80ARCILLA DE COLOR GRIS CON ALGO DE LIMO E INDICIOS
DE ARENA (DURO) X X X X X X X X X X X X X X X X X X
S-5 MI-1 3,00 3,60LIMO ARENOSO DE COLOR AMARILLO CON INDICIOS DE
ARCILLA CON PRESENCIA DE CARBONATOS (MUY FIRME) X X X X X X X X X X X X X X X X
S-5 MI-2 6,00 6,60 ARCILLA LIMOSA DE COLOR AMARILLO (FIRME) X X X X X X X X X X X X X X X
S-5 MI-3 9,00 9,60LIMO ARCILLOSO DE COLOR CAFÉ CON INDICIOS DE ARENA
(MUY FIRME). MUESTRA NO RECUPERADA X X X X X X X X X X X X X X X X
S-5 MP-1 16,40 16,80ARENA LIMOSA CON INDICIOS DE ARCILLA CON PRESENCIA
DE MATERIA ORGÁNICA (MUY DENSA) X X X X X X X X X X X X X X X
S-6 MI-1 3,00 3,60ARCILLA LIMOSA DE COLOR CAFÉ OSCURO CON BASTANTE
ARENA (MUY FIRME) X X X X X X X X X X X X X X X
S-6 MI-2 6,00 6,60ARCILLA DE COLOR GRIS CON PRESENCIA DE MATERIA
ORGÁNICA (MUY FIRME) X X X X X X X X X X X X X X X X X X
S-6 MI-3 9,00 9,60ARCILLA DE COLOR GRIS CON PRESENCIA DE MATERIA
ORGÁNICA (DURO) X X X X X X X X X X X X X X X X
S-6 MP-1 14,50 15,00ARCILLA DE COLOR GRIS CON PRESENCIA DE MATERIA
ORGÁNICA (DURO) X X X X X X X X X X X X X X X X
S-8 MI-1 7,80 8,40 ARENA LIMOSA DE COLOR AMARILLO (DENSA) X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X
54 41 41 41 41 41 41 41 41 41 41 41 41 41 41 28 0 5 5 4 4 8 0 0 5 5 0 8 8 8 8 8 0
LA
MB
E
PARÁMETROS QUÍMICOS
AN
ÁL
ISIS
DE
AG
UA
TIP
O D
E M
UE
ST
RA
COMPRESIÓN
SIMPLE
(SUELO O ROCA)
CORTE DIRECTO
C.D.ESTADO
TRIAXIAL
C.U.
HIN
CH
AM
IEN
TO
LIB
RE
(%
)
GRANULOMETRÍA
DESCRIPCIÓN
EDÓMETRO
CB
R
PR
OC
TO
R M
OD
IFIC
AD
O
FECHA
PETICIÓN
ENSAYOS
PR
OF
UN
DID
AD
FIN
AL
(m
)
PR
ES
IÓN
DE
HIN
CH
AM
IEN
TO
(kg
/cm
2)
SO
ND
EO
/ C
AL
ICA
TA
LÍMITES DE ATTERBERG
PR
OF
UN
DID
AD
INIC
IAL
(m
)
ARCILLA LIMOSA DE COLOR GRIS CON ALGO DE ARENA
ARENAS LIMOSAS DE GRANO FINO DE COLOR CAFÉ
ARCILLA ARENOSA DE COLOR GRIS
ARENAS LIMOSAS DE COLOR CAFÉ
ARCILLAS LIMOSAS DE COLOR VERDE
ARENA LIMOSA DE COLOR CAFÉ
ARCILLA LIMOSA DE COLOR CAFÉ
ARENA LIMOSA DE COLOR CAFÉ
ARCILLA LIMOSA DE COLOR CAFÉ OSCURO CON ÓXIDOS DE
HIERRO
ARENA DE GRANO FINO CON BASTANTE ARCILLA-LIMOSA
GRIS
ARENAS LIMOSAS DE COLOR VERDE
ARCILLA LIMOSA DE COLOR CAFÉ
LIMO ARENOSO AMARILLO SEMENTADO POR CARBONATOS
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 62
5 CARACTERIZACIÓN GEOTÉCNICA DE LOS MATERIALES
A continuación se va a proceder a describir e interpretar los ensayos in situ y de
laboratorio realizados y usados en la caracterización geotécnica de los materiales
afectados por el diseño de la Planta de Tratamiento de Agua Potable “El Cerro”.
5.1 Unidad Ngb1
Esta unidad aflora a lo largo de casi toda superficie de la parcela y por tanto constituirá
parte del apoyo para los distintos elementos que constituirán la Planta de tratamiento
(depósitos, edificios… etc.).
En el apartado de geología se indica que esta unidad se encuentra constituida por una
secuencia de lodolitas, limolitas e intercalaciones de areniscas de cuarzo.
A efectos geotécnicos la unidad geológica Bayunca ha sido diferenciada según dos
grupos geotécnicos por su grado de alteración, establecidos de acuerdo
fundamentalmente a los valores obtenidos de los registros continuos de penetración de
los ensayos DPSH, verificado por los correspondientes ensayos SPT.
La unidad Ngb1 incluye los horizontes de alteración hasta profundidades entre 5-6 m
Los resultados de los ensayos realizados se adjuntan en la Tabla 15.
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 63
Tabla 15 Ensayos de laboratorio para la unidad Ngb1 (Sondeos)
Tip
o
S1 (2013) 1,2 0,53 2,2 Ngb1 Arcilla alta plasticidad café 100 100 100 100 99,2 97,9 91,5 52,0 25,0 27,0 A-7-6 CH 0
S1 (2013) 3 4 4,5 Ngb1 Arcilla alta plasticidad gris clara 100 100 100 100 99,1 97,5 95,7 55,0 25,0 30,0 A-7-6 CH 0
S1 (2013) 4 5,55 6 Ngb1 Arcilla alta plasticidad gris oscura 100 100 100 100 100,0 991,0 92,3 51,0 25,0 26,0 A-7-6 CH 0
S2 (2013) 1,2,3 0,45 4,11 Ngb1 Arcilla baja plasticidad parda 100 100 100 100 98,1 95,8 79,7 37,0 23,0 14,0 A-6 CL 0
S2 (2013) 4 5,55 6 Ngb1 Arcilla alta plasticidad parda-gris 100 100 100 100 99,9 99,0 95 53,0 25,0 28,0 A-7-6 CH 0
S3 (2013) 1,2 0,5 2,3 Ngb1 Arcilla alta plasticidad parda oscura 100 100 100 100 99,9 99,4 95,5 52,0 25,0 27,0 A-7-6 CH 0
S3 (2013) 3 3,7 4,15 Ngb1 Arcilla alta plasticidad parda amarillenta 100 100 100 100 99,8 98,8 91,5 49,0 23,0 26,0 A-7-6 CL 0
S1 MI1 1,8 2,4 Ngb1 Arcilla baja plasticidad café 1,693 1,910 2,662 12,8 100 100 100 100 100,0 98,0 73,4 40,0 19,0 21,0 CU 87,49 20,54 0,0247 3,9 1706,4 A-7-5 CL 14
S1 MI2 6 6,6 Ngb1 Arcilla alta plasticidad café 1,559 1,957 2,656 25,5 100 100 100 100 100 100,0 99,5 60,0 28,0 33,0 241,6 A-7-6 CH 39
S2 MI1 3 3,6 Ngb1 Arcilla baja plasticidad café 1,616 1,820 2,659 12,6 100 100 100 100 100,0 96,0 67,8 29,0 18,0 11,0 CU 57,37 19,74 A-6 CL 5
S3 MI1 4,8 5,3 Ngb1 Arcilla baja plasticidad café 1,719 2,012 2,649 17,1 100 100 100 100 100 100,0 98,5 48,0 23,0 25,0 A-7-5 CL 28
S4 MI1 3 3,6 Ngb1 Arcilla baja plasticidad café 1,707 2,036 2,651 19,3 100 100 100 100 100 100,0 98,1 48,0 24,0 25,0 CU 162,5 14,01 398,5 A-7-5 CL 27
S4 MI2 6 6,6 Ngb1 Arcilla alta plasticidad gris 1,501 1,931 2,682 28,6 100 100 100 100 100 100 98,2 71,0 26,0 45,0 CD 113,7 14,26 281,5 A-7-5 CH 51
S4 MP1 5,5 5,8 Ngb1 Arcilla alta plasticidad gris 1,567 1,969 2,693 25,7 100 100 100 100 100 100,0 99,5 73,0 27,0 46,0 379,3 90 A-7-5 CH 54
S5 MI1 3 3,6 Ngb1 Arcilla alta plasticidad café 1,645 1,969 2,690 19,7 100 100 100 100 100,0 99,0 96,5 61,0 28,0 33,0 319,9 A-7-5 CH 38
S6 MI1 3 3,6 Ngb1 Arcilla baja plasticidad café 1,663 1,970 2,713 18,5 100 100 100 100 100,0 97,0 55,7 35,0 19,0 16,0 140,1 A-6 CL 6
S6 MI2 6 6,6 Ngb1 Arcilla baja plasticidad café 1,304 1,870 2,682 43,4 100 100 100 100 100,0 91,0 87 82,0 41,0 41,0 CD 46,5 15,91 117,2 112 A-7-6 MH 43
Nº DE DATOS 10 10 10 10 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 3 3 7 0 2 2 1 1 1 2
VALOR MAX 1,72 2,04 2,71 43,40 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 991,00 99,50 82,00 41,00 46,00 162,50 15,91 398,50 87,49 20,54 0,02 3,90 1706,40 112,00
VALOR MIN 1,30 1,82 2,65 12,60 100,00 100,00 100,00 100,00 98,10 91,00 55,70 29,00 18,00 11,00 46,50 14,01 117,20 57,37 19,74 0,02 3,90 1706,40 90,00
MEDIA 1,60 1,94 2,67 22,32 100,00 100,00 100,00 100,00 99,76 150,61 89,14 52,71 24,94 27,88 107,57 14,73 268,30 72,43 20,14 0,02 3,90 1706,40 101,00
MEDIANA 1,60 1,94 2,67 22,32 100,00 100,00 100,00 100,00 99,76 150,61 89,14 52,71 24,94 27,88 107,57 14,73 268,30 72,43 20,14 0,02 3,90 1706,40 101,00
DESVIACIÓN TÍPICA 0,12 0,06 0,02 8,65 0,00 0,00 0,00 0,00 0,50 210,11 12,30 13,45 4,93 9,52 47,55 0,84 101,48 15,06 0,40 0,00 0,00 0,00 11,00
INFORMACIÓN GENERAL DE LAS MUESTRAS IDENTIFICACIÓN GRANULOMETRIA
PLASTICIDAD CORTE DIRECTO RESISTENCIA
Límites de Atterberg Tipo de corte TotalesCompresión
Simple
Triaxial
Efectivas
Descripción Litológica
D.S
ec. (k
N/m
3)
D.A
pa. (k
N/m
³)
Peso
esp
. P
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.
Só
lid
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N/m
³)
Hu
med
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(%
)
# 6
3m
m
EXPANSIVIDAD CLASIFICACIÓN DE SUELOS
Pre
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n d
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inch
am
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to
(Kp
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AS
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Tip
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)
Z f
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m)
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o
L.L
.
L.P
.
I.P
.
Tip
o
# 5
0m
m
# 2
0m
m
# 5
mm
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mm
# 0
,4m
m
# 0
,0740m
m
Tip
o**
C (
kP
a)
Fri
c. (º
)
C (
kP
a)
Fri
c. (º
)
sc (
kP
a)
M.O
. (%
)
CaC
O3 (
%)
(S
O4)
(mg
/Kg
)
PARAMETROS QUÍMICOS
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 64
Tabla 16 Ensayos de laboratorio para la unidad Ngb1 (Apiques mecánicos)
A-1 M.A. 1,2 1,4 Arcilla baja plasticidad café 1,623 1,883 2,637 16,0 100 100 100 100 100 96,0 93,1 62,0 17,0 45,0 2,9 1,5 17,8 15,2 0,4487 3,9 1605,7 A-7-5 CH 45
A-2 M.A. 1,8 2 Arcilla alta plasticidad café 1,525 1,901 2,653 24,6 100 100 100 100 100 100 96,6 61,0 24,0 37,0 2,7 0,7 18,19 15,3 0,0487 3,9 91,5 A-7-5 CH 40
A-3 M.A. 1,8 2 Arcilla baja plasticidad café 1,611 1,880 2,612 16,7 100 100 100 100 100 99,0 52 32,0 17,0 15,0 A-6 CL 5
A-5 M.A. 0,9 1,1 Arcilla baja plasticidad café 1,675 1,975 2,628 17,9 100 100 100 100 100 97,0 64,1 39,0 17,0 22,0 A-6 CL 11
A-6 M.A. 0,9 1,1 Arcilla alta plasticidad café 1,464 1,772 2,692 21,0 100 100 100 100 100 99,0 97,2 61,0 22,0 39,0 3,8 2,6 18,11 15 A-7-5 CH 43
A-7 M.A. 1,75 2 Arcilla baja plasticidad café 1,514 1,767 2,673 19,7 100 100 100 100 100 99,0 93,3 37,0 18,0 19,0 3,4 1,2 18,49 10,9 0,0693 17,97 107,8 A-7-5 CL 18
A-8 M.A. 1,2 1,4 Arcilla baja plasticidad café 1,630 1,902 2,685 20,5 100 100 100 100 100 99,0 90,9 47,0 20,0 27,0 A-7-5 CL 26
A-9 M.A. 2,8 3 Arcilla alta plasticidad café 1,506 1,747 2,658 29,4 100 100 100 100 100 92,0 84 68,0 28,0 40,0 A-7-5 CH 38
A-10 M.A. 2,8 3 Arcilla limosa café 1,665 1,963 2,572 15,9 100 100 92 76,0 73,0 61,0 16,6 X A-2-4 SM 0
A-11 M.A. 1,8 2 Arcilla baja plasticidad café 1,367 1,612 2,619 13,6 100 100 100 100 100 95,0 81,5 47,0 20,0 27,0 2,4 0,7 18,66 11,5 A-7-5 CL 22
A-12 M.A. 2 2,2 Arcilla baja plasticidad café 1,423 1,656 2,633 16,3 100 100 100 100 100 98,0 94,3 48,0 24,0 24,0 3,6 1,1 18,63 11,6 0,8637 3,9 115,5 A-7-5 CL 22
11,00 11,00 11,00 11,00 11,00 11,00 11,00 11,00 11,00 11,00 11,00 0,00 10,00 10,00 10,00 6,00 6,00 6,00 6,00 4,00 4,00 4,00 0,00 0,00 11,00
1,68 1,98 2,69 29,40 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 97,20 0,00 68,00 28,00 45,00 3,80 2,60 18,66 15,30 0,86 17,97 1605,70 0,00 0,00 45,00
1,37 1,61 2,57 13,60 100,00 100,00 92,00 76,00 73,00 61,00 16,60 0,00 32,00 17,00 15,00 2,40 0,70 17,80 10,90 0,05 3,90 91,50 0,00 0,00 0,00
1,55 1,82 2,64 19,24 100,00 100,00 99,27 97,82 97,55 94,09 78,51 50,20 20,70 29,50 3,13 1,30 18,31 13,25 0,36 7,42 480,13 24,55
1,53 1,88 2,64 17,90 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 98,00 90,90 47,50 20,00 27,00 3,15 1,15 18,34 13,30 0,26 3,90 111,65 22,00
2,44 2,37 2,16 5,41 22,98 22,98 22,84 23,58 23,87 24,61 31,87 16,39 4,84 11,51 1,05 1,62 3,90 2,96 1,32 6,35 689,27 16,01DESVIACIÓN TÍPICA
CLASIFICACIÓN DE SUELOS
Nº DE DATOS
VALOR MAX
VALOR MIN
MEDIA
MEDIANA
AS
ST
HO
U.S
.C.S
IG
% H
inch
a.
D.M
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L.L
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m
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m
No
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D.S
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N/m
3)
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N/m
³)
Peso
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N/m
³)
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(%
)
# 6
3m
m
# 5
0m
m
Límites de Atterberg
ID S
on
deo
/Cata
Tip
o
Z in
icio
(m
)
Z f
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m)
Descripción Litológica
PARAMETROS QUÍMICOS
M.O
. (%
)
CaC
O3 (
%)
(S
O4)
(mg
/Kg
)
INFORMACIÓN GENERAL DE LAS MUESTRAS Granulometrias
PLASTICIDAD
C.B.R. PROCTOR MODIFICADO
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 65
Clasificación de las muestras
Las muestras han sido clasificadas como CH y CL según Casagrande (arcillas de alta y
baja plasticidad respectivamente). Exceptuando dos muestras que se clasifican como SM
y MH. La muestra clasificada como SM podría ser procedente del aluvial, debido a su
localización.
Propiedades físicas
El contenido en finos (pasa por el tamiz 0,08) de las muestras de los sondeos oscilan
entre 55,70 y 99,50%, tomando valores medios de 89,14%, superior al 50 %, lo que
indica que se trata de un material de comportamiento cohesivo.
La plasticidad es elevada, oscilando entre 29 % y 82 % para el límite líquido y 27,88%
como valor medio del índice de plasticidad en las muestras inalteradas de los sondeos.
Por tanto, los finos presentan un carácter cohesivo.
La densidad seca es reducida, oscilando entre 13 y 17 kN/m3 y la humedad varía entre
12,60 y 43,40 %, tomando valores medios de 16 kN/m3 y 22 % respectivamente. Estos
valores son coherentes con la naturaleza arcillosa de baja consistencia del material. La
densidad natural toma un valor medio de 19,5 kN/m3.
Ensayos químicos
Se han hecho ensayos para evaluar el contenido en carbonatos de esta unidad. Los
resultados obtenidos oscilan entre 3,90 y 17,97 % con un valor medio inferior a 4 % en
muestras inalteradas y un valor medio de 7% en muestras alteradas.
Por otro lado se han realizado ensayos para conocer el porcentaje de materia orgánica
presente en la unidad. El valor medio de muestras inalteradas es de 0,02 % y 0,36 % en
muestras alteradas.
Propiedades de resistencia
Para tener una idea de la resistencia de esta unidad se dispone de los ensayos de
resistencia a compresión simple realizados sobre las muestras extraídas en sondeos y
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 66
los golpeos de los SPT y el tomamuestras. A continuación se adjunta un resumen con
dichos golpeos:
Sondeo nº Tipo ensayo Profundidad
Tramo (cm) N15 N30 Inicio Fin
S-1 M.I.-1 1,80 2,40 60 15 22 31 33 53
S-1 S.P.T.-1 5,00 5,60 60 5 6 16 2 22
S-1 M.I.-2 6,00 6,60 60 11 17 23 31 40
S-2 S.P.T.-1 1,50 2,10 60 3 3 7 11 10
S-2 M.I.-1 3,00 3,57 57 27 45 48 R 93
S-2 S.P.T.-2 4,50 5,10 60 10 10 10 13 20
S-3 S.P.T.-1 1,50 2,10 60 5 10 7 8 17
S-3 M.I.-1 4,80 5,37 57 11 34 39 R 73
S-4 M.I.-1 3,00 3,60 60 8 15 23 3 38
S-4 S.P.T.-2 4,50 5,10 60 5 7 9 10 16
S-4 M.P.-1 5,50 5,80 30
S-4 M.I.-2 6,00 6,60 60 10 15 18 25 33
S-5 S.P.T.-1 1,50 2,10 60 8 11 5 22 16
S-5 M.I.-1 3,00 3,60 60 15 19 25 43 44
S-5 S.P.T.-2 4,50 5,10 60 6 6 9 9 15
S-6 S.P.T.-1 1,50 2,10 60 9 12 14 19 26
S-6 M.I.-1 3,00 3,60 60 3 13 19 30 32
S-6 S.P.T.-2 4,50 5,10 60 8 10 9 10 19
S-6 M.I.-2 6,00 6,60 60 8 16 22 25 38
Tabla 17 Unidad Ngb1: golpes de los SPT y MI
Tanto los golpes de los ensayos SPT como los del tomamuestras son bastante
homogéneos; los SPT varían entre 10 y 26 golpes (18 golpes de media), y los golpeos de
los tomamuestras oscilan entre 32 y 93 golpes (valor promedio de 49 golpes).
La Figura 20 muestra los golpeos en función de la profundidad donde se puede observar
que el valor medio, es representativo.
Para establecer una correlación entre los golpeos del tomamuestras y los del SPT, se ha
empleado la correlación habitualmente utilizada:
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 67
SPTIM NN 25.1..
La unidad se caracteriza por unos golpeos homogéneos, su valor de NSPT más
representativo se sitúa en torno a 20.
Figura 20 Representación de Golpeos SPT y MI en función de la profundidad
La resistencia a compresión simple se ha estimado a partir de la siguiente expresión:
Aplicando la correlación expuesta se puede deducir una resistencia a la compresión
simple del nivel se encuentra en torno a 225 kPa.
8
SPTu
Nq
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 68
Figura 21 Resistencia a compresión simple vs Profundidad
Los ensayos de resistencia a la compresión simple varían entre 117,2 y 397 kPa. Como
se muestra en la Figura 21, todos estos valores son coherentes con los obtenidos a partir
de los golpeos y muestran una gran concordancia.
Se ha representado en la Figura 22, los valores de los golpeos N30 procedente de las
muestras inalteradas (MI/2) frente a las resistencias a compresión simple obtenidas en
las muestras inalteradas.
Los valores de resistencia se han obtenido principalmente de las muestras que se
caracterizan por un golpeo de 20, correspondiente al nivel de apoyo de las
cimentaciones, por tanto no va asociado de manera general un golpeo alto a una
resistencia alta.
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 69
Figura 22 Golpeos MI/2 vs Resistencia a compresión simple
Se tienen tres ensayos de corte directo, dos de ellos de tipo CD y uno CU, cuyos
resultados en tensiones efectivas se pueden ver a continuación:
Sondeo Muestra Prof. Inicial (m) Prof. Final (m) Tipo C’(kPa) ´
S4 MI1 3 3,6 CU 162,5 14,01
S4 MI2 6 6,6 CD 113,7 14,26
S6 MI2 6 6,6 CD 46,5 15,91
Tabla 18 Ensayos de Corte Directo
Los valores medios de fricción son valores en torno a 15º para el ángulo de rozamiento
interno y de 100 kPa para la cohesión. Estos valores de fricción resultan muy bajos y
excesivamente altos los valores de cohesión, si se comparan con el resto de las
características de esta unidad.
Se tienen dos ensayos triaxiales, de tipo CU, cuyos resultados en tensiones efectivas se
pueden ver a continuación:
Sondeo Muestra Prof. Inicial (m) Prof. Final (m) Tipo C´(kPa) ´
S1 MI1 1,8 2,4 CU 87,49 20,54
S2 MI1 3 3,6 CU 57,37 19,74
Tabla 19 Ensayos Triaxiales
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 70
Los valores obtenidos de ángulo de fricción son valores en torno a 15º y de 100 kPa para
la cohesión. Son valores poco consonantes con el resto de las características de esta
unidad.
Por tanto se han tomado unos valores de cálculo de cohesión efectiva de 20 kPa y un
ángulo de fricción de 25º.
El valor del ángulo de fricción se ha estimado teniendo en cuenta el valor de IP , según
Jiménez Salas y Justo Alpañes, de acuerdo a la siguiente formulación para suelos
cohesivos.
∅ = 34,9 − 0.338 𝐼𝑃
El índice de plasticidad para estos suelos cohesivos es de 29,5.
El valor de la cohesión efectiva (20 kPa) se considera un valor conservador teniendo en
cuenta que se trata de materiales cohesivos, no obstante se ha tomado el valor de 20
kPa según Handbook of Geotechnical Investigation and Design Tables,2007.
Se han realizado edómetros, cuyos módulos de deformación resultan excesivamente
bajos, por lo que se han descartado para la caracterización, ya que no se consideran
representativos del material, Tabla 20.
Sondeo Prof (m) Poisson e0 Cc 10% CC Cr Em (kp/cm2) E(MPa)
S1 6 0,3 0,672 0,151 0,015 0,029 73,92 7,24416
S3 7,5 0,3 0,623 0,144 0,014 0,027 75,24 7,37352
S4 6 0,3 0,429 0,134 0,013 0,026 86,13 8,44074
S5 3 0,3 0,647 0,152 0,015 0,03 154,66 15,15668
Tabla 20 Ensayos Edométricos
Además, sobre esos niveles arcillosos bajos y medios se han realizado ensayos
presiométricos, para caracterizar sus propiedades deformacionales. A continuación se
adjunta un resumen de dichos ensayos:
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 71
Sondeo Profundidad
inicial(m) Profundidad
final(m)
Presión Límite
Módulo presiométrico
EP/ PLM
Módulo Edométrico
Módulo elastico
equivalente
Coeficiente de
Poisson (Asignado)
PL* (MPa) EP (MPa) Em (MPa) Ei (MPa) υ
S-1 5,50 6,00 1,60 25,68 16 0,67 38 28 0,3
S-1 10,00 10,50 2,05 33,99 17 0,67 51 38 0,3
S-2 8,50 9,00 1,90 32,75 17 0,67 49 36 0,3
S-3 2,50 3,00 106,89 0,67 160 119 0,3
S-5 9,00 9,50 3,60 35,20 10 0,67 53 39 0,3
S-6 11,50 12,00 1,50 8,31 6 0,67 12 9 0,3
Máximo 3,60 106,89 17,24 0,67 159,54 118,51 0,30
Mínimo 1,50 8,31 5,54 0,67 12,40 9,21 0,30
Media 2,13 40,47 13,04 0,67 60,40 44,87 0,30
Mediana 1,90 33,37 16,05 0,67 49,81 37,00 0,30
Número de ensayos 5,00 6,00 5,00 6,00 6,00 6,00 6,00
Desv típica 0,85 34,04 5,15 0,00 50,81 37,74 0,00
Tabla 21 ensayos presiométricos
La relación entre EP y PL permite apreciar la calidad de los ensayos de manera general
pues en una perforación donde el terreno ha sido fuertemente alterado EP/PL suele ser
inferior a 5.
Existe un ensayo realizado en el sondeo 6 a 11,50 m donde se han registrado unos
valores anómalos para esta unidad y cuya relación presiométrica es 6, muy cercana a 5,
lo que hace pensar que el ensayo ha sido alterado no ofreciendo credibilidad a sus
resultados.
El resto de ensayos han registrado valores del módulo presiométrico como de presión
límite nada despreciables. De acuerdo con las correlaciones existentes, mostradas en las
Tabla 22 y Tabla 23, se corresponderían con una arcilla de consistencia firme.
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 72
Tabla 22 Valores indicativos de EP y PL para distintos tipos de suelos basados en ensayos empíricos
(Jornada Técnica: “El ensayo presiométrico en el Proyecto Geotécnico”. M. Fomento)
Tabla 23 Valores típico aproximados de Presión Límite y Módulo Presiométrico para arenas y arcillas. (J.M. Briaud,
1992). (Jornada Técnica: “El ensayo presiométrico en el Proyecto Geotécnico”. M. Fomento)
El valor de la relación presiométrica (EP/PL = 13,04) también indica que se trata de una
arcilla de consistencia firme.
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 73
Tipo de Terreno Em /PL
Arena Floja 4-7
Arena de compacidad media densa 7-10
Arcilla blanda saturada (fango) 8-10
Arcilla de consistencia blanda a firme 8-10
Arcilla de consistencia firme a muy firme 10-20
Loess 12-15
Roca fracturada 8-40
Tabla 24 Valores típicos de la relación EP/PL en función del tipo de terreno. B.G: Clarke, 1995
(Jornada Técnica: “El ensayo presiométrico en el Proyecto Geotécnico”. M. Fomento)
Tabla 25 Valores típicos de la relación EP/PL
De acuerdo con los ensayos presiómetricos que han registrados presiones limite y
módulos presiométricos en torno a 2 MPa de PL y 30 MPa de EP respectivamente se
corresponden con una arcilla de consistencia firme.
A partir de todo lo expuesto, se puede concluir que este material presenta una
consistencia firme y normalmente consolidada.
Resumen de parámetros adoptados
A partir de las características expuestas, a este material se le asignan los siguientes
parámetros geotécnicos:
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 74
UNIDAD Ngb1
DENSIDAD ( kN/m3)
SECA 16
APARENTE 19
C´(kPa) 20
25
Cu(kPa) 100
E(MPa) 40
Tabla 26 Resumen de parámetros adoptados
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 75
5.2 Unidad Ngb2
Como se ha indicado anteriormente, la unidad geológica Bayunca se ha subdividido en
dos unidades geotécnicas por su grado de alteración, siendo la unidad Ngb2 la
correspondiente al sustrato firme no alterado. Esta unidad constituye el sustrato de casi
toda la superficie de la parcela y por tanto constituirá el terreno de apoyo para los
distintos elementos que conformarán la Planta de Tratamiento (depósitos, edificios…
etc.).
En el apartado de geología se indica que esta unidad se encuentra constituida por una
secuencia de lodolitas en capas delgadas y medias, con intercalaciones de limolitas
grises en capas delgadas. Son frecuentes capas de areniscas con cemento calcáreo y
gran contenido de conchas de moluscos y restos de plantas. En toda la secuencia es
común encontrar yeso en láminas que rellenan fracturas con disposición estratiforme.
Los niveles del sustrato Ngb2 de la unidad Bayunca, suelen aparecer a profundidades
entre 5-6 m.
Los resultados de los ensayos realizados se adjuntan en la Tabla 27:
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 76
Tabla 27 Ensayos de laboratorio para la unidad Ngb2
Tip
o**
S1 MI3 15 15,6 Ngb2 Arcilla alta plasticidad gris 1,653 2,002 2,712 21,1 100 100 100 100 100 100 100 57,0 26,0 33,0 1,912 3,9 1197,9 50 A-7-5 CH 38
S2 MI2 6 6,6 Ngb2 Arcilla alta plasticidad gris 1,668 2,003 2,674 20,1 100 100 100 100 100,0 98,0 86,4 57,0 24,0 33,0 A-7-5 CH 31
S2 MI3 9 9,6 Ngb2 Arcilla alta plasticidad café 1,600 1,995 2,702 24,7 100 100 100 100 100 100,0 99,8 62,0 28,0 34,0 478,3 1,2 A-7-5 CH 40
S2 MI4 15 15,6 Ngb2 Arcilla baja plasticidad café 1,392 1,783 2,701 28,1 100 100 100 100 100,0 97,0 91,7 47,0 21,0 26,0 CU 94,07 20,65 39 A-7-5 CL 26
S3 MI2 7,5 8,1 Ngb2 Arcilla alta plasticidad gris 1,578 1,930 2,693 22,3 100 100 100 100 100 100 100 70,0 26,0 44,0 0,95 A-7-5 CH 51
S3 MI3 10,5 11,1 Ngb2 Arcilla alta plasticidad gris 1,591 1,981 2,679 24,5 100 100 100 100 100 100,0 99,1 70,0 26,0 44,0 260 A-7-5 CH 51
S3 MI4 12 12,6 Ngb2 Arcilla baja plasticidad café 1,753 2,019 2,688 15,2 100 100 100 100 100 100,0 80,6 46,0 21,0 25,0 323,3 A-7-5 CL 21
S4 MI3 9 9,6 Ngb2 Arema arcillosa café 1,595 1,963 2,577 23,0 100 100 100 100 100,0 99,0 49,7 34,0 18,0 16,0 58,9 A-6 SC 4
S4 MP2 11 11,4 Ngb2 Arcilla baja plasticidad gris 1,692 2,001 2,670 18,3 100 100 100 100 100 100,0 66,1 32,0 24,0 8,0 181,5 0,7 A-4 CL 4
S4 MP3 15,1 15,6 Ngb2 Arcilla baja plasticidad gris 1,652 2,008 2,687 21,5 100 100 100 100 100 100,0 79,9 40,0 21,0 19,0 CD 115,3 15,92 A-6 CL 15
S4 MP4 18,2 18,6 Ngb2 Arcilla alta plasticidad gris 1,605 1,972 2,656 22,9 100 100 100 100 100 100,0 98,9 60,0 25,0 35,0 409,1 A-7-5 CH 40
S4 MP5 22,5 22,8 Ngb2 Arcilla alta plasticidad gris 1,661 2,017 2,709 21,4 100 100 100 100 100 100,0 98,2 57,0 25,0 32,0 378,7 CU 132,13 19,16 44 A-7-5 CH 37
S5 MI2 6 6,6 Ngb2 Arcilla alta plasticidad café 1,456 1,932 2,663 32,7 100 100 100 100 100 100,0 99 71,0 27,0 44,0 299,2 CU 115,44 18,89 A-7-6 CH 51
S5 MI3 9 9,6 Ngb2 Arcilla baja plasticidad café 2,149* 2,447* 2,676 13,9 100 100 88 73,0 67,0 59,0 52,2 25,0 13,0 12,0 0,1 A-6 CL 3
S5 MP1 16,4 16,8 Ngb2 Arcilla baja plasticidad café 1,719 2,010 2,682 17,0 100 100 100 100 100,0 99,0 78,9 29,0 18,0 11,0 165,9 A-6 CL 7
S6 MI3 9 9,6 Ngb2 Arcilla alta plasticidad gris 1,504 1,914 2,691 27,2 100 100 100 100 100,0 99,0 95,8 58,0 24,0 34,0 A-7-5 CH 37
S6 MP1 14,5 15 Ngb2 Arcilla alta plasticidad gris 1,787 2,102 2,598 17,7 100 100 100 100 100,0 99,0 94,5 60,0 26,0 34,0 510,4 0,55 A-7-5 CH 37
Nº DE DATOS 16 16 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 1 1 10 0 3 3 1 1 1 3 5
VALOR MAX 1,79 2,10 2,71 32,70 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 71,00 28,00 44,00 115,30 15,92 510,40 132,13 20,65 1,91 3,90 1197,90 50,00 1,20
VALOR MIN 1,39 1,78 2,58 13,90 100,00 100,00 88,00 73,00 67,00 59,00 49,70 25,00 13,00 8,00 115,30 15,92 58,90 94,07 18,89 1,91 3,90 1197,90 39,00 0,10
MEDIA 1,62 1,98 2,67 21,86 100,00 100,00 99,29 98,41 98,06 97,06 86,52 51,47 23,12 28,47 115,30 15,92 306,53 113,88 19,57 1,91 3,90 1197,90 44,33 0,70
MEDIANA 1,62 1,98 2,67 21,86 100,00 100,00 99,29 98,41 98,06 97,06 86,52 51,47 23,12 28,47 115,30 15,92 306,53 113,88 19,57 1,91 3,90 1197,90 44,33 0,70
DESVIACIÓN TÍPICA 0,10 0,07 0,04 4,65 0,00 0,00 2,82 6,35 7,76 9,55 16,10 14,41 3,83 11,30 0,00 0,00 136,39 15,58 0,77 0,00 0,00 0,00 4,50 0,37
INFORMACIÓN GENERAL DE LAS MUESTRAS IDENTIFICACIÓN GRANULOMETRIA
CORTE DIRECTO RESISTENCIA
Tipo de corte TotalesCompresión
Simple
Triaxial
Efectivas
Descripción Litológica
D.S
ec. (k
N/m
3)
D.A
pa. (k
N/m
³)
Peso
esp
. P
art
.
Só
lid
as(k
N/m
³)
Hu
med
ad
(%
)
# 6
3m
m
EXPANSIVIDAD CLASIFICACIÓN DE SUELOS
Pre
sió
n d
e h
inch
am
ien
to
(Kp
a)
H. L
IBR
E (
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AS
ST
HO
U.S
.C.S
IG
ID S
on
deo
/Cata
Tip
o
Z in
icio
(m
)
Z f
in (
m)
ID G
rup
o
L.L
.
L.P
.
I.P
.
Tip
o
# 5
0m
m
# 2
0m
m
# 5
mm
# 2
mm
# 0
,4m
m
# 0
,0740m
m
Tip
o**
C (
kP
a)
Fri
c. (º
)
C (
kP
a)
Fri
c. (º
)
sc (
kP
a)
M.O
. (%
)
CaC
O3 (
%)
(S
O4)
(mg
/Kg
)
PARAMETROS QUÍMICOS
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 77
Clasificación de las muestras
Las muestras han sido clasificadas como CH y CL según Casagrande (arcillas de alta y
baja plasticidad respectivamente). Exceptuando una muestra que se ha clasificado como
SC, arena arcillosa.
Propiedades físicas
El contenido en finos (pasa por el tamiz 0,08) de las muestras de los sondeos oscilan
entre 49,7 y 100%, tomando valores medios de 86,52%, superior al 50 %, lo que indica
que se trata de un material de comportamiento cohesivo.
La plasticidad es elevada, oscilando entre 25 y 71 % para el límite líquido y 28,47% como
valor medio del índice de plasticidad. Por tanto, los finos presentan un carácter cohesivo.
La densidad seca es reducida, oscilando entre 13,9 y 17,9 kN/m3 y la humedad varía
entre 13,90 y 32,70 %, tomando valores medios de 16 kN/m3 y 22 % respectivamente.
Estos valores son coherentes con la naturaleza arcillosa de baja consistencia del
material. La densidad natural toma un valor medio de 19,8 kN/m3.
Ensayos químicos
Se ha hecho un ensayo para evaluar el contenido en carbonatos de esta unidad. El
resultado obtenido es de 3,90 %.
Por otro lado se ha realizado un ensayo para conocer el porcentaje de materia orgánica
presente en la unidad, con un valor de 1,91 %.
Propiedades de resistencia
Para tener una idea de la resistencia de esta unidad se dispone de los ensayos de
resistencia a compresión simple realizados sobre las muestras extraídas en sondeos y
los golpeos de los SPT y tomamuestras. A continuación se adjunta un resumen con
dichos golpeos:
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 78
Sondeo nº Tipo
ensayo
Profundidad Tramo (cm)
N15 N30 Inicio Fin
S-1 S.P.T.-2 7,50 8,10 60 5 10 14 19 24
S-1 S.P.T.-3 9,00 9,60 60 5 10 12 17 22
S-1 S.P.T.-4 10,50 11,10 60 9 12 17 14 29
S-1 S.P.T.-5 13,50 14,10 60 7 14 19 27 33
S-1 M.I.-3 15,00 15,60 60 16 22 35 40 57
S-2 M.I.-2 6,00 6,38 38 22 40 R R
S-2 S.P.T.-3 7,50 8,10 60 13 18 21 28 39
S-2 M.I.-3 9,00 9,60 60 13 24 35 46 59
S-2 S.P.T.-4 10,50 10,83 33 7 22 R R
S-2 S.P.T.-5 12,00 12,60 60 20 42 34 36 76
S-2 S.P.T.-6 13,50 14,10 60 8 11 14 22 25
S-2 M.I.-4 15,00 15,60 60 11 22 35 46 57
S-3 S.P.T.-2 6,00 6,60 60 7 14 19 25 33
S-3 M.I.-2 7,50 8,10 60 13 23 31 49 54
S-3 S.P.T.-3 9,00 9,60 60 8 13 19 24 32
S-3 M.I.-3 10,50 11,10 60 19 23 30 49 53
S-3 M.I.-4 12,00 12,40 40 24 37 R R
S-3 S.P.T.-4 13,50 14,10 60 12 17 24 31 41
S-4 S.P.T.-3 7,50 8,08 58 12 35 38 R 73
S-4 M.I.-3 9,00 9,38 38 18 27 R R
S-4 M.P.-2 11,00 11,40 40
S-4 S.P.T.-4 12,00 12,60 60 15 22 38 42 60
S-4 S.P.T.-5 13,50 14,10 60 19 30 34 34 64
S-4 M.P.-3 15,10 15,60 50
S-4 S.P.T.-6 16,50 16,91 41 22 43 R R
S-4 M.P.-4 18,20 18,60 40
S-4 S.P.T.-7 19,50 20,10 60 15 29 38 49 67
S-4 S.P.T.-8 21,00 21,38 38 19 50 R R
S-4 M.P.-5 22,50 22,80 30
S-4 S.P.T.-9 24,00 24,15 15 21 R R
S-5 M.I.-2 6,00 6,60 60 2 3 7 14 10
S-5 S.P.T.-3 7,50 8,10 60 4 8 11 15 19
S-5 M.I.-3 9,00 9,43 43 6 5 R R
S-5 S.P.T.-4 12,00 12,41 41 12 27 R R
S-5 S.P.T.-5 15,00 15,20 20 25 R R
S-5 M.P.-1 16,40 16,80 40
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 79
Sondeo nº Tipo ensayo
Profundidad Tramo (cm)
N15 N30
S-5 S.P.T.-6 19,50 19,79 29 28 R R
S-6 S.P.T.-3 7,50 8,10 60 14 16 15 19 31
S-6 M.I.-3 9,00 9,60 60 47 50 R R
S-6 S.P.T.-4 10,50 11,10 60 15 16 16 18 32
S-6 M.P.-1 14,50 15,00 50
Tabla 28 Unidad Ngb2: golpes de los SPT y MI
Tanto los golpes de los ensayos SPT como los del tomamuestras son bastante
homogéneos; los SPT varían entre 9 y 100 golpes (49 golpes de media), y los golpeos de
los tomamuestras oscilan entre 10 y 100 golpes, con un valor promedio de 73 golpes.
La Figura 23 muestra los golpeos en función de la profundidad donde se muestra que el
valor medio, es representativo.
Para establecer una correlación entre los golpeos del tomamuestras y los del SPT, se ha
empleado la correlación habitualmente utilizada:
SPTIM NN 25.1..
A partir de los 6-8 m de profundidad, el rango de golpeos se encuentra entre los 25 y 100,
estando su media más representativa entre los 30-50 golpeos.
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 80
Figura 23 Representación de Golpeos SPT y MI en función de la profundidad
La resistencia a compresión simple se ha estimado a partir de la siguiente expresión:
Aplicando la correlación expuesta se puede deducir una resistencia a la compresión
simple del nivel a partir de los 6-8 m se estima una resistencia en torno a los 375 kPa, en
función del valor de SPT representativo más bajo (30).
Los ensayos de resistencia a compresión simple varían entre 58 y 510,40 kPa. Como se
muestra en la Figura 24, todos estos valores son coherentes con los obtenidos a partir de
los golpeos y muestran una gran concordancia.
8
SPTu
Nq
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 81
Figura 24 Resistencia a compresión simple vs Profundidad
Se ha representado en la Figura 25, los valores de los golpeos N30 procedente de las
muestras inalteradas (MI/2) frente a las resistencias a compresión simple obtenidas en
las muestras inalteradas. Los valores de resistencia se han obtenido principalmente de
las muestras que se caracterizan por un golpeo de 50, correspondiente al nivel de apoyo
de las cimentaciones, por tanto va asociado de manera general, un golpeo alto a una
resistencia alta.
Figura 25 Golpeos MI/2 vs Resistencia a compresión simple
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 82
Se tiene un ensayo de corte directo, de tipo CD, cuyos resultados en tensiones efectivas
se pueden ver a continuación:
Sondeo Muestra Prof. Inicial (m) Prof. Final (m) Tipo C(kPa)
S4 MP3 15,1 15,6 CD 115,3 15,92
Tabla 29 Ensayos de Corte Directo
Los valores medios de fricción se situan en torno a 15º para el ángulo de rozamiento
interno y de 100 kPa para la cohesión. Son valores bajos de fricción y excesivamente
altos para la cohesión respecto con el resto de las características de esta unidad.
Se tiene tres ensayos triaxiales, de tipo CU, cuyos resultados en tensiones efectivas se
pueden ver a continuación:
Sondeo Muestra Prof. Inicial (m) Prof. Final (m) Tipo C(kPa)
S2 MI4 15 15,6 CU 94,07 20,65
S4 MP5 22,5 22,8 CU 132,13 19,16
S5 MI2 6 6,6 CU 115,44 18,89
Tabla 30 Ensayos triaxiales
Los valores medios de fricción se situan en torno a 19º para el ángulo de rozamiento
interno y de 100 kPa para la cohesión. Son valores bajos de fricción y excesivamente
altos para la cohesión respecto con el resto de las características de esta unidad.
Por tanto, para los cálculos se han tomado unos valores medios de cohesión efectiva de
20 kPa y un ángulo de fricción de 25º, más característicos de este tipo de materiales.
El valor del ángulo de fricción se ha estimado teniendo en cuenta el valor de IP, según
Jiménez Salas y Justo Alpañes, de acuerdo a la siguiente formulación para suelos
cohesivos.
∅ = 34,9 − 0.338 𝐼𝑃
El índice de plasticidad para estos suelos cohesivos es de 28,5.
El valor de la cohesión efectiva se considera un valor conservador teniendo en cuenta
que se trata de materiales cohesivos, no obstante se ha tomado el valor de 20 kPa según
Handbook of Geotechnical Investigation and Design Tables,2007.
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 83
Además, sobre esos niveles arcillosos se han realizado ensayos presiométricos, para
caracterizar sus propiedades deformacionales. A continuación se adjunta un resumen de
dicho ensayo:
Sondeo Profundidad
inicial(m) Profundidad
final(m)
Presión de
Fluencia
Presión Límite
Módulo presiométrico
EP/ PLM a
Módulo Edométrico
Módulo elastico
equivalente
Coeficiente de
Poisson (Asignado)
PF (MPa) PL* (MPa) EP (MPa) Em (MPa) Ei (MPa) υ
S-2 13,50 14,00 1,19 2,50 62,31 25 0,67 93 69 0,3
S-3 14,50 15,00 1,46 5,10 102,02 20 0,67 152 113 0,3
S-4 8,50 9,00 3,15 5,70 77,61 14 0,50 155 115 0,3
S-4 24,50 25,00 4,39 16,00 105,51 7 0,67 157 117 0,3
S-5 13,00 13,50 3,37 10,00 95,21 10 0,67 142 106 0,3
Máximo 4,39 16,00 105,51 24,92 0,67 157,48 116,98 0,30
Mínimo 1,19 2,50 62,31 6,59 0,50 93,00 69,09 0,30
Media 2,71 7,86 88,53 14,93 0,64 140,01 104,01 0,30
Mediana 3,15 5,70 95,21 13,62 0,67 152,27 113,11 0,30
Número de ensayos 5,00 5,00 5,00 5,00 5,00 5,00 5,00 5,00
Desv típica 1,35 5,29 18,18 7,52 0,08 26,93 20,01 0,00
Tabla 31 Ensayos presiométricos
La relación entre EP y PL permite apreciar la calidad de los ensayos de manera general
pues en una perforación donde el terreno ha sido fuertemente alterado EP/PL suele ser
inferior a 5.
Los ensayos realizados han registrado una relación presiométrica superior a 5, ofreciendo
credibilidad a sus resultados.
El valor medio de la relación presiométrica (EP/PL = 14,93) también indica que se trata de
una arcilla de consistencia firme a muy firme.
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 84
Los ensayos han registrado valores del módulo presiométrico como de presión límite
nada despreciables. De acuerdo con las correlaciones existentes, mostradas
anteriormente (Tabla 22-Tabla 25), se corresponderían con una arcilla sobreconsolidada.
De acuerdo a los ensayos a partir de los 6-8 m de profundidad el material se caracteriza
por una presión límite entre 5-16 MPa y un módulo presiométrico entre 62 y 105.
A partir de todo lo expuesto, se puede concluir que este material presenta una
consistencia firme a muy firme y está sobreconsolidado.
Resumen de parámetros adoptados
A partir de las características expuestas, a este material se le asignan los siguientes
parámetros geotécnicos:
UNIDAD
DENSIDAD ( kN/m3)
SECA 16
APARENTE 20
C´(kPa) 20
25
Cu(kPa) 150
E(MPa) 100
Tabla 32 Resumen de parámetros adoptados
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 85
5.3 Unidad Qpp1
La formación La Popa aparece suprayacente a la formación Bayunca descrita en el
apartado anterior y formada por depósitos de génesis más litoral.
En el apartado de geología se indica que esta unidad se encuentra constituida por niveles
mayoritarios de arcillas y arenas limosas de grano fino con diverso grado de
cementación.
A efectos geotécnicos la unidad geológica La Popa ha sido diferenciada según dos
grupos geotécnicos por su grado de alteración, establecidos de acuerdo
fundamentalmente a los valores obtenidos de los registros continuos de penetración de
los ensayos DPSH, verificado por los correspondientes ensayos SPT.
La unidad Qpp1 incluye los horizontes de alteración hasta profundidades de 6 m
Los resultados de los ensayos realizados se adjuntan en la Tabla 33.
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 86
Tabla 33 Ensayos de laboratorio para la unidad Qpp1
A-13 M.A. 1,2 1,4 Qpp Grava arcillosa habano claro 2,558 5,2 74 65 55 38,0 33,0 28,0 22,8 26,0 18,0 8,0 37,0 0,7 19,83 8,1 0,2564 85,75 79 A-2-4 GC 0
A-14 M.A. 1,2 1,4 Qpp Arcilla baja plasticidad café 1,685 1,984 2,642 100 100 100 100 100 99,0 84,3 47,0 21,0 26,0 2,4 1,9 18,69 11,7 A-7-5 CL 23
CLASIFICACIÓN DE SUELOSPROCTOR MODIFICADOINFORMACIÓN GENERAL DE LAS MUESTRAS Identificacion Granulometrias
PLASTICIDAD
C.B.R.
M.O
. (%
)
CaC
O3 (
%)
(S
O4)
(mg
/Kg
)
PARAMETROS QUÍMICOS
Límites de Atterberg
ID S
on
deo
/Cata
Tip
o
Z in
icio
(m
)
Z f
in (
m)
ID G
rup
o
Descripción Litológica
D.S
ec. (k
N/m
3)
D.A
pa. (k
N/m
³)
Peso
esp
. P
art
. S
ólid
as(k
N/m
³)
Hu
med
ad
(%
)
# 6
3m
m
# 5
0m
m
# 2
0m
m
# 5
mm
# 2
mm
# 0
,4m
m
# 0
,0740m
m
L.L
.
L.P
.
I.P
.
CB
R a
l 95%
AS
ST
HO
U.S
.C.S
IG
% H
inch
a.
D.M
ax (
kP
a)
Ho
pt
(%)
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 87
Clasificación de las muestras
Se han realizado dos ensayos cuyas muestras han sido clasificadas como CL según
Casagrande (arcillas de baja plasticidad ) y GC ( Gravas arcillosas).
Debido a que solo se dispone de dos muestras se considera más representativo la
muestra clasificada como CL.
Propiedades físicas
El contenido en finos (pasa por el tamiz 0,08) de la muestra arcillosa supera el 84%,
superior al 50 %, lo que indica que se trata de un material de comportamiento cohesivo.
La plasticidad es elevada, 42,6 % para el límite líquido y 26% como valor medio del índice
de plasticidad. Por tanto, los finos presentan un carácter cohesivo.
La densidad seca es reducida, 16,9 kN/m3. Estos valores son coherentes con la
naturaleza arcillosa de baja consistencia del material. La densidad natural toma un valor
medio de 19,8 kN/m3.
Ensayos químicos
Se ha hecho un ensayo para evaluar el contenido en carbonatos de esta unidad. El
resultado obtenido es de 84,75 %.
Por otro lado se ha realizado un ensayo para conocer el porcentaje de materia orgánica
presente en la unidad, cuyo valor ha resultado de 0,25 % .
Propiedades de resistencia
Para tener una idea de la resistencia de esta unidad, se adjunta un resumen con dichos
golpeos:
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 88
Sondeo nº Tipo
ensayo
Profundidad Tramo (cm)
N15 N30 Inicio Fin
S-8 S.P.T.-1 1,50 2,10 60 21 21 21 36 42
S-8 S.P.T.-2 3,00 3,40 40 13 27 R R
S-8 S.P.T.-3 4,50 4,54 4 R R
S-8 S.P.T.-4 6,00 6,02 2 R R
Tabla 34 Unidad Qpp1: golpes de los SPT y MI
Los valores NSPT obtenidos para esta unidad,Qpp1 son bastante homogéneos en torno al
rechazo con un valor de 42.
La resistencia a compresión simple se ha estimado a partir de la siguiente expresión:
Aplicando la correlación expuesta se puede deducir una resistencia a la compresión
simple del nivel más superficial, hasta unos 6m se sitúa en torno a 525 kPa. Para la
correlación se usado el valor más bajo obtenido, 42 golpeos, para situarse del lado de la
seguridad.
No obstante para los cálculos se va a tener en cuenta un valor más bajo de resistencia
debido a la falta de ensayos de resistencia a compresión simple y situarnos del lado de la
seguridad.
Debido a que no se dispone de ensayos de resistencia o ensayos de corte en los
primeros metros del material, se ha optado por dar valores de corte similares a los de la
unidad Ngb1, cuya naturaleza es similar.
Por tanto los valores medios de fricción asignados son valores en torno a 25º para el
ángulo de rozamiento interno y de 20 kPa para la cohesión.
Además, sobre esos niveles se han realizado un ensayo presiométrico, para caracterizar
sus propiedades deformacionales. A continuación se adjunta un resumen de dicho
ensayo:
8
SPTu
Nq
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 89
Tabla 35 Ensayos presiométricos
La relación entre EP y PL permite apreciar la calidad del ensayo pues en una perforación
donde el terreno ha sido fuertemente alterado EP/PL suele ser inferior a 5.
Por lo que el resultado del presiometro, cuya relación es 8, ofreciendo credibilidad a su
resultado.
El ensayo ha registrado valores del módulo presiométrico de 26 MPa y 3 MPa de presión
límite. De acuerdo con las correlaciones existentes, mostradas en las Tabla 22 -Tabla 25,
se corresponderían con una arcilla firme-dura.
El valor de la relación presiométrica (EP/PL = 8) indica que se trata de una arcilla de
consistencia firme.
A partir de todo lo expuesto, se puede concluir que este material presenta una
consistencia blanda a firme normalmente consolidada.
Resumen de parámetros adoptados
A partir de las características expuestas, a este material se le asignan los siguientes
parámetros geotécnicos:
UNIDAD
DENSIDAD ( kN/m3)
SECA 17
APARENTE 20
C´(kPa) 20
25
Cu(kPa) 100-500
E(MPa) 100
Tabla 36 Resumen de parámetros adoptados
Sondeo Profundidad
inicial(m) Profundidad
final(m) ID
PRESIÓN DE FLUENCIA
PRESIÓN LÍMITE
MÓDULO PRESIOMÉTRICO
EP/ PLM
MÓDULO EDOMÉTRICO
MÓDULO ELÁSTICO EQUIVALENTE
Coeficiente de Poisson
(Asignado)
PF (MPa) PL* (MPa) EP (MPa) Em (MPa) Ei (MPa) υ
S-8 7,00 7,50 Qpp 1,33 3,10 25,63 8 0,67 38 28 0,3
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 90
5.4 Unidad Qpp2
En el apartado de geología se indica que esta unidad se encuentra constituida por dos
miembros; el inferior compuesto por arcillas plásticas, margosas y areniscas de cuarzo y
el superior compuesto de calizas margosas coralinas, con un espesor conjunto que
puede llegar a 150m.
En la parcela aparecen restos de las calizas coralinas derrubiados y niveles mayoritarios
de arcillas y arenas limosas de grano fino con diverso grado de cementación. Parece por
ello corresponder a niveles basales de la formación.
Los niveles del sustrato, Qpp2 de la unidad La Popa, suelen aparecer a profundidades de
6m.
Los resultados de los ensayos realizados se adjuntan en la Tabla 37.
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 91
Tabla 37 Ensayos de laboratorio para la unidad Qpp2
S8 MI1 7,8 8,4 Qpp Arcilla alta plasticidad café 1,438 1,733 2,664 20,5 100 100 100 100 100,0 97,0 63,9 64,0 28,0 36,0 CU 46,36 22,67 0,1172 6,57 64,2 A-7-6 CH 22
INFORMACIÓN GENERAL DE LAS MUESTRAS IDENTIFICACIÓN GRANULOMETRIA
PLASTICIDAD RESISTENCIA
Límites de Atterberg
Triaxial
Efectivas
Descripción Litológica
D.S
ec. (k
N/m
3)
D.A
pa. (k
N/m
³)
Peso
esp
. P
art
.
Só
lid
as(k
N/m
³)
Hu
med
ad
(%
)
# 6
3m
m
CLASIFICACIÓN DE SUELOS
AS
ST
HO
U.S
.C.S
IG
ID S
on
deo
/Cata
Tip
o
Z in
icio
(m
)
Z f
in (
m)
ID G
rup
o
L.L
.
L.P
.
I.P
.
# 5
0m
m
# 2
0m
m
# 5
mm
# 2
mm
# 0
,4m
m
# 0
,0740m
m
Tip
o**
C (
kP
a)
Fri
c. (º
)
M.O
. (%
)
CaC
O3 (
%)
(S
O4)
(mg
/Kg
)
PARAMETROS QUÍMICOS
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 92
Clasificación de las muestras
La muestra realizada en esta unidad ha sido clasificada como CH según Casagrande
(arcillas de alta plasticidad).
Propiedades físicas
El contenido en finos (pasa por el tamiz 0,08) de la muestra del sondeo tiene un valor de
63,9%, superior al 50 %, lo que indica que se trata de un material de comportamiento
cohesivo.
La plasticidad es elevada, 64% para el límite líquido y 36% como valor del índice de
plasticidad. Por tanto, los finos presentan un carácter cohesivo.
La densidad seca es reducida, 14,3 kN/m3 y la humedad alcanza un valor de 20,50 %.
Estos valores son ligeramente bajos para la naturaleza arcillosa de este material por lo
que se va a tomar un valor de 16 kN/m3. La densidad natural toma un valor de 19 kN/m3.
Ensayos químicos
Se ha hecho un ensayo para evaluar el contenido en carbonatos de esta unidad. El
resultado obtenido es de 6,57 %.
Por otro lado se ha realizado un ensayos para conocer el porcentaje de materia orgánica
presente en la unidad, con un valor de 0,12 % .
Propiedades de resistencia
Para tener una idea de la resistencia de esta unidad, se adjunta un resumen con los
golpeos NSPT de los sondeos y NMI de las muestras inalteradas:
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 93
Sondeo nº Tipo
ensayo
Profundidad Tramo (cm)
N15 N30 MI Inicio Fin
S-8 S.P.T.-4 6,00 6,02 2 R R
S-8 M.I.-1 7,80 8,23 43 33 38 R R
S-8 S.P.T.-5 10,50 11,10 60 21 17 14 25 31
S-8 S.P.T.-6 12,00 12,05 5 R
S-8 S.P.T.-7 15,00 15,28 28 24 R R
S-8 S.P.T.-8 18,00 18,12 12 R
S-8 S.P.T.-9 19,5 20,1 60 20 33 26 49 59
Tabla 38 Unidad Qpp2: golpes de los SPT y MI
Los valores obtenidos tanto los golpes de los ensayos SPT como los del tomamuestras
son medio-altos; los SPT varían entre 31 y 100 golpes (72 golpes de media), y el golpeo
del tomamuestras ha obtenido un valor de rechazo.
Para establecer una correlación entre los golpeos del tomamuestras y los del SPT, se ha
empleado la correlación habitualmente utilizada:
SPTIM NN 25.1..
A partir de los 6-8 m de profundidad, el rango de golpeos se encuentra entre un valor de
72 golpeos obtenidos con el SPT y 50 obtenido a partir de la correlación mencionada a
partir de la MI.
La resistencia a compresión simple se ha estimado a partir de la siguiente expresión, con
el golpeo medio de NSPT=72
Aplicando la correlación expuesta se puede deducir una resistencia a la compresión
simple del nivel a partir de los 6 m se estima una resistencia en torno a los 625 kPa.
No obstante debido a que no se dispone de ensayos a resistencia a compresión simple
se ha tenido en cuenta un valor más conservador en los cálculos , de unos150 kPa.
8
SPTu
Nq
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 94
Se tiene un ensayo triaxial de tipo CU, cuyo resultado en tensiones efectivas se puede
ver a continuación:
Sondeo Muestra Prof. Inicial (m) Prof. Final (m) Tipo C´(kPa) ´
S8 MI1 7,8 8,4 CU 46,36 22,67
Tabla 39 Ensayos triaxiales
El valor obtenido para el ángulo de rozamiento interno es de 23º y de 45 kPa para la
cohesión. Son valores característicos de este tipo de materiales, no obstante se ha
optado por tomar una cohesión más baja en los cálculos, de en torno a 20 kPa de
cohesión efectiva y un ángulo de 25º, valores más característicos de este tipo de
materiales.
Además, sobre esos niveles arcillosos se ha realizado un ensayo presiométrico, para
caracterizar sus propiedades deformacionales. A continuación se adjunta un resumen de
dicho ensayo:
Sondeo Profundidad
inicial(m) Profundidad
final(m) ID
PRESIÓN DE FLUENCIA
PRESIÓN LÍMITE
MÓDULO PRESIOMÉTRICO
EP/ PLM
MÓDULO EDOMÉTRICO
MÓDULO ELÁSTICO EQUIVALENTE
Coeficiente de Poisson
(Asignado)
PF (MPa) PL* (MPa) EP (MPa) Em (MPa) Ei (MPa) υ
S-8 11,50 12,00 Qpp 2,46 5,50 94,58 17 0,67 141 105 0,3
Tabla 40 Ensayos presiométricos
El ensayo realizado presenta una relación presiométrica EP/PL de 17, ofreciendo
credibilidad a sus resultados, debido a que la relación EP/PL es mayor a 5
El ensayo ha registrado un valor del módulo presiométrico como de presión límite nada
despreciable.
De acuerdo con los ensayos,a partir de los 6m de profundidad el material se caracteriza
por una presión límite de 5MPa y un módulo presiométrico de 95 MPa.
A partir de todo lo expuesto, se puede concluir que este material presenta una
consistencia firme a muy firme fuertemente consolidada.
Resumen de parámetros adoptados
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 95
A partir de las características expuestas, a este material se le asignan los siguientes
parámetros geotécnicos:
UNIDAD
DENSIDAD ( kN/m3)
SECA 16
APARENTE 19
C´(kPa) 20
25
Cu(kPa) 150
E(MPa) 100
Tabla 41 Resumen de parámetros adoptados
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 96
6 PARÁMETROS DE CÁLCULO
UNIDAD Ngb1 Ngb2 Qpp1 Qpp2
DENSIDAD SECA 16 16 17 16
( kN/m3) APARENTE 19 20 20 19
C´(kPa) 20 20 20 20
25 25 25 25
Cu(kPa) 100 150 100-500 150-600
E(MPa) 40 100 38 100
Tabla 42 Parámetros de cálculo
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 97
7 AGRESIVIDAD
Para definir el grado de agresividad del subsuelo frente al concreto se ha aplica la
instrucción EHE Art. 8º punto 8.2.3. establece lo siguiente respecto a los sulfatos
(normativa Española) ya que no se contempla este aspecto en la normativa Colombiana.
Agresividad del subsuelo
Grado de Agresividad
Art. 8º punto 8.2.3. de la EHE-08
Débil Medio Fuerte
Ión Sulfato (mg SO24/Kg de suelo seco) 2000-3000 3000-12000 >12000
Tabla 43 Grado de Agresividad (EHE Art. 8º punto 8.2.3.)
Se han realizado ensayos de contenido en sulfatos en algunas muestras de los sondeos
realizados. En la siguiente tabla se indican los resultados obtenidos:
MUESTRA S
O4
(mg/k
g)
Localiz. TIPO Prof.
(m)
S1 MI1 1,8-2,4 1706,4
S1 MI3 15-15,6 1197,9
S8 MI1 7,8-8,4 64,2
A-1 MA 1,2 1605,7
A-2 MA 1,8 91,5
A-7 MA 1,75 107,8
A-12 MA 2 115,5
A-13 MA 1,2 79
Tabla 44 Agresividad de las muestras de suelo
El contenido en sulfatos es insignificante, por lo que el suelo puede ser clasificado como
no agresivo.
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 98
8 EXPANSIVIDAD
Todos los suelos arcillosos experimentan variaciones de volumen según el grado de
humedad, correlativas con variaciones de la tensión capilar y la presión efectiva. La
importancia de estas variaciones dependerá de la naturaleza de la arcilla y del clima.
Así para que existan realmente problemas de expansividad es necesario que se den tres
circunstancias:
- Cambios de humedad
- Grado de desecación
- Cambio potencial de volumen
Los cambios de humedad se limitan a la zona más superficial del terreno, denominada
zona activa. El espesor de la zona activa varía según el clima y la naturaleza de la arcilla.
Se identifica la zona activa, en relación con los suelos expansivos, como la máxima
profundidad a la que se observan fluctuaciones estacionales de humedad. La zona activa
y su extensión se presentan esquemáticamente en la figura
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 99
Figura 26 Profundidad de la zona activa y variaciones estacionales de humedad.
Así para que existan realmente problemas de expansividad es necesario que se den tres
circunstancias
Cambios de humedad
No es necesario que el suelo se sature completamente para que produzca expansión del
mismo.
En general en los climas áridos se dan las condiciones más favorables para fenómenos
de expansividad en los suelos arcillosos, ya que el terreno tiene un grado de saturación
muy bajo oscilando con los cambios estacionales que pueden incrementarse fuertemente,
al ser impedida la evaporación por la cobertura suministrada por edificios o pavimentos.
Grado de desecación
El grado de desecación, se mide por el índice de desecación que es el cociente entre la
humedad natural y el límite plástico,… que en este caso varía entre 0,73 y 0,94 lo que
indica un grado de peligrosidad medio.
Cambio potencial de volumen
El cambio potencial de volumen de los suelos puede determinarse cualitativamente
mediante el límite líquido, el índice de plasticidad, actividad de la arcilla e hinchamiento
Lambe y cuantitativamente mediante los ensayos de doble edómetro, presión de
hinchamiento e hinchamiento libre.
El potencial expansivo del terreno puede afectar a la integridad de la construcción del
PTAP por lo que es de vital importancia detectarlo en las fases de diseño del proyecto
para su correcta evaluación. Los daños se ocasionan por movimientos (variaciones de
volumen) en el terreno que se transmiten a los elementos en los que se apoyan, los
cuales reaccionan deformando las estructuras.
En función de lo descrito, es de vital importancia evaluar el riesgo del emplazamiento,
teniendo en cuenta varios factores simultáneos como son: el estado físico químico del
suelo, la expansividad del terreno, la cota del nivel freático y su oscilación (magnitud y
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 100
frecuencia) y el tipo de construcción; para así poder predecir el comportamiento que va a
tener el terreno.
A continuación se analiza el potencial expansivo de estos materiales, para lo que se
cuenta con ensayos de laboratorio. En la siguiente tabla se resumen los ensayos de
laboratorio realizados, donde se estudia el potencial expansivo del suelo, depende como
mínimo las siguientes variables
Grupo geotécnico
Finos (%) Limite Liquido
Presión de hinchamiento
(kPa)
Hinchamiento libre (%)
Grado Expansividad
Parámetros de hinchamiento
<30 <35 <25 <1 I Baja
30-60 35-50 25-125 1-4 II Baja a Media
60-90 50-65 125-300 4-10 III Media a Alta
90-95 >65 >300 >10 IV Alta
Figura 27: Parámetros para definir el Hinchamiento
El porcentaje de finos del terreno está también relacionadas con la mineralogía (y con la
proporción de minerales arcillosos) por lo que constituyen una propiedad índice para
evaluar el potencial de expansión del terreno.
Las propiedades plásticas del suelo juegan un importante papel en el fenómeno
expansivo. Las muestras presentan un límite líquido entre 25 y 82, lo que indica una
dispersión muy alta en las muestras. Según la clasificación se encuentra en un intervalo
de expansividad entre baja y alta.
El elemento “catalizador” del fenómeno de la expansión, es precisamente, la variación en
el contenido de humedad del suelo. Por más montmorillonita que esté compuesta una
arcilla, si no hay variación en el contenido de humedad del suelo, no habrá cambios
volumétricos.
Se tienen 5 ensayos de presión de hinchamiento y otros cinco de hinchamiento libre,
todos los resultados se encuentran en el rango de expansividad baja a media, como se
puede ver en las figuras siguientes.
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 101
Figura 28: Presión de hinchamiento /Hinchamiento libre vs Profundidad
Se ha analizado en el fenómeno de la expansividad en la parcela del PTAP, concluye que
el terreno presenta un potencial expansivo variable, pero en conjunto entre bajo y alto. No
condiciona la idoneidad del emplazamiento aunque, con los datos aportados en este
estudio, el proyecto evaluará los movimientos que puedan sufrir los edificios y las
medidas a tomar para evitar que superen los valores admisibles.
Dadas las características del terreno natural, se debe asegurar el aislamiento de las
cimentaciones de la humedad, ya que se deben siempre de mantener las condiciones de
humedad actuales durante la construcción, concreto de limpieza bajo la losa y láminas de
impermeabilización de las cimentaciones.
Los daños que presentan las edificaciones cimentadas superficialmente en estos suelos
se manifiestan progresivamente mediante fisuramientos, agrietamientos y giros de
conjunto de los muros y elementos estructurales, a causa de movimientos desiguales de
sus cimientos, especialmente en los años de prolongados períodos de verano e invierno,
como los causados por los fenómenos del Niño y de la Niña.
Como medidas preventivas y con el fin de alterar lo menos posible el equilibrio dinámico
del subsuelo y reducir los potenciales cambios de humedad/sequedad, y por tanto las
expansiones/contracciones del subsuelo las siguientes acciones preventivas son útiles
las siguientes recomendaciones
La superficie de excavación de las cimentaciones no se prevé que vaya a estar expuesta
un largo periodo de tiempo, no obstante se debe proteger dicha superficie
convenientemente para evitar cambios de humedad.
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 102
La excavación se deberá realizar en dos fases, dejando sin excavar el último medio metro
hasta el final, para excavar justo antes del vertido. Evitando así la producción de una
capa activa bajo la cimentación.
A continuación se puede ver la solución para el caso del PTAP.
Con objeto de proteger el terreno ubicado bajo la plataforma de trabajo se propone
realizar un pavimento de concreto en toda al Área Protegida de la instalación.
El relleno para formar la explanada estará formado por un suelo con características equilibradas de impermeabilidad y resistencia.
Aceras lo suficientemente resistentes para que no se agrieten.
Buen dimensionado del alcantarillado. Los alcantarillados en suelos expansivos, deben ser estancos; así mismo los rellenos deben hacerse con materiales inertes de baja permeabilidad y compactados según la especificación compatible.
Se dimensionarán las estructuras de manera que éstas sean rígidas o semirrígidas, esto es, que puedan “flotar” sobre las irregularidades del terreno sin romperse.
El espesor mínimo de la solera de asiento será de 30 cm, para evitar que la lechada del concreto estructural penetre en el terreno o que queden los áridos de la parte inferior mal recubiertos.
Drenaje de las aguas de escorrentía — Debe proveerse un adecuado drenaje alrededor de las estructuras por medio de pendientes perimetrales (2-10%), cunetas revestidas, áreas pavimentadas y canalizaciones de las aguas lluvias.
Además para eludir cimentar en terrenos expansivos, es necesario realizar unos
tratamientos al terreno.
Los rellenos previstos en la construcción del PTAP, serán suelos de la propia excavación
estabilizados con cal hidratados, con un contenido del 2,5 % al 4%, con tongadas de
hasta 30 cm y compactados al 95% del proctor normal.
Como consecuencia de la aplicación de cal a un suelo arcilloso origina una modificación
en las propiedades físicas características de su comportamiento inicial.
El conjunto de reacciones entre la cal y las partículas de arcilla sirven no sólo para reducir
el nivel de humedad en las mismas, sino incluso para fijar en este nivel de humedad de
una manera más estable y evitar su reducción o aumento ante aportes externos. Con ello
se reduce el riesgo que esta reducción o incremento puede tener en el volumen del suelo,
y que en caso contrario se traducirían en expansiones o retracciones del mismo.
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 103
Este efecto conlleva que el tratamiento con cal de un suelo potencialmente expansivo
sirve para conseguir importantes reducciones del riesgo de hinchamiento y retracción del
mismo. Estas reducciones son casi inmediatas y sus efectos son drásticos: Se elimina en
su casi totalidad el riesgo en la masa de suelo tratada con poca cantidad de cal.
La utilidad de este efecto es clara y de gran espectro dada la importante magnitud de los
daños ocasionados en la construcción por las arcillas expansivas. No obstante, su
limitación es clara, ya que sólo se mejora aquélla parte del suelo que es sometida al
tratamiento y que ello supone la manipulación y mezclado de la masa a tratar.
A continuación se muestran las secciones tipo que se han previsto para cimentaciones de
losas y zapatas.
Figura 29 Sección bajo solera con losas
Se ha previsto un tratamiento con cal. El espesor de material tratado es de 70cm, los 40
cm más profundos tratados in situ, Figura 29.
Para drenar las filtraciones que se puedan producir bajo la losa, se ha previsto un
espesor de 0,3 m de material granular.
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 104
Figura 30 Sección bajo solera con zapatas
Se ha previsto la realización de un pozo de concreto de 2,5 m por debajo de la zapata,
Figura 30.
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 105
9 ESTUDIO DE DESMONTES
En este apartado se exponen los criterios generales de aplicación a desmontes
proyectados.
9.1 Análisis de estabilidad
En este apartado se realiza el análisis de estabilidad de los desmontes proyectados, para
rotura global de taludes.
9.1.1 Metodología
En este apartado se describe la metodología aplicada para el análisis de estabilidad de
los desmontes proyectados, para rotura global de taludes.
Este análisis se refiere a la posibilidad de que se produzca la rotura global del talud en
forma circular.
En este subapartado se presenta la metodología y los fundamentos de cálculo utilizados
para el estudio de la estabilidad de las excavaciones a realizar para los desmontes y para
la del propio relleno, así como las hipótesis completas asumidas para rotura global de los
taludes.
Se denominan así aquellos que cumplen todas las ecuaciones de equilibrio y permiten
considerar cualquier forma de la superficie de rotura.
Con el fin de explicar conceptualmente este tipo de métodos, supóngase para simplificar
que la superficie de deslizamiento considerada es circular.
Adoptando la hipótesis habitual de que las fuerzas normales Ni´ se localizan en el centro
de la base de cada rebanada y empleando la notación siguiente:
RRxWn
l
n
l
imii ,
Las condiciones en las que se da normalmente la rotura circular son aquellas en que el
tamaño de las partículas del suelo o la masa rocosa es muy pequeño en comparación
con las dimensiones del talud.
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 106
Para analizar la estabilidad de un talud determinado, excavado en un material de
características resistentes conocidas, se necesita determinar la posición del centro y el
diámetro del círculo por donde se va a producir el deslizamiento.
Este círculo conocido como círculo crítico, debe satisfacer la condición de que la relación
entre la resistencia al corte del suelo a lo largo de la superficie de deslizamiento y los
esfuerzos tangenciales que tienden a producirlo sea mínima. Excepto en casos simples,
en que el círculo crítico puede determinarse por métodos analíticos, en general su
posición se obtiene mediante tanteos.
Como se observa en la las fuerzas que actúan sobre una masa deslizante son: su peso,
W, la resultante de las fuerzas exteriores que gravitan sobre ella, A, la resultante de las
fuerzas efectivas normales a la línea de rotura, Ñ, la resultante de las tensiones
tangenciales a lo largo de la línea de rotura, T, y la resultante de las presiones
intersticiales sobre dicha línea, U.
Existen una serie de métodos generales para estudiar este tipo de rotura de taludes.
Uno de ellos es el método de las fajas basado en la hipótesis de que los esfuerzos
normales se concentran en un punto único del arco de deslizamiento.
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 107
Figura 31 Esquema de las fuerzas resultantes que actúan sobre una masa deslizante
En aquellos casos en que la superficie del talud es muy irregular o las superficies de
rotura intersectan materiales con características geotécnicas diferentes, es necesario
analizar la estabilidad del talud mediante otros métodos que se basan todos ellos en el
denominado método de las fajas.
En el método de las fajas, la masa deslizante se divide en un determinado número de
rebanadas verticales y se considera el equilibrio de cada una de ellas.
La Figura 32 muestra una faja con el sistema de fuerzas actuantes.
El análisis de la rotura global de los taludes se ha realizado siguiendo el método de
Morgenstern-Price.
Según el método de Morgenstern-Price el factor de seguridad del círculo analizado se
define en función de los momentos de las fuerzas resistentes y volcadoras respecto del
centro del círculo de deslizamiento.
volcadorasfuerzaslasdeMomento
arcodelolloasresistentefuerzaslasdeMomentoF
arg
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 108
Figura 32 Sistema de fuerzas actuantes en una rebanada.
Aceptando que el coeficiente de seguridad Fm respecto al equilibrio de momentos es
constante a lo largo de todo el talud:
íiiiiin
l
ii
luNlc
xW
RFm tan´
Resolviendo ahora el equilibrio horizontal en todo el talud al realizar el sumatorio las
fuerzas entre rebanadas se desaparecen.
n
liimi
n
li
RsenN cos,
Sustituyendo la expresión Rm, i y aceptando que el coeficiente de seguridad con respecto
al equilibrio de fuerzas horizontales Ff es constante a lo largo de toda la superficie de
deslizamiento:
i
n
l
iiiiiii
n
l
i lNlcFf
senN u cos´tan)(´1
Y por lo tanto:
n
lii
i
n
l
iiiiií
senN
luNc
Ffl
cos´tan
La fuerza normal en la base de la rebanada se determina, mediante el equilibrio vertical.
Donde f en la ecuación es Fm o Ff dependiendo de si considera el equilibrio de
momentos o de fuerzas.
F
sen
senusencF
XXW
Nii
i
iiiiii
iii
i ´tancos
´tan´(1
1
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 109
Para resolver el problema se necesita realizar alguna hipótesis adicional con respecto a
las fuerzas entre rebanadas, siendo precisamente esta hipótesis la que diferencia los
diversos métodos completos.
En este caso se supone que la relación entre las fuerzas de las rebanadas pueden
expresarse mediante la función:
)(xfEi
ix
Donde f(x) describe de alguna manera la forma en que Xi/Ei varia a lo largo del talud y el
coeficiente (0< <1) es un factor de corrección a determinar (incógnita) para que se
cumplan las condiciones de equilibrio horizontal y de momentos (Fm=Ff).
El análisis de los desmontes y rellenos más altos, se ha realizado con ayuda del
programa SLIDE, versión 2.05, realizado por el Departamento de Ingeniería Civil de la
Universidad de Toronto.
Este programa calcula el equilibrio plástico que se da en un círculo de rotura
predeterminado. Los datos que requiere el programa son:
Cohesión, ángulo de rozamiento y peso específico de los terrenos.
Geometría del talud. Es posible adaptar la geometría prácticamente sin
limitaciones, así como considerar distintos terrenos, cada uno de ellos con su
geometría y propiedades.
Es posible considerar un nivel freático de geometría libre.
El programa SLIDE calcula en una malla de centros dada por el usuario, el factor de
seguridad de los posibles círculos que resultan de variar el radio en cada uno de los
centros. Así es posible disponer de los contornos de factores de seguridad (lugar
geométrico de los centros de los círculos de rotura), solventándose en parte la limitación
del método de Morgestern-Price de tener que prefijar el círculo de rotura “a priori”. No
obstante, también es posible analizar un círculo determinado.
Los Factores de seguridad requeridos, se han tomado de la normativa NSR-10.
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 110
Tabla 45 Factores de seguridad requeridos
9.1.2 Parámetros de cálculo
Los parámetros de cálculo usados se muestran en el apartado 6.
9.1.3 Análisis de los desmontes de la PTAP
Los desmontes a realizar para viales corresponden a taludes permanentes y a taludes de
servicio, no permanentes. A continuación se realiza un resumen de los desmontes más
desfavorables para viales:
EJE p.k. Altura máxima Permanente Temporal Observaciones
5 0+172 20 x
Se trata de un talud con un muro de escollera, recogido en el anejo
13 “Urbanización y drenaje”, Apartado 4.
5 0+335 7 x
18 0+160 12 x
Se trata de un talud temporal, pero se ha requerido un factor de seguridad de talud permanente ya
que se espera que permanezca abierto durante una fase del
proyecto.
Tabla 46. Desmontes más desfavorables proyectados para viales
Como se muestra en la tabla, la altura máxima de estas obras será de unos 7 metros
para taludes permanentes, y casi unos 12 m en taludes temporales, ya que la obra se va
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 111
a llevar a cabo en periodos, aunque sean taludes temporales transcurrirá un cierto tiempo
con el talud abierto.
Además se ha realizado un cálculo de la estabilidad global de la sección 10, considerada
la más desfavorable en su conjunto.
Tabla 47. Sección 10
Para el estudio de estabilidad se ha realizado un estudio de sensibilidad para roturas
circulares utilizando el programa Slide.
Se han considerado para ello cuatro unidades geotécnicas, representativos de la totalidad
de los afectados por la obra en estudio. En la práctica estas cuatro unidades son dos, ya
que sus parámetros geotécnicos a efectos de estabilidad son similares.
Las aceleraciones sísmicas de cálculo consideradas son Ah=0,08 - Av=0,008 obtenidos
en el apartado 3.4.
Estos suelos corresponden a niveles cohesivos que puedan originar suelos blandos
(arcillas y limos de baja consistencia, pero sin detectar el nivel freático en ningún caso),
por ello se han usado taludes 2H/1V. Además como protección contra la degradación de
las arcillas con el paso del tiempo, se deberán proteger los desmontes con una capa de
zahorra de unos 20-25 cm.
La revegetación en el caso de arcillas expansivas no suele ser suficiente, ya que no es
suficiente protección y permite los cambios de humedad del terreno hasta que esta está
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 112
muy desarrollada. Por tanto es necesario la capa de zahorra que además facilita el
desarrollo de la revegetación.
Si la capa de zahorra se coloca en desmontes altos se realizara mediante buldozer de
orugas que se tiran por el desmonte, pero si los desmontes son bajos se puede hacer con
una retro de brazo largo desde arriba y abajo.
Ya que solo es un extendido de protección. No es necesario ni compactarla ni refinarla.
Además se ha optado por una protección a base de un manto geosintético con siembra
de gramíneas específico, tal y como se presenta en el Plan de Revegetación
A continuación se muestran los estudios realizados:
9.1.3.1 Talud Permanente EJE 5, p.k. 0+335
El talud estudiado presenta una altura máxima de 7,01 metros.
Figura 33 Análisis en eje 5, p.k. 0+335 por Morgenstern Price Largo Plazo
El factor de seguridad obtenido por el método de Morgenstern Price es superior a 1,50
para un tipo de talud 2H/1V a largo plazo. De acuerdo a este análisis el talud es estable.
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 113
Figura 34 Análisis en eje 5, p.k. 0+335 por Morgenstern Price Largo Plazo con sismo
El factor de seguridad obtenido por el método de Morgenstern Price es superior a 1,05
para un tipo de talud 2H/1V con el efecto sísmico. De acuerdo a este análisis el talud es
estable.
9.1.3.2 Talud Temporal EJE 18, p.k. 0+160
El talud estudiado presenta una altura máxima de 11,90 metros, se trata de un talud
temporal, pero debido a que puede estar abierto un cierto tiempo se ha considerado
como un talud permanente.
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 114
Figura 35 Análisis en eje 18, p.k. 0+160 por Morgenstern Price Largo Plazo
El factor de seguridad obtenido por el método de Morgenstern Price es superior a 1,5
para un tipo de talud 2H/1V a largo plazo. De acuerdo a este análisis el talud es estable.
Figura 36 Análisis en eje 18, p.k. 0+160 por Morgenstern Price Plazo sismo
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 115
El factor de seguridad obtenido por el método de Morgestern Price es superior a 1,05
para un tipo de talud 2H/1V a largo plazo con sismo. De acuerdo a este análisis el talud
es estable.
9.1.3.3 Talud Permanente Sección 10 (Movimiento de tierras)
Figura 37 Análisis sección 10 Morgenstern Price Largo Plazo
El factor de seguridad obtenido por el método de Morgenstern Price es superior a 1,5 . De
acuerdo a este análisis el talud es estable.
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 116
Figura 38 Análisis sección 10 Morgenstern Price Largo Plazo sismo
El factor de seguridad obtenido por el método de Morgenstern Price es superior a 1,5 . De
acuerdo a este análisis el talud es estable.
9.1.4 Análisis de los desmontes de excavaciones temporales de las instalaciones
Los taludes a realizar para la construcción de las instalaciones corresponden a taludes no
permanentes, correspondientes a excavaciones temporales.
La altura máxima de estas obras será de unos 9 metros en taludes temporales.
Para el estudio de estabilidad se ha realizado un estudio de sensibilidad para roturas
circulares utilizando el programa Slide.
Se han considerado para ello cuatro unidades geotécnicas, representativos de la totalidad
de los afectados por la obra en estudio. En la práctica estas cuatro unidades son dos, ya
que sus parámetros geotécnicos a efectos de estabilidad son similares
Los taludes de las excavaciones temporales se han proyectado con un talud 1H:1V.
Figura 39 Análisis temporal tipo por Morgenstern Price con parámetros a Largo plazo
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 117
El factor de seguridad obtenido por el método de Morgestern Price es superior a 1,25
para un tipo de talud 1H/1V a largo plazo. De acuerdo a este análisis el talud es estable.
Figura 40 Análisis temporal tipo por Morgenstern Price con parámetros a largo plazo con sismo
El factor de seguridad obtenido por el método de Morgestern Price es superior a 1,0 para
un tipo de talud 1H/1V a largo plazo con sismo. De acuerdo a este análisis el talud es
estable.
9.2 Excavabilidad
La totalidad de los litotipos afectados por las excavaciones para la explanación y trazado
de la conducción son excavables con medios mecánicos convencionales, excavación
sin clasificar, tal y como se confirma de las excavaciones realizadas en la finca anexa
de Manuel Sedán (identificada en la siguiente fotografía). Corresponde a excavación en
terreno suelto o tierra.
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 118
Fotografía 17 Excavación en terreno suelto o tierra con altos rendimientos
Determinadas intercalaciones de paquetes más cementados, sobre todo en niveles de la
formación La Popa, pueden requerir medios más enérgicos para la excavación (incluso el
empleo, muy puntual, de martillo neumático). La siguiente fotografía corresponde a la
excavación en niveles más cementados de la formación Bayunca en la finca anexa. Se
observa las huellas dejadas por los dientes de la máquina de excavación por la mayor
dureza de los materiales.
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 119
Fotografía 18 Excavación en terreno más cementados con rendimientos medios-altos
9.3 Aprovechamiento
Se relaciona a continuación las especificaciones técnicas de los diferentes materiales a
emplear y en su caso el posible aprovechamiento a partir de los materiales procedentes
de las excavaciones a realizar para las explanaciones.
A la vista de la siguiente tabla, debe considerarse un excedente de tierras procedente de
las excavaciones a realizar, el cual será transportado a los botaderos considerados en el
apartado 11.2
Desmonte (m3)
Suelos tratado con cal (m3)
Relleno Excavación.
Descapote (m3) Sobrante (m3)
TOTAL 339.618,3
90.909,2 23.434,7 22.244,1
224.083,8
Tabla 48 Volúmenes del movimiento de tierras
Las unidades con prescripciones más restrictivas procederán de suministro externo, a
partir de las canteras inventariadas en el apartado 11.1.
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 120
9.3.1 Material para núcleo de terraplén
Corresponde al material involucrado en la conformación de los terraplenes para generar
una superficie apta para la implantación de las instalaciones.
Según la normativa, el material del relleno se colocará en capas sensiblemente paralelas
y de espesor uniforme, el cual será lo suficientemente reducido para que, con los equipos
disponibles, se obtenga el grado de compactación exigido. Los materiales de cada capa
serán de características uniformes. No se extenderá ninguna capa, mientras no se haya
comprobado que la subyacente cumple las condiciones de compactación exigidas. Se
deberá garantizar que las capas presenten adherencia y homogeneidad entre sí y
extender y compactar el relleno a todo lo ancho de la sección transversal. Será
responsabilidad del Constructor asegurar un contenido de humedad que garantice el
grado de compactación exigido en todas las capas del cuerpo del relleno.
El material usado como núcleo puede ser cualquiera de los enumerados en la tabla 41,
tanto los definidos como seleccionados, adecuados y tolerables son aptos para la
conformación de los terraplenes.
Tipo de Material Norma de Ensayo Seleccionados Adecuados Tolerables
Tamaño máximo INV-E-123-07 75 mm 100 mm 150 mm
Pasa tamiz de 75 µm (No.200) INV-E-123-07 ≤ 25% en peso ≤ 35% en peso ≤35% en peso
Pasa tamiz de 2 mm ( No 10) INV-E-123-07 ≤ 80% en peso ≤ 80% en peso -
C.B.R. de laboratorio INV-E-148-07 ≥10 % ≥ 5 % ≥ 3%
Expansión en prueba C.B.R INV-E-148-07 0 < 2% <2%
Contenido de materia orgánica INV-E-121-07 0 < 1% <2%
Límite líquido INV-E-125-07 < 30 <40 <40
Índice plástico INV-E-126-07 <10 <15 -
Índice de colapso* INV-E-157-07 ≤ 2% ≤ 2% ≤ 2%
Contenido de sales solubles* INV-E-158-07 ≤ 0,2% ≤ 0,2% -
Tabla 49. Requisitos de los materiales empleados en la construcción de Rellenos
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 121
El material procedente de las excavaciones, de acuerdo a la caracterización geotécnica
efectuada en el apartado 5 podría considerarse en general como tolerable. Sin embargo,
su potencial expansividad, analizada en el apartado 8, desaconseja su empleo en
rellenos sobre los que se dispongan depósitos y tuberías, si no se efectúa un tratamiento
previo con cal. Se ha considerado la necesidad de dosificaciones de cal entre el 2 -4 %
del peso seco del material.
Las siguientes fotografías permiten distinguir la presencia de niveles intercalados de alta
plasticidad en los que se observan patologías relacionadas con desmoronamiento por
hinchamiento del material, provocado por sucesivos ciclos de humectación / desecación
que acaban disgregando el material, dejando un aspecto grumoso como el que se
observa en la fotografía 20.
Fotografía 19 Niveles más arcillosos potencialmente expansivos
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 122
Fotografía 20 Detalle del desmoronamiento por ciclos de hinchamiento/desecación en niveles
arcillosos
Estos materiales podrán ser empleados sin tratar para regularización de huecos entre
rellenos de la explanación, indicado en el documento como Relleno de material de
excavación. Estos materiales irán compactados al 95% de la densidad Proctor Normal.
9.3.2 Material para cimiento de terraplén
Utilizado para la adecuación y compactación del cimiento para la estructura del terraplén,
mejorando las características en terrenos blandos con capacidades de soporte bajas o
cuando se encuentren rellenos y/o suelos indeseables que sea necesario reemplazar,
con el fin de mitigar problemas de hundimientos y/o de deformaciones plásticas.
En el caso de la finca sobre la que se proyecta la PTAP la presencia de materiales
arcillosos con potencial expansividad recomienda con carácter general la necesidad de
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 123
un saneo de 1m superficial del sustrato de la formación Bayunca, y su sustitución por
material de mejor calidad geotécnica, por lo que cimiento del terraplén aparecerá también
constituido por material tratado con cal con dosificaciones del 2-4 %
9.3.3 Materiales tipo escollera
Corresponde a los materiales usados para la conformación de escolleras para la
contención de taludes de excavación o terraplenes y la protección de las paredes y bases
de estos en las áreas susceptibles a inundación o deslizamiento.
Se definen como fragmentos de rocas sanas de forma aproximada a la rectangular de
diferentes tamaños según vaya a ser su ubicación dentro del cuerpo de escolleras. En la
norma UNE EN 13383-1 se definen tres tipos de granulometrías para la escollera:
Escollera gruesa.
Escollera media.
Escollera fina.
Dado el tamaño de los bloques de las escolleras media y gruesa, su granulometría se
establece por distribución de masas, según el procedimiento descrito en la norma UNE
EN 13383-2.
Las escolleras tienen ciertas ventajas frente a un muro rígido; por un lado presentan una
gran facilidad de drenaje a través de los intersticios existentes entre los bloques pétreos y
la posibilidad de adaptarse a los movimientos diferenciales del terreno, admitiendo hasta
cierto punto deformaciones sin sufrir grandes cambios o daños estructurales.
La ubicación de cada uno de los bloques se debe llevar a cabo de manera individual y
precisa, teniendo en cuenta la forma y tamaño de los inmediatamente aledaños,
consiguiendo que el conjunto presente el menor volumen de huecos posible, obteniendo
valores altos del peso específico aparente de la escollera colocada y una buena
estabilidad del muro.
El material requerido para escolleras deberá proceder de suministro externo a la obra, de
algunas de las canteras inventariadas en el apartado 11.1.
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 124
10 ESTUDIO DE RELLENOS
La estabilidad de los rellenos se ha estudiado mediante el programa SLIDE, utilizando el
método de Morgestern Price simplificado. Se ha considerado un ángulo de talud del tipo
3H/2V en los que se emplea para el relleno el material de la excavación estabilizado con
cal.
10.1 Descripción de los rellenos
Los rellenos proyectados corresponden a taludes de viales, donde el relleno alcanza
alturas máximas cercanas a 6,0 m con un talud 3H/2V.
10.2 Metodología
La metodología empleada en el análisis de estabilidad de los taludes adoptados para los
rellenos es la metodología presentada en el apartado 9.1.1., Metodología para roturas
circulares.
Por lo que respecta al cálculo de asientos, se analizará el caso más representativo y
desfavorable.
El cálculo de los asientos se ha realizado mediante el método elástico con ayuda de una
hoja de cálculo, de acuerdo con la expresión:
E
eS
'
Donde:
S = asiento (cm)
e = espesor de la capa deformable (m)
Δσ = incremento de la tensión (kg/cm2)
E = Módulo de deformación (kg/cm2)
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 125
El asiento se calcula sumando los que se producen en cada una de las capas que
conforman el perfil estratigráfico sobre el que se apoya el relleno. Por lo tanto, hay que
calcular hasta qué profundidad se nota la influencia del incremento de tensión sobre el
terreno que significa la ejecución del terraplén. Dicha profundidad viene dada por la
expresión:
Siendo:
’= incremento de tensión efectiva
o’= tensión efectiva inicial
Y, por tanto, depende de la altura de tierras de cada terraplén.
El ’ se calcula suponiendo el suelo como un sólido elástico, de acuerdo con la teoría de
Bousinesq.
En este caso no se puede establecer la posible existencia de un estrato indeformable a
cierta profundidad, que implicaría que los asientos sólo tendrían lugar en las capas
superiores.
Para la obtención de los módulos de deformación superficiales se ha partido de los
parámetros obtenidos en la caracterización geotécnica de los materiales y resumidos en
el apartado 6.
10.3 Propiedades de cálculo empleadas
Los materiales arcillosos de baja densidad presentan unas características geotécnicas de
problemática calidad cuando son compactados y, además, encierran el riesgo de
0'2,0'
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 126
expansividad, ya que la infiltración del agua puede dar lugar a fenómenos de
hinchamiento.
Debido al carácter expansivo de los suelos arcillosos del propio emplazamiento, es
necesario su estabilización con cal para su reutilización.
Mediante el tratamiento de los suelos arcillosos con cal se logra una reducción de su
plasticidad, una disminución de su hinchamiento potencial y un aumento de su capacidad
de soporte.
La estabilización propiamente dicha consiste en una mejora a largo plazo por
cementación, en función de la temperatura ambiente y de la naturaleza del suelo,
aumentando progresivamente la capacidad de soporte y la resistencia mecánica del
mismo, a la vez que hace insensible la capa estabilizada al agua y a los ciclos hielo-
deshielo como consecuencia de la disminución de la permeabilidad.
Además de lograr mejorar sus características resistentes, la razón principal de la
estabilización de estas arcillas es que presentan valores de hinchamiento, que suponen
riesgos de movimientos de la capa una vez construida la instalación. La mezcla con cal
puede reducir e, incluso, eliminar estos hinchamientos como consecuencia de la
disminución de la plasticidad.
La adición de cal a un suelo con una fracción de partículas finas relevante modifica su
comportamiento por una conjunción de sus propiedades que se resume
fundamentalmente en dos manifestaciones típicas:
a) Una modificación de la textura del suelo, que produce una reducción de la cantidad de
agua adsorbida por la arcilla
b) Un incremento de su resistencia a medio largo plazo.
Así algunos autores establecen la diferencia en una ganancia mínima de resistencia a la
compresión simple sobre el valor inicial del suelo de 100 a 350 kPa con aportaciones
altas de cal de 2,5 %, llegando incluso a valores del 8 y 10 %.
Por tanto las propiedades del material de relleno pueden mejorar considerablemente las
características resistentes y por tanto las cohesivas del material de la excavación.
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 127
No obstante para situarnos del lado de la seguridad, a la hora de realizar los cálculos, no
se ha tenido en cuenta esta mejora en la cohesión. Por tanto los factores de seguridad
serán superiores a los obtenidos en los cálculos. Cumpliendo con los factores de
seguridad requeridos por la NSR-10 con un amplio margen.
Las propiedades mecánicas de los materiales de apoyo de los rellenos se muestran en el
apartado 6.
10.4 Análisis de los rellenos
El análisis de estabilidad del relleno más desfavorable se ha realizado entorno del p.k.
0+303 del eje 11, donde el relleno alcanza alturas cercanas a 6,0 m con un talud 3H/2V.
A continuación se muestra el análisis de estabilidad efectuado en el relleno, con los
parámetros utilizados, una sobrecarga de 20 kPa, para la situación a largo plazo y a largo
plazo en condicionas de sismo, puede verse que el relleno es estable.
Las aceleraciones sísmicas de cálculo consideradas son Ah=0,08 - Av=0,008 obtenidos
en el apartado 3.4.
Figura 41 Cálculo efectuado en el relleno eje 11 p.k. 0+303. Largo plazo
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 128
Figura 42 Cálculo efectuado en el relleno eje 11 p.k. 0+303. Largo plazo sismo
Como se observa en la Figura 41 y Figura 42, los taludes son estables. El factor de
seguridad obtenido para la situación a largo plazo es 2,04 y para la situación a largo
plazo con sismo es 1,80.
La estimación del análisis de asientos realizada puede verse en la Figura 44.
El asiento se calcula sumando los que se producen en cada una de las capas que
conforman el perfil estratigráfico sobre el que se apoya el relleno. Por lo tanto, hay que
calcular hasta qué profundidad se nota la influencia del incremento de tensión sobre el
terreno que significa la ejecución del terraplén. Dicha profundidad viene dada por la
expresión:
En este caso la zona de influencia alcanza los 23 m de profundidad.
0'2,0'
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 129
Figura 43 Representación de la profundidad del estrato deformable
El asiento total obtenido es de 3,38 cm en materiales cohesivos. Por lo tanto, valor que se
considera admisible.
Figura 44 Cálculo de asientos efectuado en el relleno eje 11 p.k. 0+303
02
4
6
8
10
12
1416
18
20
22
24
26
2830
32
34
36
38
4042
44
46
48
50
52
5456
58
60
62
64
66
6870
72
74
76
78
80
8284
86
88
90
92
94
96
0 5 10 15 20
Pro
fun
did
ad
(m
)
T/m2
0,2*so Incremento de Tensión Ds (t/m2)
Ancho Coronación Terraplén 5,40 (m)
Altura Terraplén 6,00 (m)
Densidad Terraplen 1,90 t/m³
Talud Terraplen (mH:1V) 1,5
6,00 6,00 400 10,86 1,6323,00 17,00 1000 6,99 1,19
CIMIENTO 3,38
Asiento en
esta capa (cm)
ASIENTO TOTAL cm
ASIENTOS TERRAPLENESP.K 0+303
METODO ELASTICO
Profundidad Muro
(m)Espesor e (m)
Modulo de Deformación E
(Kg/cm2)
Incremento de Tensión
(T/m2)
E
es
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 130
11 ESTUDIO DE MATERIALES
En el apartado 9.1.3 se ha analizado el aprovechamiento de los materiales excavados y
su posible aprovechamiento para las explanaciones a ejecutar.
En este apartado se indican las fuentes de suministro de materiales próximas a la obra en
proyecto, fundamentalmente canteras, y las posibles áreas de vertido del material
excedentario, o no aprovechable, del movimiento de tierras a realizar.
11.1 Materiales externos a la obra
En la tabla se listan la totalidad de empresas suministradoras consultadas. Se indican los
principales datos de contacto. En la Tabla 50 se indican los precios y producción
alcanzada para diversas unidades de obra.
Nombre
Dirección Página Web / correo-e Ciudad Teléfono Comentarios
CANTECO S.A.
Tubarco Km. 1 Vía Arjona Troncal de Occidente
cantecoadmon@gmail.com
Cartagena - Bolívar
(57 5) 661 9913 Envían datos
MELODÍAZ
Centro
Comercial Plaza Colón
L-17
www.melodiaz.com.co , cdiaz54@live.com,
gucci700@hotmail.com
Cartagena - Bolívar
(57 5) 667 4381 Tel: +57
312.671.8269 o +57.301.684.6625
Envían datos
CIMACO S.A.S.
Turbaco Km. 8 Sector
Loma Piedra cimaco2@hotmail.com
Cartagena - Bolívar
(57 5) 673 1617 (57) 3225689581
Sin información
CANTERA BONANZA
Ternera Centro
Empresarial Ternera L-
101
Cartagena -
Bolívar (57 5) 652 2729
Es la misma que Canteco
Agregados La
Constancia
Cl 5 A 9-64 Edif Larissa
Ap 701 agregadoslaconstancia@gmail.com
Cartagena, Colombia
(57) (5) 6653973 Envían datos
Colon Planta De Triturados
Km 2 Vía Coloncito, Turbaco
http://agmdesarrollos.com/ comercial@agmdesarrollos.com
Cartagena, Colombia
Tel: (57) 3166913529
Teléfonos: (57) 3166913529
Sin contestación
Tabla 50 Listado de empresas suministradoras consultadas
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 131
Material de Cantera
EMPRESAS SUMINISTRADORAS
CANTECO AGREGADOS LA
CONSTANCIA MELODIAZ CIMECO
Precio m3 Produc.
m3 / mes Precio m3
Produc. m3 / mes
Precio m3 Produc.
m3 / mes Precio m3
Produc. m3 / mes
Arena Cernida $ 8.000,00 25000 - - - - - -
Arena Lavada $ 22.000,00 6000 - - - - - -
Arena de Barranco (con china)
$ 15.000,00 30000 - - - - - -
Arena de repello $ 10.000,00 30000 - - - - - -
Arena caliza (Polvillo) $ 10.000,00 1500 - - - - - -
China lisa de a/2" $ 42.000,00 3000 - - - - - -
China lisa de 3/4"-2" $ 35.000,00 1000 - - - - - -
China triturada de 1/2" $ 50.000,00 500 - - - - - -
Triturado de caliza de 1/2" (Max 35% de
desgaste) $ 43.000,00 1500 - - - - - -
Triturado de caliza de 3/4" (Max 35% de
desgaste) $ 43.000,00 1500 - - - - - -
Triturado de caliza de 1-1/2"-3" /max 35% de
desgaste) $ 43.000,00 2000 - - - - - -
Piedra cimiento aprox 10" - 15" (max 35% de
desgaste) $ 30.000,00 2000 $ 35.000,00 - - - $ 34.104,00 -
Piedra malecon 500kg a 100 kg
$ 35.000,00 1000 - - - - - -
Piedra malecon 1000kg a 3000 kg
$ 45.000,00 1000 - - - - - -
Piedra para corte de coralina
$ 200.000,00 50 - - - - - -
Material de relleno $ 2.000,00 60000 - - - - - -
Zahorra normal B-200 Invias
$ 5.000,00 50000 $ 5.500,00 - - - $ 5.880,00 -
Zahorra Extra B-400 Invias Cernida
$ 12.000,00 3000 - - - - - -
Zahorra Extra B-400 Invias Gruesa
$ 12.000,00 10000 - - - - - -
Base B-600 Invias $ 38.000,00 1000 - - - - - -
Tierra negra $ 15.000,00 1000 - - - - - -
Polvillo - - $ 6.000,00 - - - - -
Gravas - - $ 40.000,00 - - - - -
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 132
Material de Cantera
EMPRESAS SUMINISTRADORAS
CANTECO AGREGADOS LA
CONSTANCIA MELODIAZ CIMECO
Precio m3 Produc.
m3 / mes Precio m3
Produc. m3 / mes
Precio m3 Produc.
m3 / mes Precio m3
Produc. m3 / mes
SUB-BASE - - - - $ 24.000,00 - - -
BASE - - - - $ 36.000,00 - - -
TRITURADO - - - - $ 55.000,00 - - -
ARENA DE TRITURACION
- - - - $ 30.000,00 - - -
AFIRMADO O RECEBO - - - - $ 7.000,00 - - -
Triturado 1”, 2” - - - - - - $ 40.600,56 -
Gravilla 1/2 - - - - - - $ 43.119,72 -
Tabla 51 Material suministrado por las canteras
11.2 Sobrantes de excavación. Botaderos
En cuanto a la localización de sitio para disposición de sobrantes de excavación, El
Parque Ambiental Loma de Los Cocos (operado por la empresa Caribe Verde S.A.
E.S.P.), ubicado en El Corregimiento de Pasacaballos, por la variante Mamonal –
Gambote, se encuentra certificado y con licencia ambiental vigente otorgada por
CARDIQUE para operar como Escombrera Distrital (realizando valoración y disposición
final de escombros).
Como apéndice al presente estudio se adjuntan los documentos que se deben aportar
para realizar la disposición de los residuos, así como las normas de seguridad para
clientes y la licencia ambiental.
El costo considerado de la disposición final de escombros es el siguiente:
Viajes sencillos (de 6 a 9 M3): $56.000/viaje.
Viaje doble (de 14 a 17 M3): $112.000/viaje.
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 133
12 GEOTECNIA DE CIMENTACIÓN DE LOS DEPÓSITOS
12.1 Metodología empleada en el cálculo
12.1.1 Criterios para la determinación de las tensiones admisibles
Históricamente, los estudios teóricos de la presión de hundimiento se han basado en la hipótesis
de un modelo bidimensional de rotura que, junto con una ley de resistencia del terreno, permite
establecer las condiciones límite de equilibrio entre las fuerzas externas y las desarrolladas en el
terreno para contrarrestarlas.
En un primer momento, las fórmulas propuestas partían de excesivas simplificaciones y no
contemplaban diferentes situaciones que, en la realidad, se dan con relativa frecuencia. Tal es el
caso del cálculo de la presión de hundimiento considerado por Terzaghi en 1943 para una zapata
corrida en la que la razón anchura/longitud sea próxima a 0.
Posteriormente, autores como Meyerhoff (1963), Hansen (1970) y Vesic (1975) propusieron
diversas ecuaciones generales de capacidad de carga, que contemplaban la posibilidad de
distintas geometrías para las zapatas, cargas aplicadas con una determinada inclinación, la
influencia de la profundidad de la cimentación, etc.
La forma general de estas ecuaciones es:
qqDHcch NNBNcq '''
2
1
Donde:
qh: presión de hundimiento
c: cohesión del terreno
B’: anchura efectiva de la cimentación
’H: peso específico del terreno bajo la zapata
’D: sobrecarga del terreno a nivel de la cimentación
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 134
Nc, N, Nq: factores adimensionales de capacidad de carga dependientes del ángulo de fricción
interna
c, , q: factores adimensionales de corrección dependientes de la inclinación de la carga, la
geometría de la zapata y la profundidad de cimentación.
En cimentaciones sobre terrenos granulares, el exceso de presión intersticial que se genera en el
suelo de cimentación se disipa con rapidez, de manera que el material granular se encuentra
totalmente drenado al final de la construcción.
No existe entonces diferencia entre la estabilidad a corto plazo y a largo plazo. Por consiguiente,
se deben considerar términos de esfuerzos efectivos en el análisis de estabilidad. Deberá
considerarse, además, la posición relativa del nivel freático respecto a la zapata.
En el caso de una cimentación sobre un suelo arcilloso, el exceso de presión intersticial que se
genera se disipa con lentitud, lo cual conlleva un aumento lento del esfuerzo efectivo y, por tanto,
un aumento también lento de la resistencia al corte.
El periodo crítico para la estabilidad de la cimentación en este caso se presenta al final de la
construcción, cuando la arcilla aún no está drenada. El análisis para esta condición debe llevarse a
cabo en términos de esfuerzos totales.
Tanto en las fórmulas de Terzaghi como en la ecuación general de capacidad portante se supone
que el nivel freático se encuentra, cuando menos a una distancia por debajo de la base de la
zapata mayor que la anchura de esta. En ese caso se considera que el efecto del agua se puede
despreciar. En caso contrario, pueden ocurrir diversas situaciones:
Cuando el nivel freático se sitúa entre la superficie y la base de la zapata la sobrecarga sobre el
nivel de cimentación será:
)(21 WsatDDq
Donde:
D1= Profundidad del nivel freático
D2= Distancia del nivel freático a la base de la zapata
= Peso específico del terreno seco
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 135
sat= Peso específico del terreno saturado
w= Peso específico del agua
Además el valor de ’h en la ecuación general de capacidad portante debe sustituirse por:
Wsat '
Cuando el nivel freático se sitúa por debajo de la zapata pero a una distancia menor o igual a B
(ancho de zapata) la sobrecarga será:
Dq
Donde:
D= Profundidad de la zapata y
= Peso específico del terreno seco.
Además el valor de ’ debe sustituirse por
)(/' satsat Bd
Donde:
d= Distancia entre la base de la zapata y el nivel freático.
La carga de hundimiento neta se define como aquella presión que puede ser soportada por el
terreno adicionalmente a la presión generada por el terreno sobre el nivel de cimentación.
Suponiendo despreciable la diferencia entre los pesos específicos del concreto de cimentación y
del relleno, la carga de hundimiento neta media vendrá dada por:
qqQ hneth ..
Una vez conocida la presión de hundimiento o rotura del terreno, se establece la presión de
trabajo o admisible dividiendo aquella por un coeficiente de seguridad global:
../ SFqq hadm
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 136
El factor de seguridad debe ser como mínimo 3, si bien en los casos en que se conoce con
precisión la resistencia del terreno y las cargas a aplicar pueden justificarse valores algo menores.
12.1.2 Criterios para la estimación de asientos
En cuanto a los asientos, se calcularán con la ayuda de una hoja de cálculo empleando el método
elástico de Steinbrenner, según la expresión:
21
NME
BKqS
Donde:
S = asiento (cm)
Q = presión uniforme sobre la zapata. Esta presión se obtiene del coeficiente entre el axil máximo
y la superficie total de la zapata.
B = ancho de la cimentación
1, 2 = funciones que dependen de las dimensiones de la zapata y de la profundidad de la capa
(z). Su valor se obtiene en tablas.
M = 1-2
N = 1--2
= coeficiente de Poisson
E = módulo de deformación (Kg/cm2)
K = coeficiente de minoración.
Los asientos diferenciales siempre deben de cumplir los valores máximos mostrados en
la Tabla 52 según la tabla(H.4.9) de la NSR-10.
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 137
Tabla 52 Valores máximos de asentamientos diferenciales (NSR)
12.1.3 Criterios para la determinación del coeficiente de balasto vertical
Cuando se trata de analizar las condiciones de apoyo, se requiere de la caracterización del
sustrato de apoyo mediante el módulo de balasto; factor de proporcionabilidad entre la carga
aplicada (p) y el asiento del terreno (s) y que permite evaluar las deformaciones del conjunto
cimiento-estructura así como las solicitaciones.
s
pK
12.1.4 Criterios para la determinación de pilotes en suelos cohesivos
La metodología empleada en el cálculo de la resistencia nominal de compresión axial de
ejes perforados individuales de la mencionada CCP-2014. Se formula de la siguiente
manera:
𝑅𝑅 = 𝜑 · 𝑅𝑛 = 𝜑𝑞𝑝 · 𝑅𝑝 + 𝜑𝑞𝑠 · 𝑅𝑠
Donde: 𝑅𝑝 = 𝑞𝑝 · 𝐴𝑝
𝑅𝑠 = 𝑞𝑠 · 𝐴𝑠
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 138
Rp = Resistencia de punta nominal del eje
Rs = Resistencia lateral nominal del eje
fqp = factor de resistencia para la resistencia
fqs = factor de resistencia para la resistencia lateral del eje especificada
qp = unidad de resistencia de punta
qs = unidad de resistencia lateral
Ap = área de la punta del eje
As = área de la superficie lateral del eje
Las resistencias unitarias para suelos cohesivos.
Estimación de la resistencia lateral
Resistencia lateral sin drenaje, en suelos cohesivos (a corto plazo)
Se adoptará una resistencia lateral unitaria, según lo indicado en el Código Colombiano
de Construcción Sismorresistente (NSR-10), de:
uFL s
Donde α toma el siguiente valor:
𝛼 = 0.2 + 0.8𝑒(0.35−
2𝑆𝑢𝑃𝐴
)≤ 1
PA: Presión atmosférica.
Estimación de la resistencia por punta
En suelos cohesivos
Para ejes cargados axialmente en suelos cohesivos, según el CCP14, la unidad de
resistencia nominal de punta qp, debe tomarse como:
qp = Nc · Su ≤ 4
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 139
En la cual:
𝑁𝑐 = 6 [1 + 0.2 · (𝑍
𝐷)] ≤ 9
Donde
D = diámetro del eje perforado (mm)
Z = penetración del eje (mm)
Su = resistencia al corte sin drenaje (MPa)
Para evaluar la resistencia del terreno en la punta del pilote se considera la zona de
influencia de la punta compuesta por una zona pasiva, en los 6 diámetros superiores a
partir de la cota de la punta, y una zona activa de 3 diámetros bajo la punta.
Figura 45. Zona de influencia de la punta del pilote
En la tabla del CCP-14 se recogen los factores de resistencia para la resistencia
geotécnica de pilotes perforados:
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 140
Método / suelo / condición Factor de
resistencia
La resistencia nominal
a la compresión simple
de pilotes perforados
individuales
Resistencia por fuste en
arcilla
Método a
(O´Neill and Reese,
1999)
0.45
Resistencia por punta en
arcilla
Esfuerzo total
(O´Neill and Reese,
1999)
0.40
Tabla 53. CCP-14. Factores de resistencia para la resistencia geotécnica de pilotes perforados
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 141
12.2 Depósitos de Agua tratada
Los depósitos de agua tratada se encuentran situados en la zona más meridional del
emplazamiento.
Figura 46 Localización depósitos de agua tratada
12.2.1 Trabajos realizados
Se han realizado reconocimientos de campo en el futuro emplazamiento de los depósitos
de agua tratada para estudiar los materiales existentes, donde se va a apoyar la misma.
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 142
Para caracterizar los materiales se ha contado con todos los ensayos que se han
realizado en el emplazamiento del PTAP.
12.2.2 Geología y geotecnia
El corte geológico que podemos suponer en la zona de implantación de los depósitos de
agua tratada es el siguiente:
Bajo los depósitos se encuentra la unidad Ngb1 con un espesor de unos 6m. Bajo esta
unidad se encuentra la unidad Ngb2. Ambas unidades tienen la misma naturaleza, arcillas
de baja y alta plasticidad.
Dependiendo de la zona de los depósitos la columna de cálculo será variable, ya que el
emplazamiento presenta una geomorfología muy heterogénea con una pendiente de 10º.
No se ha detectado nivel freático en todo el emplazamiento.
12.2.3 Condiciones de Cimentación
Se ha estudiado la tensión admisible y se ha realizado un estudio de asientos bajo la
solera.
El estudio de asientos producidos bajo la solera se ha estudiado a partir de las diferentes
columnas de cálculo presentadas de cada una de las secciones presentadas en el
movimiento de tierras, tanto en el centro de la losa como en la esquina.
La zona del emplazamiento por lo general presenta la unidad geotécnica Ngb1 con unos
5 metros de espesor, a muro de esta unidad se encuentra la unidad Ngb2.
Teniendo en cuenta que el terreno presenta cierta pendiente, la columna de cálculo será
ligeramente diferente a lo largo de la planta de los depósitos, lo que conllevara resultados
ligeramente distintos en los asientos calculados.
Para definir las condiciones de cimentación de los depósitos de agua tratada se divide en
dos zonas, el que se sitúa al norte y el del sur tal y como se representa en la Figura 46.
A continuación se especifica para cada una de estas zonas el cálculo de cimentación.
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 143
Según el dimensionamiento estructural del depósito de agua tratada se realizará una
cimentación mediante una losa según la Figura 46 a muro de este metro de espesor se
encuentra la unidad Ngb1 o Ngb2 según sección.
Según el dimensionamiento estructural se empleará una losa de cimentación de
dimensiones 60 m x 120 m para apoyar el depósito.
Al igual que en el caso anterior, los parámetros de cálculo se han tomado de la
caracterización geotécnica definida en apartado 6.
A continuación se muestran las principales características de la cimentación superficial
proyectada para la losa, aplicando la formulación de Brinch –Hansen.
Tabla 54 Calculo de tensión admisible
Una vez realizada la comprobación de la seguridad frente al hundimiento del terreno se
ha realizado la estimación de los asientos aplicando el modelo elástico para cada una de
las secciones estudiadas, para una tensión de 100 kPa. A continuación se presenta el
resultado de cálculo más desfavorable a partir del cual se va a dimensionar la
cimentación. No obstante en el apéndice 3 se presentan los cálculos realizados para
cada una de las secciones.
Presión de hundimiento metodos analiticos
B(m) L(m) D(m) qOK C
(t/m2)
1
(t/m3)
k
(t/m3)Nq Nc Ny dc dq dy sc sq sy ic iq iy tc tq ty
Qh
(t/m2)
Qadm
(kg/cm2)
60 120 1 1,950 25 2,0 1,95 1,50 10,66 20,72 9,01 1,01 1,01 1,00 1,3 1,3 0,85 1,00 1,00 1,00 1,000 1,000 1,000 423,36 14,11
B(m) L(m) D(m) qOK Cu
(t/m2)
1
(t/m3)
k
(t/m3)Nq Nc Ny dc dq dy sc sq sy ic iq iy tc tq ty
Qh
(t/m2)
Qadm
(kg/cm2)
60 120 1 1,95 0 10,0 1,95 1,95125 1 5,14 0 1,01 1,0 1 1,1 1,1 0,85 0,9996 1 1 1,0 1,0 1,0 58,90 1,96
LARGO PLAZO
CORTO PLAZO
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 144
Tabla 55 Calculo de asientos para Depósito de agua tratada W
Tabla 56 Calculo de asientos para Depósito de agua tratada E
B= 60 m A= 0,91
L= 120 m B= 0,52
Q= 100 kPa
v= 0,3 -
D=
THICKNESS (m) ELASTIC MODULUS (KPa) m n t 1 2 S (m) S (cm) AS(m) m n t 1 2 S (m) AS(cm) AS(m)
Top 0 25000 0 2 2,2361 1,53 0,00 0,16726653 16,73 0 2 2,2361 1,53 0,00 0,334533067 33,45
Botton 2 25000 0,03 2 2,2363 1,53 0,02 0,16620804 16,62 0,06666667 2 2,2371 1,53 0,03 0,330225471 33,02
Top 2 35000 0,03 2 2,2363 1,53 0,02 0,11872003 11,87 0,06666667 2 2,2371 1,53 0,03 0,235875336 23,59
Botton 6 35000 0,10 2 2,2383 1,53 0,05 0,11712937 11,71 0,2 2 2,2450 1,52 0,09 0,229111607 22,91
Top 6 100000 0,10 2 2,2383 1,53 0,05 0,04099528 4,10 0,2 2 2,2450 1,52 0,09 0,080189063 8,02
Botton 20 100000 0,33 2 2,2608 1,49 0,13 0,0387868 3,88 0,66666667 2 2,3333 1,40 0,19 0,070404518 7,04
Top 20 100000 0,33 2 2,2608 1,49 0,13 0,0387868 3,88 0,66666667 2 2,3333 1,40 0,19 0,070404518 7,04
Botton 30 100000 0,50 2 2,2913 1,45 0,17 0,03702868 3,70 1 2 2,4495 1,28 0,22 0,063178636 6,32
Top 30 100000 0,50 2 2,2913 1,45 0,17 0,03702868 3,70 1 2 2,4495 1,28 0,22 0,063178636 6,32
Botton 120 100000 2,00 2 3,0000 0,95 0,20 0,0228371 2,28 4 2 4,5826 0,58 0,14 0,027362043 2,74
STOTAL (m) 2,08 6,39
B= 60 m A= 0,91
L= 120 m B= 0,52
Q= 100 kPa
v= 0,3 -
D=
THICKNESS (m) ELASTIC MODULUS (KPa) m n t 1 2 S (m) S (cm) AS(m) m n t 1 2 S (m) AS(cm) AS(m)
Top 0 25000 0 2 2,2361 1,53 0,00 0,16726653 16,73 0 2 2,2361 1,53 0,00 0,334533067 33,45
Botton 4 25000 0,07 2 2,2371 1,53 0,03 0,16511274 16,51 0,13333333 2 2,2400 1,53 0,06 0,325628018 32,56
Top 4 35000 0,07 2 2,2371 1,53 0,03 0,11793767 11,79 0,13333333 2 2,2400 1,53 0,06 0,232591441 23,26
Botton 8 35000 0,13 2 2,2400 1,53 0,06 0,11629572 11,63 0,26666667 2 2,2519 1,51 0,11 0,225453279 22,55
Top 8 100000 0,13 2 2,2400 1,53 0,06 0,0407035 4,07 0,26666667 2 2,2519 1,51 0,11 0,078908648 7,89
Botton 20 100000 0,33 2 2,2608 1,49 0,13 0,0387868 3,88 0,66666667 2 2,3333 1,40 0,19 0,070404518 7,04
Top 20 100000 0,33 2 2,2608 1,49 0,13 0,0387868 3,88 0,66666667 2 2,3333 1,40 0,19 0,070404518 7,04
Botton 30 100000 0,50 2 2,2913 1,45 0,17 0,03702868 3,70 1 2 2,4495 1,28 0,22 0,063178636 6,32
Top 30 100000 0,50 2 2,2913 1,45 0,17 0,03702868 3,70 1 2 2,4495 1,28 0,22 0,063178636 6,32
Botton 120 100000 2,00 2 3,0000 0,95 0,20 0,0228371 2,28 4 2 4,5826 0,58 0,14 0,027362043 2,74
STOTAL (m) 2,17 6,76
CALCULATION OF SETTLEEMNT UNDER AN UNIFORMLY DISTRIBUTED RECTANGULAR LOAD STEINBRENNER METHOD
INPUT DATA
Width of foundation A=1-v2
Length of foundationSECCIÓN 8 izq
B=1-v-2v2
Surcharge
Poisson modulus
Relleno 2 0,110,43
Nbg1 4 0,160,68
At the corner SETTLEMENT AT CORNER At the centre SETTLEMENT AT CENTRE
STRATA LEVELS (m)
Nbg2 90 1,423,58
AVERAGE SETTLEMENT (m)
Nbg2 14 0,220,98
Nbg2 10 0,180,72
AVERAGE SETTLEMENT (cm)
4,31
INPUT DATA
Width of foundation A=1-v2
Length of foundationSECCIÓN 8dcha
B=1-v-2v2
Surcharge
Poisson modulus
Relleno 4 0,220,89
Nbg1 4 0,160,71
At the corner SETTLEMENT AT CORNER At the centre SETTLEMENT AT CENTRE
STRATA LEVELS (m)
AVERAGE SETTLEMENT (cm)
4,59
Nbg2 90 1,423,58
AVERAGE SETTLEMENT (m)
Nbg2 12 0,190,85
Nbg2 10 0,180,72
B= 60 m A= 0,91
L= 120 m B= 0,52
Q= 100 kPa
v= 0,3 -
D=
THICKNESS (m) ELASTIC MODULUS (KPa) m n t 1 2 S (m) S (cm) AS(m) m n t 1 2 S (m) AS(cm) AS(m)
Top 0 25000 0 2 2,2361 1,53 0,00 0,16726653 16,73 0 2 2,2361 1,53 0,00 0,334533067 33,45
Botton 1 25000 0,02 2 2,2361 1,53 0,01 0,16674191 16,67 0,03333333 2 2,2363 1,53 0,02 0,332416084 33,24
Top 1 100000 0,02 2 2,2361 1,53 0,01 0,04168548 4,17 0,03333333 2 2,2363 1,53 0,02 0,083104021 8,31
Botton 5 100000 0,08 2 2,2376 1,53 0,04 0,04113786 4,11 0,16666667 2 2,2423 1,52 0,07 0,080806271 8,08
Top 5 100000 0,08 2 2,2376 1,53 0,04 0,04113786 4,11 0,16666667 2 2,2423 1,52 0,07 0,080806271 8,08
Botton 20 100000 0,33 2 2,2608 1,49 0,13 0,0387868 3,88 0,66666667 2 2,3333 1,40 0,19 0,070404518 7,04
Top 20 100000 0,33 2 2,2608 1,49 0,13 0,0387868 3,88 0,66666667 2 2,3333 1,40 0,19 0,070404518 7,04
Botton 30 100000 0,50 2 2,2913 1,45 0,17 0,03702868 3,70 1 2 2,4495 1,28 0,22 0,063178636 6,32
Top 30 100000 0,50 2 2,2913 1,45 0,17 0,03702868 3,70 1 2 2,4495 1,28 0,22 0,063178636 6,32
Botton 120 100000 2,00 2 3,0000 0,95 0,20 0,0228371 2,28 4 2 4,5826 0,58 0,14 0,027362043 2,74
STOTAL (m) 1,94 5,79
B= 60 m A= 0,91
L= 120 m B= 0,52
Q= 100 kPa
v= 0,3 -
D=
THICKNESS (m) ELASTIC MODULUS (KPa) m n t 1 2 S (m) S (cm) AS(m) m n t 1 2 S (m) AS(cm) AS(m)
Top 0 25000 0 2 2,2361 1,53 0,00 0,16726653 16,73 0 2 2,2361 1,53 0,00 0,334533067 33,45
Botton 3,5 25000 0,06 2 2,2368 1,53 0,03 0,16538999 16,54 0,11666667 2 2,2391 1,53 0,05 0,32680387 32,68
Top 3,5 35000 0,06 2 2,2368 1,53 0,03 0,11813571 11,81 0,11666667 2 2,2391 1,53 0,05 0,233431335 23,34
Botton 8 35000 0,13 2 2,2400 1,53 0,06 0,11629572 11,63 0,26666667 2 2,2519 1,51 0,11 0,225453279 22,55
Top 8 100000 0,13 2 2,2400 1,53 0,06 0,0407035 4,07 0,26666667 2 2,2519 1,51 0,11 0,078908648 7,89
Botton 20 100000 0,33 2 2,2608 1,49 0,13 0,0387868 3,88 0,66666667 2 2,3333 1,40 0,19 0,070404518 7,04
Top 20 100000 0,33 2 2,2608 1,49 0,13 0,0387868 3,88 0,66666667 2 2,3333 1,40 0,19 0,070404518 7,04
Botton 30 100000 0,50 2 2,2913 1,45 0,17 0,03702868 3,70 1 2 2,4495 1,28 0,22 0,063178636 6,32
Top 30 100000 0,50 2 2,2913 1,45 0,17 0,03702868 3,70 1 2 2,4495 1,28 0,22 0,063178636 6,32
Botton 120 100000 2,00 2 3,0000 0,95 0,20 0,0228371 2,28 4 2 4,5826 0,58 0,14 0,027362043 2,74
STOTAL (m) 2,16 6,73
CALCULATION OF SETTLEEMNT UNDER AN UNIFORMLY DISTRIBUTED RECTANGULAR LOAD STEINBRENNER METHOD
INPUT DATA
Width of foundation A=1-v2
Length of foundationSECCIÓN 17 izq
STRATA LEVELS (m)
Relleno 1 0,050,21
B=1-v-2v2
Surcharge
Poisson modulus
At the corner SETTLEMENT AT CORNER At the centre SETTLEMENT AT CENTRE
Ngb2 10 0,180,72
Ngb2 90 1,423,58
Ngb2 4 0,050,23
Ngb2 15 0,241,04
AVERAGE SETTLEMENT (m)
AVERAGE SETTLEMENT (cm)
3,85
CALCULATION OF SETTLEEMNT UNDER AN UNIFORMLY DISTRIBUTED RECTANGULAR LOAD STEINBRENNER METHOD
INPUT DATA
Width of foundation A=1-v2
Length of foundationSECCIÓN 17 dcha
STRATA LEVELS (m)
Relleno 3,5 0,190,77
B=1-v-2v2
Surcharge
Poisson modulus
At the corner SETTLEMENT AT CORNER At the centre SETTLEMENT AT CENTRE
0,72
Ngb2 90 1,423,58
Ngb1 4,5 0,180,80
Ngb2 12 0,190,85
AVERAGE SETTLEMENT (m)
AVERAGE SETTLEMENT (cm)
4,57
Ngb2 10 0,18
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 145
Para definir el asiento admisible para los tanques se ha aplicado las recomendaciones de
la norma británica “ Bristish Standard BS 7777, 3rd part Recommendations for the design
and construction of prestressed and reinforced concrete tanks and tank foundations, and
for the design and insulation, tank liners and tank coatings “.
En la tabla siguiente, se muestran los valores obtenidos de L/S, donde L (longitud entre el
centro y la esquina) y S (asiento máximo estimado). Los valores siempre se encuentran
por debajo de los valores definidos en la norma británica (1/300).
Tabla 57 Asientos admisibles
A continuación se presenta el coeficiente de balasto presentado para estos depósitos a
partir de la tensión y asiento calculados.
Tensión de trabajo S centro Coeficiente de balasto(P/S)
(KPa) (cm) (kN/m3)
100 6,76 1479,29
100 6.73 1485,88
Tabla 58 Coeficiente de balasto
S esquina S centro S diferencial LS L/S L/S
B(m) L(m) (cm) (cm) (cm)
Deposito de agua tratada W 60 120 2,17 6,76 4,59 6000/4,59 1/1307 1307,189542
Deposito de agua tratada E 60 120 1,94 6,73 4,79 6000/4,79 1/1252 1252,609603
Instalaciones
Dimensiones
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 146
12.2.4 Calculo de estabilidad del talud de excavación
A continuación se muestra un resumen de los espesores previstos de excavación y
relleno para la realización de los taludes temporales para la construcción de la
instalación, Tabla 64.
Los taludes de las excavaciones temporales se han proyectado con un talud 1H:1V.
Tabla 59 Depósitos de agua tratada
12.2.5 Conclusiones y recomendaciones constructivas
Se ha realizado un cálculo de cimentación directa, según el dimensionamiento
estructural.
El apoyo de la cimentación debe de situarse siempre una vez retirado como mínimo un
metro de terreno natural debido a sus características expansivas y una vez rellenado
según sección mostrada.
Excavación Relleno
m m
SW Nbg1-Nbg2 6 7
SE Nbg1-Nbg2 4 5
Depositos de agua tratada Unidad de cimentación
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 147
Figura 47 Sección depósito de agua tratada
Con objeto de asegurar la correcta ejecución de los rellenos proyectados, y su control, se
incluyen algunas indicaciones específicas para la formación de los rellenos.
Bajo la losa es necesario un espesor de 0,3 m de material granular para intentar drenar
las posibles filtraciones. Por debajo del material drenante se coloca un espesor de 0,6 m
de material de la excavación estabilizado con cal y por debajo otros 0,4 m de espesor de
material estabilizado con cal in situ, para impermeabilizar la zona e impedir que el agua
no pueda alcanzar el material subyacente debido a su carácter expansivo.
Bajo la zapata es necesario un espesor de 0,6 m de material de la excavación
estabilizado con cal y por debajo otros 0,4 m de espesor de material estabilizado con cal
in situ, para impermeabilizar la zona e impedir que el agua no pueda alcanzar el material
subyacente debido a su carácter expansivo.
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 148
Para rellenar los taludes provisionales será necesario colocar un material granular para
drenar las posibles filtraciones de agua e impermeabilizarlo con material estabilizado con
cal.
En cualquier caso, los taludes provisionales de excavación no deberán ser superiores al
1H:1V, para evitar inestabilidades.
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 149
12.3 Depósitos de Agua bruta
Los depósitos de agua bruta se encuentran situados en la central de la parcela.
Figura 48 Localización depósitos de agua bruta
12.3.1 Trabajos realizados
Se han realizado reconocimientos de campo en el futuro emplazamiento de los depósitos
de agua bruta para estudiar los materiales existentes, donde se va a apoyar la misma.
Para caracterizar los materiales se ha contado con todos los ensayos que se han
realizado en el emplazamiento del PTAP.
12.3.2 Geología y geotecnia
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 150
El corte geológico que podemos suponer en la zona de implantación de los depósitos de
agua bruta es el siguiente:
Bajo los depósitos se encuentra la unidad Ngb1 con un espesor de unos 6m. Bajo esta
unidad se encuentra la unidad Ngb2. Ambas unidades tienen la misma naturaleza, arcillas
de baja y alta plasticidad.
Dependiendo de la zona de los depósitos la columna de cálculo será variable, ya que el
emplazamiento presenta una geomorfología muy heterogénea con una pendiente de 10º.
No se ha detectado nivel freático en todo el emplazamiento.
12.3.3 Condiciones de Cimentación
Se ha estudiado la tensión admisible y se ha realizado un estudio de asientos bajo la
solera.
El estudio de asientos producidos bajo la solera se ha estudiado a partir de las diferentes
columnas de cálculo presentadas de cada una de las secciones presentadas en el
movimiento de tierras, tanto en el centro de la losa como en la esquina.
La zona del emplazamiento por lo general presenta la unidad geotécnica Ngb1 con unos
5-6 metros de espesor, a muro de esta unidad se encuentra la unidad Ngb2.
Teniendo en cuenta que el terreno presenta cierta pendiente, la columna de cálculo será
ligeramente diferente a lo largo de la planta de los depósitos, lo que conllevara resultados
ligeramente distintos en los asientos calculados.
Para definir las condiciones de cimentación de los depósitos de agua bruta se divide en
dos zonas, el que se sitúa al norte y el del sur tal y como se representa en la Figura 48
Localización depósitos de agua bruta.
A continuación se especifica para cada una de estas zonas el cálculo de cimentación.
Según el dimensionamiento estructural del depósito de agua bruta se realizará una
cimentación mediante una losa según la Figura 48 a muro de este metro de espesor se
encuentra la unidad Ngb1 o Ngb2 según sección.
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 151
Según el dimensionamiento estructural se empleará una losa de cimentación de
dimensiones 30 m x 65 m para apoyar el depósito.
Al igual que en el caso anterior, los parámetros de cálculo se han tomado de la
caracterización geotécnica definida en apartado 6.
A continuación se muestran las principales características de la cimentación superficial
proyectada para la zapata, aplicando la formulación de Brinch –Hansen.
Tabla 60 Cálculo de tensión admisible
Una vez realizada la comprobación de la seguridad frente al hundimiento del terreno se
ha realizado la estimación de los asientos aplicando el modelo elástico para cada una de
las secciones estudiadas, para una tensión de 100 kPa. A continuación se presenta el
resultado de cálculo más desfavorable a partir del cual se va a dimensionar la
cimentación para cada uno de los depósitos.
No obstante en el apéndice 3 se presentan los cálculos realizados para cada una de las
secciones.
Presión de hundimiento metodos analiticos
B(m) L(m) D(m) qOK C
(t/m2)
1
(t/m3)
k
(t/m3)Nq Nc Ny dc dq dy sc sq sy ic iq iy tc tq ty
Qh
(t/m2)
Qadm
(kg/cm2)
30 65 1 1,950 25 2,0 1,95 1,50 10,66 20,72 9,01 1,01 1,01 1,00 1,2 1,2 0,86 1,00 1,00 1,00 1,000 1,000 1,000 252,57 8,42
Arcillas saturadas
B(m) L(m) D(m) qOK Cu
(t/m2)
1
(t/m3)
k
(t/m3)Nq Nc Ny dc dq dy sc sq sy ic iq iy tc tq ty
Qh
(t/m2)
Qadm
(kg/cm2)
30 65 1 1,95 0 10,0 1,95 1,951 1 5,14 0 1,01 1,0 1 1,1 1,1 0,86 0,9992 1 1 1,0 1,0 1,0 58,85 1,96
CORTO PLAZO
LARGO PLAZO
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 152
Tabla 61 Cálculo de asientos depósito agua bruta W
Tabla 62 Cálculo de asientos depósito agua bruta E
A continuación se presenta el coeficiente de balasto presentado para estos depósitos a
partir de la tensión y asiento calculados.
B= 30 m A= 0,91
L= 65 m B= 0,52
Q= 100 kPa
v= 0,3 -
D=
THICKNESS (m) ELASTIC MODULUS (KPa) m n t 1 2 S (m) S (cm) AS(m) m n t 1 2 S (m) AS(cm) AS(m)
Top 0 25000 0 2,1667 2,3863 1,58 0,00 0,08631821 8,63 0 2,16666667 2,3863 1,58 0,00 0,17263642 17,26
Botton 1 25000 0,03 2,1667 2,3865 1,58 0,02 0,0857891 8,58 0,06666667 2,16666667 2,3872 1,58 0,03 0,170483722 17,05
Top 1 100000 0,03 2,1667 2,3865 1,58 0,02 0,02144728 2,14 0,06666667 2,16666667 2,3872 1,58 0,03 0,04262093 4,26
Botton 5 100000 0,17 2,1667 2,3921 1,57 0,07 0,02087365 2,09 0,33333333 2,16666667 2,4095 1,54 0,13 0,040135645 4,01
Top 5 100000 0,17 2,1667 2,3921 1,57 0,07 0,02087365 2,09 0,33333333 2,16666667 2,4095 1,54 0,13 0,040135645 4,01
Botton 20 100000 0,67 2,1667 2,4777 1,45 0,20 0,01828238 1,83 1,33333333 2,16666667 2,7335 1,22 0,23 0,02963686 2,96
Top 20 100000 0,67 2,1667 2,4777 1,45 0,20 0,01828238 1,83 1,33333333 2,16666667 2,7335 1,22 0,23 0,02963686 2,96
Botton 30 100000 1,00 2,1667 2,5874 1,33 0,22 0,01648055 1,65 2 2,16666667 3,1136 1,01 0,21 0,024146019 2,41
Top 30 100000 1,00 2,1667 2,5874 1,33 0,22 0,01648055 1,65 2 2,16666667 3,1136 1,01 0,21 0,024146019 2,41
Botton 60 100000 2,00 2,1667 3,1136 1,01 0,21 0,01207301 1,21 4 2,16666667 4,6577 0,62 0,15 0,014670436 1,47
STOTAL (m) 0,99 3,01
B= 30 m A= 0,91
L= 65 m B= 0,52
Q= 100 kPa
v= 0,3 -
D=
THICKNESS (m) ELASTIC MODULUS (KPa) m n t 1 2 S (m) S (cm) AS(m) m n t 1 2 S (m) AS(cm) AS(m)
Top 0 25000 0 2,1667 2,3863 1,58 0,00 0,08631821 8,63 0 2,16666667 2,3863 1,58 0,00 0,17263642 17,26
Botton 1 25000 0,03 2,1667 2,3865 1,58 0,02 0,0857891 8,58 0,06666667 2,16666667 2,3872 1,58 0,03 0,170483722 17,05
Top 1 35000 0,03 2,1667 2,3865 1,58 0,02 0,06127793 6,13 0,06666667 2,16666667 2,3872 1,58 0,03 0,121774087 12,18
Botton 2 35000 0,07 2,1667 2,3872 1,58 0,03 0,06088704 6,09 0,13333333 2,16666667 2,3900 1,57 0,06 0,120134467 12,01
Top 2 100000 0,07 2,1667 2,3872 1,58 0,03 0,02131047 2,13 0,13333333 2,16666667 2,3900 1,57 0,06 0,042047063 4,20
Botton 20 100000 0,67 2,1667 2,4777 1,45 0,20 0,01828238 1,83 1,33333333 2,16666667 2,7335 1,22 0,23 0,02963686 2,96
Top 20 100000 0,67 2,1667 2,4777 1,45 0,20 0,01828238 1,83 1,33333333 2,16666667 2,7335 1,22 0,23 0,02963686 2,96
Botton 30 100000 1,00 2,1667 2,5874 1,33 0,22 0,01648055 1,65 2 2,16666667 3,1136 1,01 0,21 0,024146019 2,41
Top 30 100000 1,00 2,1667 2,5874 1,33 0,22 0,01648055 1,65 2 2,16666667 3,1136 1,01 0,21 0,024146019 2,41
Botton 60 100000 2,00 2,1667 3,1136 1,01 0,21 0,01207301 1,21 4 2,16666667 4,6577 0,62 0,15 0,014670436 1,47
STOTAL (m) 1,02 3,12
CALCULATION OF SETTLEEMNT UNDER AN UNIFORMLY DISTRIBUTED RECTANGULAR LOAD STEINBRENNER METHOD
INPUT DATA
Width of foundation
SECCIÓN 5 izqA=1-v2
Length of foundation B=1-v-2v2
Surcharge
STRATA LEVELS (m)
Relleno 1 0,050,22
Poisson modulus
At the corner SETTLEMENT AT CORNER At the centre SETTLEMENT AT CENTRE
Ngb 10 0,180,55
Ngb 30 0,440,95
Ngb 4 0,060,25
Ngb 15 0,261,05
AVERAGE SETTLEMENT (m)
AVERAGE SETTLEMENT (cm)
2,02
CALCULATION OF SETTLEEMNT UNDER AN UNIFORMLY DISTRIBUTED RECTANGULAR LOAD STEINBRENNER METHOD
INPUT DATA
Width of foundation
SECCIÓN 5dchaA=1-v2
Length of foundation
STRATA LEVELS (m)
Relleno 1 0,050,22
B=1-v-2v2
Surcharge
Poisson modulus
At the corner SETTLEMENT AT CORNER At the centre SETTLEMENT AT CENTRE
Ngb 10 0,180,55
Ngb 30 0,440,95
Ngb 1 0,040,16
Ngb 18 0,301,24
AVERAGE SETTLEMENT (m)
AVERAGE SETTLEMENT (cm)
2,10
B= 30 m A= 0,91
L= 65 m B= 0,52
Q= 100 kPa
v= 0,3 -
D=
THICKNESS (m) ELASTIC MODULUS (KPa) m n t 1 2 S (m) S (cm) AS(m) m n t 1 2 S (m) AS(cm) AS(m)
Top 0 25000 0 2,1667 2,3863 1,58 0,00 0,08631821 8,63 0 2,16666667 2,3863 1,58 0,00 0,17263642 17,26
Botton 1 25000 0,03 2,1667 2,3865 1,58 0,02 0,0857891 8,58 0,06666667 2,16666667 2,3872 1,58 0,03 0,170483722 17,05
Top 1 35000 0,03 2,1667 2,3865 1,58 0,02 0,06127793 6,13 0,06666667 2,16666667 2,3872 1,58 0,03 0,121774087 12,18
Botton 5 35000 0,17 2,1667 2,3921 1,57 0,07 0,059639 5,96 0,33333333 2,16666667 2,4095 1,54 0,13 0,114673271 11,47
Top 5 100000 0,17 2,1667 2,3921 1,57 0,07 0,02087365 2,09 0,33333333 2,16666667 2,4095 1,54 0,13 0,040135645 4,01
Botton 20 100000 0,67 2,1667 2,4777 1,45 0,20 0,01828238 1,83 1,33333333 2,16666667 2,7335 1,22 0,23 0,02963686 2,96
Top 20 100000 0,67 2,1667 2,4777 1,45 0,20 0,01828238 1,83 1,33333333 2,16666667 2,7335 1,22 0,23 0,02963686 2,96
Botton 30 100000 1,00 2,1667 2,5874 1,33 0,22 0,01648055 1,65 2 2,16666667 3,1136 1,01 0,21 0,024146019 2,41
Top 30 100000 1,00 2,1667 2,5874 1,33 0,22 0,01648055 1,65 2 2,16666667 3,1136 1,01 0,21 0,024146019 2,41
Botton 60 100000 2,00 2,1667 3,1136 1,01 0,21 0,01207301 1,21 4 2,16666667 4,6577 0,62 0,15 0,014670436 1,47
STOTAL (m) 1,10 3,47
AVERAGE SETTLEMENT (m)
AVERAGE SETTLEMENT (cm)
2,38
Limestone 10 0,180,55
Limestone 30 0,440,95
Quaternary 4 0,160,71
Marl 15 0,261,05
STRATA LEVELS (m)
Fill 1 0,050,22
B=1-v-2v2
Surcharge
Poisson modulus
At the corner SETTLEMENT AT CORNER At the centre SETTLEMENT AT CENTRE
CALCULATION OF SETTLEEMNT UNDER AN UNIFORMLY DISTRIBUTED RECTANGULAR LOAD STEINBRENNER METHOD
INPUT DATA
Width of foundation
SECCIÓN 16A=1-v2
Length of foundation
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 153
Depósitos Tensión de trabajo S centro Coeficiente de balasto(P/S)
(KPa) (cm) (kN/m3)
W 100 3,01 3322,26
E 100 3,47 2881,84
Tabla 63 Cálculo de coeficiente de balasto
12.3.4 Calculo de estabilidad del talud de excavación
A continuación se muestra un resumen de los espesores previstos de excavación y
relleno para la realización de los taludes temporales para la construcción de la
instalación, a partir de la cota de excavación general del emplazamiento, Tabla 64.
Tabla 64 Depósitos de agua bruta
Los taludes de las excavaciones temporales se han proyectado con un talud 1H:1V.
12.3.5 Conclusiones y recomendaciones constructivas
Se ha realizado un cálculo de cimentación directa, según el dimensionamiento
estructural.
El apoyo de la cimentación debe de situarse siempre una vez retirado un metro de
material debido a sus características expansivas y una vez rellenado según sección
mostrada.
Excavación Relleno
m m
SW Nbg1-Nbg2 9 9
SE Nbg1-Nbg2 9 9
Depositos de agua bruta Unidad de cimentación
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 154
Figura 49 Sección depósito de agua bruta
Con objeto de asegurar la correcta ejecución de los rellenos proyectados, y su control, se
incluyen algunas indicaciones específicas para la formación de los rellenos.
Bajo la losa es necesario un espesor de 0,3 m de material granular para intentar drenar
las posibles filtraciones. Por debajo del material drenante se coloca un espesor de 0,6 m
de material de la excavación estabilizado con cal y por debajo otros 0,4 m de espesor de
material estabilizado con cal in situ, para impermeabilizar la zona e impedir que el agua
no pueda alcanzar el material subyacente debido a su carácter expansivo.
Bajo la zapata es necesario un espesor de 0,6 m de material de la excavación
estabilizado con cal y por debajo otros 0,4 m de espesor de material estabilizado con cal
in situ, para impermeabilizar la zona e impedir que el agua no pueda alcanzar el material
subyacente debido a su carácter expansivo.
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 155
Para rellenar los taludes provisionales será necesario colocar un material granular para
drenar las posibles filtraciones de agua e impermeabilizarlo con material estabilizado con
cal.
En cualquier caso, los taludes provisionales de excavación no deberán ser superiores al
1H:1V, para evitar inestabilidades.
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 156
12.4 Tanques de cabecera
Los tanques de cabecera se encuentran situados en la zona más septentrional del
emplazamiento.
Figura 50 Localización Tanques de cabecera
12.4.1 Trabajos realizados
Se han realizado reconocimientos de campo en el futuro emplazamiento de los tanques
de cabecera para estudiar los materiales existentes.
Para caracterizar los materiales se ha contado con todos los ensayos que se han
realizado en el emplazamiento del PTAP.
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 157
12.4.2 Geología y geotecnia
El corte geológico que podemos suponer en la zona de implantación edificio es el
siguiente:
Bajo el edificio se encuentra la unidad Qpp1 con un espesor de unos 5-6m. Bajo esta
unidad se encuentra la unidad Qpp2. Ambas unidades tienen la misma naturaleza, arcillas
de baja y alta plasticidad.
Dependiendo de la zona de los depósitos la columna de cálculo será variable, ya que el
emplazamiento presenta una geomorfología heterogénea con una pendiente de 10º.
No se ha detectado nivel freático en todo el emplazamiento.
12.4.3 Condiciones de Cimentación
Se ha estudiado la tensión admisible y se ha realizado un estudio de asientos bajo la
solera.
El estudio de asientos producidos bajo la solera se ha estudiado a partir de la columna de
cálculo más desfavorable, tanto en el centro de la losa como en la esquina.
La zona del emplazamiento por lo general presenta la unidad geotécnica Qpp1 con unos
5-6 metros de espesor, a muro de esta unidad se encuentra la unidad Qpp2
Según el dimensionamiento estructural se empleará una losa de cimentación de 22m de
diámetro y dimensiones equivalentes de 19,5 m x 19,5 m para apoyar cada depósito.
Al igual que en el caso anterior, los parámetros de cálculo se han tomado de la
caracterización geotécnica definida en apartado 6.
A continuación se muestran las principales características de la cimentación superficial
proyectada para la zapata, aplicando la formulación de Brinch –Hansen.
Tabla 65 Cálculo de tensión admisible
Presión de hundimiento metodos analiticos
B(m) L(m) D(m) qOK C
(t/m2)
1
(t/m3)
k
(t/m3)Nq Nc Ny dc dq dy sc sq sy ic iq iy tc tq ty
Qh
(t/m2)
Qadm
(kg/cm2)
19,5 19,5 1 1,950 25 2,0 1,95 1,50 10,66 20,72 9,01 1,02 1,02 1,00 1,5 1,5 0,7 1,00 1,00 1,00 1,000 1,000 1,000 188,16 6,27
B(m) L(m) D(m) qOK Cu
(t/m2)
1
(t/m3)
k
(t/m3)Nq Nc Ny dc dq dy sc sq sy ic iq iy tc tq ty
Qh
(t/m2)
Qadm
(kg/cm2)
19,5 19,5 1 1,95 0 10,0 1,95 1,95075 1 5,14 0 1,02 1,0 1 1,2 1,2 0,7 0,9974 1 1 1,0 1,0 1,0 64,83 2,16
CORTO PLAZO
LARGO PLAZO
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 158
Una vez realizada la comprobación de la seguridad frente al hundimiento del terreno se
ha realizado la estimación de los asientos aplicando el modelo elástico para cada una de
las secciones estudiadas, para una tensión de 200 kPa. A continuación se presenta el
resultado de cálculo más desfavorable a partir del cual se va a dimensionar la
cimentación. No obstante en el apéndice 3 se presentan los cálculos realizados para
cada una de las secciones.
Tabla 66 Cálculo de asientos
Para definir el asiento admisible para los tanques se ha aplicado las recomendaciones de
la norma británica “ Bristish Standard BS 7777, 3rd part Recommendations for the design
and construction of prestressed and reinforced concrete tanks and tank foundations, and
for the design and insulation, tank liners and tank coatings “.
En la tabla siguiente, se muestran los valores obtenidos de L/S, donde L (longitud entre el
centro y la esquina) y S (asiento máximo estimado). Los valores siempre se encuentran
por debajo de los valores definidos en la norma británica (1/300).
B= 19,5 m A= 0,91
L= 19,5 m B= 0,52
Q= 200 kPa
v= 0,3 -
D=
THICKNESS (m) ELASTIC MODULUS (KPa) m n t 1 2 S (m) S (cm) AS(cm) m n t 1 2 S (m) AS(cm) AS(cm)
Top 0 15000 0 1 1,4142 1,12 0,00 0,13275623 13,28 0 1 1,4142 1,12 0,00 0,26551245 26,55
Botton 1 15000 0,05 1 1,4151 1,12 0,02 0,13096301 13,10 0,1025641 1 1,4179 1,12 0,05 0,258103472 25,81
Top 1 28000 0,05 1 1,4151 1,12 0,02 0,07015876 7,02 0,1025641 1 1,4179 1,12 0,05 0,138269717 13,83
Botton 5 28000 0,26 1 1,4373 1,09 0,10 0,06571814 6,57 0,51282051 1 1,5043 1,02 0,15 0,118510186 11,85
Top 5 100000 0,26 1 1,4373 1,09 0,10 0,01840108 1,84 0,51282051 1 1,5043 1,02 0,15 0,033182852 3,32
Botton 20 100000 1,03 1 1,7470 0,83 0,17 0,01302577 1,30 2,05128205 1 2,4915 0,54 0,13 0,016658097 1,67
Top 20 100000 1,03 1 1,7470 0,83 0,17 0,01302577 1,30 2,05128205 1 2,4915 0,54 0,13 0,016658097 1,67
Botton 30 100000 1,54 1 2,0897 0,66 0,15 0,01027575 1,03 3,07692308 1 3,3864 0,39 0,09 0,011852972 1,19
Top 30 100000 1,54 1 2,0897 0,66 0,15 0,01027575 1,03 3,07692308 1 3,3864 0,39 0,09 0,011852972 1,19
Botton 39 100000 2,00 1 2,4495 0,55 0,13 0,00849468 0,85 4 1 4,2426 0,31 0,07 0,009335048 0,93
STOTAL (m) 1,61 5,10
AVERAGE SETTLEMENT (cm)
3,49
Limestone 9 0,180,25
AVERAGE SETTLEMENT (m)
Marl 15 0,541,65
Limestone 10 0,280,48
Fill 1 0,180,74
Quaternary 4 0,441,98
At the corner SETTLEMENT AT CORNER At the centre SETTLEMENT AT CENTRE
STRATA LEVELS (m)
CALCULATION OF SETTLEEMNT UNDER AN UNIFORMLY DISTRIBUTED RECTANGULAR LOAD STEINBRENNER METHOD
INPUT DATA
Width of foundation A=1-v2
Length of foundation B=1-v-2v2
Surcharge
Poisson modulus
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 159
Tabla 67 Asientos admisibles
A continuación se presenta el coeficiente de balasto presentado para estos depósitos a
partir de la tensión y asiento calculados.
Tensión de trabajo S centro Coeficiente de balasto(P/S)
(KPa) (cm) (kN/m3)
200 5,10 3921,57
Tabla 68 Cálculo de coeficiente de balasto vertical
12.4.4 Calculo de estabilidad del talud de excavación
A continuación se muestra un resumen de los espesores previstos de excavación y
relleno para la realización de los taludes temporales para la construcción de la
instalación, a partir de la cota de excavación general del emplazamiento,Tabla 69.
Tabla 69 Tanques de cabecera
Los taludes de las excavaciones temporales se han proyectado con un talud 1H:1V.
12.4.5 Conclusiones y recomendaciones constructivas
Se ha realizado un cálculo de cimentación directa, según el dimensionamiento
estructural.
El apoyo de la cimentación debe de situarse siempre una vez retirado un metro de
material debido a sus características expansivas y una vez rellenado según sección
mostrada.
S centro S diferencial LS L/S L/S
B(m) L(m) Diámetro (m) (cm) (cm)
Tanques de cabecera 19,5 19,5 22 5,1 3,49 1100/3,49 1/315 279,3696275
Instalaciones
Dimensiones
Excavación Relleno
m m
Qpp1-Qpp2 2 2
Tanques de cabecera Unidad de cimentación
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 160
Figura 51 Sección tanque de cabecera
Con objeto de asegurar la correcta ejecución de los rellenos proyectados, y su control, se
incluyen algunas indicaciones específicas para la formación de los rellenos.
Bajo la losa es necesario un espesor de 0,9 m de material granular para intentar drenar
las posibles filtraciones. Por debajo del material drenante se coloca un espesor de 0,6 m
de material de la excavación estabilizado con cal y por debajo otros 0,4 m de espesor de
material estabilizado con cal in situ, para impermeabilizar la zona e impedir que el agua
no pueda alcanzar el material subyacente debido a su carácter expansivo.
En cualquier caso, los taludes provisionales de excavación no deberán ser superiores al
1H:1V, para evitar inestabilidades.
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 161
12.5 Almacenamiento de reactivos
Las instalaciones de almacenamiento de reactivos se encuentran situados en la zona
central-meridional del emplazamiento.
Figura 52 Localización Almacenamiento de reactivos
12.5.1 Trabajos realizados
Se han realizado reconocimientos de campo en el futuro emplazamiento de los
almacenes para reactivos para estudiar los materiales existentes.
Para caracterizar los materiales se ha contado con todos los ensayos que se han
realizado en el emplazamiento del PTAP.
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 162
12.5.2 Geología y geotecnia
El corte geológico que podemos suponer en la zona de implantación de los
almacenamiento de reactivos es el siguiente:
Bajo la instalación se encuentra la unidad Ngb1 con un espesor de unos 5-6m. Bajo esta
unidad se encuentra la unidad Ngb2. Ambas unidades tienen la misma naturaleza, arcillas
de baja y alta plasticidad.
Dependiendo de la zona la columna de cálculo será variable, ya que el emplazamiento
presenta una geomorfología muy heterogénea con una pendiente de 10º.
No se ha detectado nivel freático en todo el emplazamiento.
12.5.3 Condiciones de Cimentación
Se ha estudiado la tensión admisible y se ha realizado un estudio de asientos bajo la
cimentación.
Se ha realizado un cálculo conservador, estimando la tensión admisible y asientos para
unas dimensiones de 10 x 75.
El estudio de asientos producido, se ha estudiado a partir de las diferentes columnas de
cálculo presentadas de cada una de las secciones presentadas en el movimiento de
tierras, tanto en el centro de la losa como en la esquina.
La zona del emplazamiento por lo general presenta la unidad geotécnica Ngb1 con unos
5-6 metros de espesor, a muro de esta unidad se encuentra la unidad Ngb2.
Teniendo en cuenta que el terreno presenta cierta pendiente, la columna de cálculo será
ligeramente diferente a lo largo de la planta de los depósitos, lo que conllevara resultados
ligeramente distintos en los asientos calculados.
Para definir las condiciones de cimentación se divide en dos, el que se sitúa al este y el
del oeste tal y como se representa en la Figura 52.
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 163
Según el dimensionamiento estructural la instalación de almacenamiento de reactivos
consta de un edificio cimentado mediante zapatas (2,10m2) y unos depósitos cimentados
mediante losas (10,75 x 52,10), inferiores en cualquier caso a 10m x 75m (huella de toda
la instalación de almacenamiento de reactivos).
Como se ha comentado, se ha presentado un cálculo conservador con dimensiones de
cimentación máximas de 10 m x 75 m, con una tensión de 100 kPa.
Al igual que en el caso anterior, los parámetros de cálculo se han tomado de la
caracterización geotécnica definida en apartado 6.
A continuación se muestran las principales características de la cimentación superficial
proyectada para la zapata, aplicando la formulación de Brinch –Hansen.
Tabla 70 Cálculo de tensión admisible
Una vez realizada la comprobación de la seguridad frente al hundimiento del terreno se
ha realizado la estimación de los asientos aplicando el modelo elástico para cada una de
las secciones estudiadas, para una tensión de 100 kPa. A continuación se presenta el
resultado de cálculo más desfavorable a partir del cual se va a dimensionar la
cimentación. No obstante en el apéndice 3se presentan los cálculos realizados para cada
una de las secciones.
Presión de hundimiento metodos analiticos
B(m) L(m) D(m) qOK C
(t/m2)
1
(t/m3)
k
(t/m3)Nq Nc Ny dc dq dy sc sq sy ic iq iy tc tq ty
Qh
(t/m2)
Qadm
(kg/cm2)
10 75 1 1,950 25 2,0 1,95 1,50 10,66 20,72 9,01 1,03 1,03 1,00 1,1 1,1 0,96 1,00 1,00 1,00 1,000 1,000 1,000 133,66 4,46
B(m) L(m) D(m) qOK Cu
(t/m2)
1
(t/m3)
k
(t/m3)Nq Nc Ny dc dq dy sc sq sy ic iq iy tc tq ty
Qh
(t/m2)
Qadm
(kg/cm2)
10 75 1 1,95 0 10,0 1,95 1,95 1 5,14 0 1,04 1,0 1 1,0 1 0,96 0,9993 1 1 1,0 1,0 1,0 56,82 1,89
LARGO PLAZO
CORTO PLAZO
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 164
Tabla 71 Cálculo de asientos almacenamiento de reactivos W
Tabla 72 Cálculo de asientos almacenamiento de reactivos E
A continuación se presenta el coeficiente de balasto presentado para estas instalaciones
a partir de la tensión y asiento calculados.
Instalaciones
Dimensiones Tensión de
trabajo S centro Coeficiente de
balasto(P/S)
B(m) L(m) (KPa) (cm) (kN/m3)
Almacenamiento de reactivos W 10 75 100 0,99 10101,01
Almacenamiento de reactivos E 10 75 100 1,35 7407,41
Tabla 73 Coeficiente de almacenamiento de reactivos W y E
12.5.4 Calculo de estabilidad del talud de excavación
B= 10 m A= 0,91
L= 75 m B= 0,52
Q= 100 kPa
v= 0,3 -
D=
THICKNESS (m)ELASTIC MODULUS (KPa) m n t 1 2 S (m) S (cm) AS(m) m n t 1 2 S (m) AS(cm) AS(m)
Top 0 100000 0 7,5 7,5664 2,36 0,00 0,01074509 1,07 0 7,5 7,5664 2,36 0,00 0,02149017 2,15
Botton 1 100000 0,10 7,5 7,5670 2,36 0,05 0,01060887 1,06 0,2 7,5 7,5690 2,35 0,09 0,02092147 2,09
Top 1 100000 0,10 7,5 7,5670 2,36 0,05 0,01060887 1,06 0,2 7,5 7,5690 2,35 0,09 0,02092147 2,09
Botton 5 100000 0,50 7,5 7,5829 2,29 0,18 0,0099624 1,00 1 7,5 7,6322 2,14 0,25 0,01817171 1,82
Top 5 100000 0,50 7,5 7,5829 2,29 0,18 0,0099624 1,00 1 7,5 7,6322 2,14 0,25 0,01817171 1,82
Botton 20 100000 2,00 7,5 7,8262 1,84 0,28 0,00762708 0,76 4 7,5 8,5586 1,43 0,27 0,01154876 1,15
Top 20 100000 2,00 7,5 7,8262 1,84 0,28 0,00762708 0,76 4 7,5 8,5586 1,43 0,27 0,01154876 1,15
Botton 20 100000 2,00 7,5 7,8262 1,84 0,28 0,00762708 0,76 4 7,5 8,5586 1,43 0,27 0,01154876 1,15
Top 20 100000 2,00 7,5 7,8262 1,84 0,28 0,00762708 0,76 4 7,5 8,5586 1,43 0,27 0,01154876 1,15
Botton 20 100000 2,00 7,5 7,8262 1,84 0,28 0,00762708 0,76 4 7,5 8,5586 1,43 0,27 0,01154876 1,15
STOTAL (m) 0,31 0,99
CALCULATION OF SETTLEEMNT UNDER AN UNIFORMLY DISTRIBUTED RECTANGULAR LOAD STEINBRENNER METHOD
INPUT DATA
Width of foundation
Sección 8-9-10
A=1-v2
Length of foundation B=1-v-2v2
Surcharge
Poisson modulus
At the corner SETTLEMENT AT CORNER At the centre SETTLEMENT AT CENTRE
STRATA LEVELS (m)
Relleno 1 0,010,06
Ngb 4 0,060,27
0,00
AVERAGE SETTLEMENT (m)
Ngb 15 0,230,66
Ngb 0 0,000,00
AVERAGE SETTLEMENT (cm)
0,68
Ngb 0 0,00
B= 10 m A= 0,91
L= 75 m B= 0,52
Q= 100 kPa
v= 0,3 -
D=
THICKNESS (m)ELASTIC MODULUS (KPa) m n t 1 2 S (m) S (cm) AS(m) m n t 1 2 S (m) AS(cm) AS(m)
Top 0 35000 0 7,5 7,5664 2,36 0,00 0,03070025 3,07 0 7,5 7,5664 2,36 0,00 0,06140049 6,14
Botton 1 35000 0,10 7,5 7,5670 2,36 0,05 0,03031105 3,03 0,2 7,5 7,5690 2,35 0,09 0,05977564 5,98
Top 1 35000 0,10 7,5 7,5670 2,36 0,05 0,03031105 3,03 0,2 7,5 7,5690 2,35 0,09 0,05977564 5,98
Botton 3 35000 0,30 7,5 7,5723 2,33 0,12 0,0294347 2,94 0,6 7,5 7,5901 2,26 0,20 0,05592085 5,59
Top 3 100000 0,30 7,5 7,5723 2,33 0,12 0,01030214 1,03 0,6 7,5 7,5901 2,26 0,20 0,0195723 1,96
Botton 20 100000 2,00 7,5 7,8262 1,84 0,28 0,00762708 0,76 4 7,5 8,5586 1,43 0,27 0,01154876 1,15
Top 20 100000 2,00 7,5 7,8262 1,84 0,28 0,00762708 0,76 4 7,5 8,5586 1,43 0,27 0,01154876 1,15
Botton 20 100000 2,00 7,5 7,8262 1,84 0,28 0,00762708 0,76 4 7,5 8,5586 1,43 0,27 0,01154876 1,15
Top 20 100000 2,00 7,5 7,8262 1,84 0,28 0,00762708 0,76 4 7,5 8,5586 1,43 0,27 0,01154876 1,15
Botton 20 100000 2,00 7,5 7,8262 1,84 0,28 0,00762708 0,76 4 7,5 8,5586 1,43 0,27 0,01154876 1,15
STOTAL (m) 0,39 1,35
CALCULATION OF SETTLEEMNT UNDER AN UNIFORMLY DISTRIBUTED RECTANGULAR LOAD STEINBRENNER METHOD
INPUT DATA
Width of foundation
Sección 20-21
A=1-v2
Length of foundation B=1-v-2v2
Surcharge
Poisson modulus
At the corner SETTLEMENT AT CORNER At the centre SETTLEMENT AT CENTRE
STRATA LEVELS (m)
Relleno 1 0,040,16
Ngb 2 0,090,39
0,00
AVERAGE SETTLEMENT (m)
Ngb 17 0,270,80
Ngb 0 0,000,00
AVERAGE SETTLEMENT (cm)
0,96
Ngb 0 0,00
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 165
A continuación se muestra un resumen de los espesores previstos de excavación y
relleno para la construcción de la instalación, a partir de la cota de excavación general del
emplazamiento,Tabla 74.
Almacenamiento de reactivos
Unidad de cimentación Excavación Relleno
m m
SW Nbg1-Nbg2 - -
SE Nbg1-Nbg2 1 3
Tabla 74 Almacenamiento de reactivos
Las excavaciones para las zapatas se realizaran verticalmente.
12.5.5 Conclusiones y recomendaciones constructivas
Se ha realizado un cálculo de cimentación directa, según el dimensionamiento
estructural.
El apoyo de la cimentación debe de situarse siempre una vez retirado un espesor de
terreno natural debido a sus características expansivas y una vez rellenado según
secciones mostradas.
Con objeto de asegurar la correcta ejecución de los rellenos proyectados, y su control, se
incluyen algunas indicaciones específicas para la formación de los rellenos.
Bajo la losa es necesario un espesor de 0,3 m de material granular para intentar drenar
las posibles filtraciones. Por debajo del material drenante se coloca un espesor de 0,3 m
de material de la excavación estabilizado con cal y por debajo otros 0,4 m de espesor de
material estabilizado con cal in situ, para impermeabilizar la zona e impedir que el agua
no pueda alcanzar el material subyacente debido a su carácter expansivo.
Para rellenar los taludes provisionales será necesario colocar un material granular para
drenar las posibles filtraciones de agua e impermeabilizarlo con material estabilizado con
cal.
En cualquier caso, los taludes provisionales de excavación no deberán ser superiores al
1H:1V, para evitar inestabilidades.
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 166
Bajo la zapata es necesario un espesor de 2,5 m de concreto para intentar aislar la base
la zapata del terreno expansivo. Por debajo de la solera será necesario un espesor de 0,3
m de material de la excavación estabilizado con cal y por debajo otros 0,4 m de espesor
de material estabilizado con cal in situ, para impermeabilizar la zona e impedir que el
agua no pueda alcanzar el material subyacente debido a su carácter expansivo.
Figura 53 Edificio de la instalación de almacenamiento de reactivos
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 167
12.6 Espesadores, Homogeneización de lodos, y edifico de deshidratación
Los espesadores, homogeneización de lodos y edifico de deshidratación se encuentran
situados en la zona más meridional del emplazamiento, junto a los depósitos de agua
tratada.
Figura 54 Localización de espesadores, homogeneización de lodos y edifico de deshidratación.
12.6.1 Trabajos realizados
Se han realizado reconocimientos de campo en el futuro emplazamiento de los módulos
de tratamiento para estudiar los materiales existentes, donde se va a apoyar la misma.
Para caracterizar los materiales se ha contado con todos los ensayos que se han
realizado en el emplazamiento del PTAP.
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 168
12.6.2 Geología y geotecnia
El corte geológico que podemos suponer en la zona de implantación de las instalaciones
( espesadores, homogeneización de lodos y edificio de deshidratación) se encuentra la
unidad Ngb1 con un espesor de unos 6m. Bajo esta unidad se encuentra la unidad Ngb2.
Ambas unidades tienen la misma naturaleza, arcillas de baja y alta plasticidad.
Dependiendo de la zona de los depósitos la columna de cálculo será variable, ya que el
emplazamiento presenta una geomorfología muy heterogénea con una pendiente de 10º.
No se ha detectado nivel freático en todo el emplazamiento.
12.6.3 Condiciones de Cimentación
Se ha estudiado la tensión admisible y se ha realizado un estudio de asientos bajo la
solera.
El estudio de asientos producidos bajo la solera se ha estudiado a partir de las diferentes
columnas de cálculo presentadas de cada una de las secciones presentadas en el
movimiento de tierras, tanto en el centro de la losa como en la esquina.
Teniendo en cuenta que el terreno presenta cierta pendiente, la columna de cálculo será
ligeramente diferente a lo largo de la planta, lo que conllevara resultados ligeramente
distintos en los asientos calculados.
Para definir las condiciones de cimentación de las instalaciones, Figura 46 se han
utilizado las secciones del movimiento de tierras.
A continuación se especifica para cada instalación sus recomendaciones de cimentación.
o Espesadores
Según el dimensionamiento estructural se empleará una losa de cimentación de
dimensiones 7,5 m de diámetro y 6,5m x 6,5m de dimensiones equivalentes para apoyar
cada uno de los espesadores.
Al igual que en el caso anterior, los parámetros de cálculo se han tomado de la
caracterización geotécnica definida en apartado 6.
A continuación se muestran las principales características de la cimentación superficial
proyectada para la losa, aplicando la formulación de Brinch –Hansen.
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 169
Tabla 75 Calculo de tensión admisible
Una vez realizada la comprobación de la seguridad frente al hundimiento del terreno se
ha realizado la estimación de los asientos aplicando el modelo elástico, para una tensión
de 120 kPa. A continuación se presenta el resultado de cálculo a partir del cual se va a
dimensionar la cimentación. No obstante en el apéndice 3 se presentan los cálculos
realizados.
Tabla 76 Calculo de asientos para espesadores
A continuación se presenta el coeficiente de balasto presentado para estos módulos a
partir de la tensión y asiento calculados.
Tensión de trabajo S centro Coeficiente de balasto(P/S)
(KPa) (cm) (kN/m3)
120 1,63 7361,96
Tabla 77 Coeficiente de balasto
o Homogeneización de lodos
Según el dimensionamiento estructural se empleará una losa de cimentación de
dimensiones 6,5m x 6,5m para apoyar cada uno de los homogeneizadores de lodos.
Presión de hundimiento metodos analiticos
B(m) L(m) D(m) qOK C
(t/m2)
1
(t/m3)
k
(t/m3)Nq Nc Ny dc dq dy sc sq sy ic iq iy tc tq ty
Qh
(t/m2)
Qadm
(kg/cm2)
6,5 6,5 1 1,950 25 2,0 1,95 1,50 10,66 20,72 9,01 1,05 1,05 1,00 1,5 1,5 0,7 1,00 1,00 1,00 1,000 1,000 1,000 129,94 4,33
B(m) L(m) D(m) qOK Cu
(t/m2)
1
(t/m3)
k
(t/m3)Nq Nc Ny dc dq dy sc sq sy ic iq iy tc tq ty
Qh
(t/m2)
Qadm
(kg/cm2)
6,5 6,5 1 1,95 0 10,0 1,95 1,95 1 5,14 0 1,06 1,1 1 1,2 1,2 0,7 0,9928 1 1 1,0 1,0 1,0 67,05 2,23
LARGO PLAZO
CORTO PLAZO
B= 6,5 m A= 0,91
L= 6,5 m B= 0,52
Q= 120 kPa
v= 0,3 -
D=
THICKNESS (m)ELASTIC MODULUS (KPa)m n t 1 2 S (m) S (cm) AS(m) m n t 1 2 S (m) AS(cm) AS(m)
Top 0 15000 0 1 1,4142 1,12 0,00 0,02655125 2,66 0 1 1,4142 1,12 0,00 0,05310249 5,31
Botton 1 15000 0,15 1 1,4226 1,11 0,07 0,02540547 2,54 0,30769231 1 1,4473 1,08 0,11 0,04814711 4,81
Top 1 35000 0,15 1 1,4226 1,11 0,07 0,01088806 1,09 0,30769231 1 1,4473 1,08 0,11 0,02063447 2,06
Botton 5 35000 0,77 1 1,6099 0,93 0,17 0,00842096 0,84 1,53846154 1 2,0897 0,66 0,15 0,01174371 1,17
Top 5 100000 0,77 1 1,6099 0,93 0,17 0,00294734 0,29 1,53846154 1 2,0897 0,66 0,15 0,0041103 0,41
Botton 10 100000 1,54 1 2,0897 0,66 0,15 0,00205515 0,21 3,07692308 1 3,3864 0,39 0,09 0,00237059 0,24
Top 10 100000 1,54 1 2,0897 0,66 0,15 0,00205515 0,21 3,07692308 1 3,3864 0,39 0,09 0,00237059 0,24
Botton 12 100000 1,85 1 2,3256 0,59 0,13 0,00180544 0,18 3,69230769 1 3,9539 0,33 0,08 0,0020104 0,20
Top 12 100000 1,85 1 2,3256 0,59 0,13 0,00180544 0,18 3,69230769 1 3,9539 0,33 0,08 0,0020104 0,20
Botton 15 100000 2,31 1 2,7066 0,49 0,12 0,00151592 0,15 4,61538462 1 4,8272 0,27 0,07 0,00163241 0,16
STOTAL (m) 0,50 1,63
CALCULATION OF SETTLEEMNT UNDER AN UNIFORMLY DISTRIBUTED RECTANGULAR LOAD STEINBRENNER METHOD
INPUT DATA
Width of foundation A=1-v2
Length of foundation B=1-v-2v2
Surcharge
Poisson modulus sección mas desfavorable
0,50
Ngb 4 0,250,89
Rellno 1 0,11
0,04
AVERAGE SETTLEMENT (m)
Ngb 5 0,090,17
Ngb 2 0,020,04
AVERAGE SETTLEMENT (cm)
1,13
Ngb 3 0,03
At the corner SETTLEMENT AT CORNER At the centre SETTLEMENT AT CENTRE
STRATA LEVELS (m)
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 170
Al igual que en el caso anterior, los parámetros de cálculo se han tomado de la
caracterización geotécnica definida en apartado 6.
A continuación se muestran las principales características de la cimentación superficial
proyectada para la losa, aplicando la formulación de Brinch –Hansen.
Tabla 78 Calculo de tensión admisible
Una vez realizada la comprobación de la seguridad frente al hundimiento del terreno se
ha realizado la estimación de los asientos aplicando el modelo elástico, para una tensión
de 100 kPa. A continuación se presenta el resultado de cálculo a partir del cual se va a
dimensionar la cimentación. No obstante en el apéndice 3 se presentan los cálculos
realizados.
Tabla 79 Calculo de asientos para homogeneizador de lodos
A continuación se presenta el coeficiente de balasto presentado para estos módulos a
partir de la tensión y asiento calculados.
Presión de hundimiento metodos analiticos
B(m) L(m) D(m) qOK C
(t/m2)
1
(t/m3)
k
(t/m3)Nq Nc Ny dc dq dy sc sq sy ic iq iy tc tq ty
Qh
(t/m2)
Qadm
(kg/cm2)
17,5 22,3 1 1,950 25 2,0 1,95 1,50 10,66 20,72 9,01 1,02 1,02 1,00 1,4 1,4 0,76 1,00 1,00 1,00 1,000 1,000 1,000 179,50 5,98
B(m) L(m) D(m) qOK Cu
(t/m2)
1
(t/m3)
k
(t/m3)Nq Nc Ny dc dq dy sc sq sy ic iq iy tc tq ty
Qh
(t/m2)
Qadm
(kg/cm2)
17,5 22,3 1 1,95 0 10,0 1,95 1,95035294 1 5,14 0 1,02 1,0 1 1,2 1,2 0,76 0,9978 1 1 1,0 1,0 1,0 62,73 2,09
LARGO PLAZO
CORTO PLAZO
B= 17,5 m A= 0,91
L= 22,3 m B= 0,52
Q= 100 kPa
v= 0,3 -
D=
THICKNESS (m)ELASTIC MODULUS (KPa) m n t 1 2 S (m) S (cm) AS(m) m n t 1 2 S (m) AS(cm) AS(m)
Top 0 25000 0 1,27428571 1,6198 1,26 0,00 0,04016897 4,02 0 1,27428571 1,6198 1,26 0,00 0,08033793 8,03
Botton 1 25000 0,06 1,27428571 1,6208 1,26 0,03 0,03963098 3,96 0,11428571 1,27428571 1,6238 1,26 0,05 0,07811507 7,81
Top 1 35000 0,06 1,27428571 1,6208 1,26 0,03 0,02830784 2,83 0,11428571 1,27428571 1,6238 1,26 0,05 0,05579648 5,58
Botton 5 35000 0,29 1,27428571 1,6448 1,23 0,11 0,02653174 2,65 0,57142857 1,27428571 1,7177 1,15 0,17 0,04790192 4,79
Top 5 100000 0,29 1,27428571 1,6448 1,23 0,11 0,00928611 0,93 0,57142857 1,27428571 1,7177 1,15 0,17 0,01676567 1,68
Botton 20 100000 1,14 1,27428571 1,9824 0,94 0,19 0,00660586 0,66 2,28571429 1,27428571 2,8015 0,62 0,14 0,00849918 0,85
Top 20 100000 1,14 1,27428571 1,9824 0,94 0,19 0,00660586 0,66 2,28571429 1,27428571 2,8015 0,62 0,14 0,00849918 0,85
Botton 30 100000 1,71 1,27428571 2,3585 0,75 0,17 0,00522982 0,52 3,42857143 1,27428571 3,7920 0,44 0,11 0,00606371 0,61
Top 30 100000 1,71 1,27428571 2,3585 0,75 0,17 0,00522982 0,52 3,42857143 1,27428571 3,7920 0,44 0,11 0,00606371 0,61
Botton 35 100000 2,00 1,27428571 2,5737 0,68 0,15 0,00469763 0,47 4 1,27428571 4,3155 0,39 0,09 0,00528065 0,53
STOTAL (m) 0,69 2,16
CALCULATION OF SETTLEEMNT UNDER AN UNIFORMLY DISTRIBUTED RECTANGULAR LOAD STEINBRENNER METHOD
INPUT DATA
Width of foundation
Sección 9
A=1-v2
Length of foundation B=1-v-2v2
Surcharge
Poisson modulus
Relleno 1 0,050,22
Ngb 4 0,180,79
At the corner SETTLEMENT AT CORNER At the centre SETTLEMENT AT CENTRE
STRATA LEVELS (m)
Ngb 5 0,050,08
AVERAGE SETTLEMENT (m)
Ngb 15 0,270,83
Ngb 10 0,140,24
AVERAGE SETTLEMENT (cm)
1,47
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 171
Tensión de trabajo S centro Coeficiente de balasto(P/S)
(KPa) (cm) (kN/m3)
100 2,16 4329,63
Tabla 80 Coeficiente de balasto
o Edificio de deshidratación
Según el dimensionamiento estructural se empleará una losa de cimentación de
dimensiones 16,4 m x 22,4 m para apoyar cada módulo.
Al igual que en el caso anterior, los parámetros de cálculo se han tomado de la
caracterización geotécnica definida en apartado 6.
A continuación se muestran las principales características de la cimentación superficial
proyectada para la losa, aplicando la formulación de Brinch –Hansen.
Tabla 81 Calculo de tensión admisible
Una vez realizada la comprobación de la seguridad frente al hundimiento del terreno se
ha realizado la estimación de los asientos aplicando el modelo elástico, para una tensión
de 100 kPa. A continuación se presenta el resultado de cálculo a partir del cual se va a
dimensionar la cimentación. No obstante en el apéndice 3 se presentan los cálculos
realizados para cada una de las secciones.
Presión de hundimiento metodos analiticos
B(m) L(m) D(m) qOK C
(t/m2)
1
(t/m3)
k
(t/m3)Nq Nc Ny dc dq dy sc sq sy ic iq iy tc tq ty
Qh
(t/m2)
Qadm
(kg/cm2)
16,4 22,4 1 1,950 25 2,0 1,95 1,50 10,66 20,72 9,01 1,02 1,02 1,00 1,4 1,4 0,78 1,00 1,00 1,00 1,000 1,000 1,000 173,96 5,80
B(m) L(m) D(m) qOK Cu
(t/m2)
1
(t/m3)
k
(t/m3)Nq Nc Ny dc dq dy sc sq sy ic iq iy tc tq ty
Qh
(t/m2)
Qadm
(kg/cm2)
16,4 22,4 1 1,95 0 10,0 1,95 1,95035294 1 5,14 0 1,02 1,0 1 1,1 1,1 0,78 0,9977 1 1 1,0 1,0 1,0 62,25 2,08
LARGO PLAZO
CORTO PLAZO
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 172
Tabla 82 Calculo de asientos para edificios de deshidratación
A continuación se presenta el coeficiente de balasto presentado para estos edificios a
partir de la tensión y asiento calculados.
Tensión de trabajo S centro Coeficiente de balasto(P/S)
(KPa) (cm) (kN/m3)
100 2,34 4273,50
Tabla 83 Coeficiente de balasto
12.6.4 Calculo de estabilidad del talud de excavación.
A continuación se muestra un resumen de los espesores previstos de excavación y
relleno para la realización de los taludes temporales para la construcción de cada
instalación, a partir de la cota de excavación general del emplazamiento.
Unidad de cimentación Excavación Relleno
m m
Espesadores Nbg1-Nbg2 3 4
Decantación de lavados Nbg1-Nbg2 8 8
Edificio de deshidratación Nbg1-Nbg2 1 1
Tabla 84 Espesadores, Decantación de lavados y edificio de deshidratación
Los taludes de las excavaciones temporales se han proyectado con un talud 1H:1V.
12.6.5 Conclusiones y recomendaciones constructivas
B= 16,4 m A= 0,91
L= 22,4 m B= 0,52
Q= 100 kPa
v= 0,3 -
D=
THICKNESS (m) ELASTIC MODULUS (KPa) m n t 1 2 S (m) S (cm) AS(m) m n t 1 2 S (m) AS(cm) AS(m)
Top 0 25000 0 1,3659 1,6928 1,30 0,00 0,03886092 3,89 0 1,36585366 1,6928 1,30 0,00 0,077721846 7,77
Botton 2 25000 0,12 1,3659 1,6972 1,30 0,06 0,03774668 3,77 0,24390244 1,36585366 1,7103 1,28 0,10 0,072986569 7,30
Top 2 35000 0,12 1,3659 1,6972 1,30 0,06 0,02696191 2,70 0,24390244 1,36585366 1,7103 1,28 0,10 0,052133264 5,21
Botton 6 35000 0,37 1,3659 1,7319 1,25 0,13 0,02509018 2,51 0,73170732 1,36585366 1,8442 1,13 0,18 0,043865862 4,39
Top 6 100000 0,37 1,3659 1,7319 1,25 0,13 0,00878156 0,88 0,73170732 1,36585366 1,8442 1,13 0,18 0,015353052 1,54
Botton 20 100000 1,22 1,3659 2,0863 0,95 0,19 0,00629369 0,63 2,43902439 1,36585366 2,9689 0,62 0,14 0,008039688 0,80
Top 20 100000 1,22 1,3659 2,0863 0,95 0,19 0,00629369 0,63 2,43902439 1,36585366 2,9689 0,62 0,14 0,008039688 0,80
Botton 30 100000 1,83 1,3659 2,4923 0,76 0,17 0,00495975 0,50 3,65853659 1,36585366 4,0312 0,44 0,11 0,005722121 0,57
Top 30 100000 1,83 1,3659 2,4923 0,76 0,17 0,00495975 0,50 3,65853659 1,36585366 4,0312 0,44 0,11 0,005722121 0,57
Botton 35 100000 2,13 1,3659 2,7240 0,69 0,16 0,00444854 0,44 4,26829268 1,36585366 4,5917 0,39 0,09 0,004980199 0,50
STOTAL (m) 0,73 2,34
CALCULATION OF SETTLEEMNT UNDER AN UNIFORMLY DISTRIBUTED RECTANGULAR LOAD STEINBRENNER METHOD
INPUT DATA
Width of foundation
SECCIÓN 11A=1-v2
Length of foundation B=1-v-2v2
Surcharge
Poisson modulus
At the corner SETTLEMENT AT CORNER SETTLEMENT AT CENTRE
STRATA LEVELS (m)
Relleno 2 0,110,47
At the centre
Nbg 4 0,190,83
Nbg 14 0,250,73
0,23
Nbg 5 0,050,07
AVERAGE SETTLEMENT (m)
AVERAGE SETTLEMENT (cm)
1,61
Nbg 10 0,13
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 173
Se ha realizado un cálculo de cimentación directa, según el dimensionamiento
estructural.
El apoyo de la cimentación debe de situarse siempre una vez retirado un espesor de
terreno natural debido a sus características expansivas y una vez rellenado según
secciones mostradas.
Con objeto de asegurar la correcta ejecución de los rellenos proyectados, y su control, se
incluyen algunas indicaciones específicas para la formación de los rellenos.
Bajo la losa es necesario un espesor de 0,3 m de material granular para intentar drenar
las posibles filtraciones. Por debajo del material drenante se coloca un espesor de 0,3 m
de material de la excavación estabilizado con cal y por debajo otros 0,4 m de espesor de
material estabilizado con cal in situ, para impermeabilizar la zona e impedir que el agua
no pueda alcanzar el material subyacente debido a su carácter expansivo.
Para rellenar los taludes provisionales será necesario colocar un material granular para
drenar las posibles filtraciones de agua e impermeabilizarlo con material estabilizado con
cal.
En cualquier caso, los taludes provisionales de excavación no deberán ser superiores al
1H:1V, para evitar inestabilidades.
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 174
Figura 55 Decantación de lavados
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 175
Figura 56 Espesadores
Bajo la zapata es necesario un espesor de 2,5 m de concreto para intentar aislar la base
la zapata del terreno expansivo. Por debajo de la solera será necesario un espesor de 0,3
m de material de la excavación estabilizado con cal y por debajo otros 0,4 m de espesor
de material estabilizado con cal in situ, para impermeabilizar la zona e impedir que el
agua no pueda alcanzar el material subyacente debido a su carácter expansivo.
Figura 57 Edificio de deshidratación
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 176
12.7 Módulos de tratamiento
Los módulos de tratamiento se encuentran situados en la zona más meridional del
emplazamiento.
Figura 58 Localización de módulos de tratamiento.
12.7.1 Trabajos realizados
Se han realizado reconocimientos de campo en el futuro emplazamiento de los módulos
de tratamiento para estudiar los materiales existentes, donde se va a apoyar la misma.
Para caracterizar los materiales se ha contado con todos los ensayos que se han
realizado en el emplazamiento del PTAP.
12.7.2 Geología y geotecnia
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 177
El corte geológico que podemos suponer en la zona de implantación de los módulos de
tratamiento es el siguiente:
Bajo los depósitos se encuentra la unidad Ngb1 con un espesor de unos 6m. Bajo esta
unidad se encuentra la unidad Ngb2. Ambas unidades tienen la misma naturaleza, arcillas
de baja y alta plasticidad.
Dependiendo de la zona de los depósitos la columna de cálculo será variable, ya que el
emplazamiento presenta una geomorfología muy heterogénea con una pendiente de 10º.
No se ha detectado nivel freático en todo el emplazamiento.
12.7.3 Condiciones de Cimentación
Se ha estudiado la tensión admisible y se ha realizado un estudio de asientos bajo la
solera.
El estudio de asientos producidos bajo la solera se ha estudiado a partir de las diferentes
columnas de cálculo presentadas de cada una de las secciones presentadas en el
movimiento de tierras, tanto en el centro de la losa como en la esquina.
La zona del emplazamiento por lo general presenta la unidad geotécnica Ngb1 con unos
5 metros de espesor, a muro de esta unidad se encuentra la unidad Ngb2.
Teniendo en cuenta que el terreno presenta cierta pendiente, la columna de cálculo será
ligeramente diferente a lo largo de la planta de los módulos, lo que conllevara resultados
ligeramente distintos en los asientos calculados.
A continuación se especifica para cada una de estas zonas el cálculo de cimentación.
Según el dimensionamiento estructural se empleará una losa de cimentación de
dimensiones 40 m x 65 m para apoyar cada módulo.
Al igual que en el caso anterior, los parámetros de cálculo se han tomado de la
caracterización geotécnica definida en apartado 6.
A continuación se muestran las principales características de la cimentación superficial
proyectada para la losa, aplicando la formulación de Brinch –Hansen.
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 178
Tabla 85 Calculo de tensión admisible
Una vez realizada la comprobación de la seguridad frente al hundimiento del terreno se
ha realizado la estimación de los asientos aplicando el modelo elástico para cada una de
las secciones estudiadas, para una tensión de 100 kPa. A continuación se presenta el
resultado de cálculo más desfavorable a partir del cual se va a dimensionar la
cimentación. No obstante en el apéndice 3 se presentan los cálculos realizados para
cada una de las secciones.
Tabla 86 Calculo de asientos para Módulos de tratamiento
A continuación se presenta el coeficiente de balasto presentado para estos módulos a
partir de la tensión y asiento calculados.
Presión de hundimiento metodos analiticos
B(m) L(m) D(m) qOK C
(t/m2)
1
(t/m3)
k
(t/m3)Nq Nc Ny dc dq dy sc sq sy ic iq iy tc tq ty
Qh
(t/m2)
Qadm
(kg/cm2)
40 65 1 1,950 25 2,0 1,95 1,50 10,66 20,72 9,01 1,01 1,01 1,00 1,3 1,3 0,82 1,00 1,00 1,00 1,000 1,000 1,000 303,07 10,10
B(m) L(m) D(m) qOK Cu
(t/m2)
1
(t/m3)
k
(t/m3)Nq Nc Ny dc dq dy sc sq sy ic iq iy tc tq ty
Qh
(t/m2)
Qadm
(kg/cm2)
40 65 1 1,95 0 10,0 1,95 1,9515 1 5,14 0 1,01 1,0 1 1,1 1,1 0,82 0,9992 1 1 1,0 1,0 1,0 60,27 2,01
LARGO PLAZO
CORTO PLAZO
B= 40 m A= 0,91
L= 65 m B= 0,52
Q= 100 kPa
v= 0,3 -
D=
THICKNESS (m) ELASTIC MODULUS (KPa) m n t 1 2 S (m) S (cm) AS(m) m n t 1 2 S (m) AS(cm) AS(m)
Top 0 25000 0 1,625 1,9080 1,41 0,00 0,1023255 10,23 0 1,625 1,9080 1,41 0,00 0,204650994 20,47
Botton 1 25000 0,03 1,625 1,9082 1,41 0,01 0,10179821 10,18 0,05 1,625 1,9087 1,40 0,02 0,202512791 20,25
Top 1 35000 0,03 1,625 1,9082 1,41 0,01 0,07271301 7,27 0,05 1,625 1,9087 1,40 0,02 0,144651993 14,47
Botton 2 35000 0,05 1,625 1,9087 1,40 0,02 0,072326 7,23 0,1 1,625 1,9107 1,40 0,05 0,143042422 14,30
Top 2 100000 0,05 1,625 1,9087 1,40 0,02 0,0253141 2,53 0,1 1,625 1,9107 1,40 0,05 0,050064848 5,01
Botton 20 100000 0,50 1,625 1,9725 1,32 0,16 0,02236192 2,24 1 1,625 2,1542 1,15 0,21 0,03742703 3,74
Top 20 100000 0,50 1,625 1,9725 1,32 0,16 0,02236192 2,24 1 1,625 2,1542 1,15 0,21 0,03742703 3,74
Botton 30 100000 0,75 1,625 2,0502 1,24 0,19 0,02051462 2,05 1,5 1,625 2,4271 0,97 0,20 0,03109337 3,11
Top 30 100000 0,75 1,625 2,0502 1,24 0,19 0,02051462 2,05 1,5 1,625 2,4271 0,97 0,20 0,03109337 3,11
Botton 80 100000 2,00 1,625 2,7642 0,82 0,18 0,01305573 1,31 4 1,625 4,4318 0,48 0,12 0,015136353 1,51
STOTAL (m) 1,32 3,87
B= 40 m A= 0,91
L= 65 m B= 0,52
Q= 100 kPa
v= 0,3 -
D=
THICKNESS (m) ELASTIC MODULUS (KPa) m n t 1 2 S (m) S (cm) AS(m) m n t 1 2 S (m) AS(cm) AS(m)
Top 0 25000 0 1,625 1,9080 1,41 0,00 0,1023255 10,23 0 1,625 1,9080 1,41 0,00 0,204650994 20,47
Botton 1 25000 0,03 1,625 1,9082 1,41 0,01 0,10179821 10,18 0,05 1,625 1,9087 1,40 0,02 0,202512791 20,25
Top 1 35000 0,03 1,625 1,9082 1,41 0,01 0,07271301 7,27 0,05 1,625 1,9087 1,40 0,02 0,144651993 14,47
Botton 5 35000 0,13 1,625 1,9121 1,40 0,06 0,07110376 7,11 0,25 1,625 1,9244 1,38 0,10 0,137753171 13,78
Top 5 100000 0,13 1,625 1,9121 1,40 0,06 0,02488631 2,49 0,25 1,625 1,9244 1,38 0,10 0,04821361 4,82
Botton 20 100000 0,50 1,625 1,9725 1,32 0,16 0,02236192 2,24 1 1,625 2,1542 1,15 0,21 0,03742703 3,74
Top 20 100000 0,50 1,625 1,9725 1,32 0,16 0,02236192 2,24 1 1,625 2,1542 1,15 0,21 0,03742703 3,74
Botton 30 100000 0,75 1,625 2,0502 1,24 0,19 0,02051462 2,05 1,5 1,625 2,4271 0,97 0,20 0,03109337 3,11
Top 30 100000 0,75 1,625 2,0502 1,24 0,19 0,02051462 2,05 1,5 1,625 2,4271 0,97 0,20 0,03109337 3,11
Botton 80 100000 2,00 1,625 2,7642 0,82 0,18 0,01305573 1,31 4 1,625 4,4318 0,48 0,12 0,015136353 1,51
STOTAL (m) 1,40 4,21
CALCULATION OF SETTLEEMNT UNDER AN UNIFORMLY DISTRIBUTED RECTANGULAR LOAD STEINBRENNER METHOD
INPUT DATA
Width of foundation A=1-v2
Length of foundationSECCIÓN 13-14 izq
STRATA LEVELS (m)
Relleno 1 0,050,21
B=1-v-2v2
Surcharge
Poisson modulus
At the corner SETTLEMENT AT CORNER At the centre SETTLEMENT AT CENTRE
Ngb 10 0,180,63
Ngb 50 0,751,60
Ngb 1 0,040,16
Ngb 18 0,301,26
AVERAGE SETTLEMENT (m)
AVERAGE SETTLEMENT (cm)
2,55
CALCULATION OF SETTLEEMNT UNDER AN UNIFORMLY DISTRIBUTED RECTANGULAR LOAD STEINBRENNER METHOD
INPUT DATA
Width of foundation A=1-v2
Length of foundationSECCIÓN 13-14 dcha
STRATA LEVELS (m)
Relleno 1 0,050,21
B=1-v-2v2
Surcharge
Poisson modulus
At the corner SETTLEMENT AT CORNER At the centre SETTLEMENT AT CENTRE
Ngb 10 0,180,63
Ngb 50 0,751,60
Ngb 4 0,160,69
Ngb 15 0,251,08
AVERAGE SETTLEMENT (m)
AVERAGE SETTLEMENT (cm)
2,81
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 179
Tensión de trabajo S centro Coeficiente de balasto(P/S)
(KPa) (cm) (kN/m3)
100 4,21 2375,3
Tabla 87 Coeficiente de balasto
12.7.4 Calculo de estabilidad del talud de excavación
A continuación se muestra un resumen de los espesores previstos de excavación y
relleno para la realización de los taludes temporales para la construcción de la
instalación, a partir de la cota de excavación general del emplazamiento.
Tabla 88 Depósitos de agua bruta
Los taludes de las excavaciones temporales se han proyectado con un talud 1H:1V.
12.7.5 Conclusiones y recomendaciones constructivas
Se ha realizado un cálculo de cimentación directa, según el dimensionamiento
estructural.
El apoyo de la cimentación debe de situarse siempre una vez retirado como mínimo un
metro de terreno natural debido a sus características expansivas y una vez rellenado
según sección mostrada.
Excavación Relleno
m m
Nbg1-Nbg2 7 7
Módulos de tratamiento Unidad de cimentación
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 180
Figura 59 Sección depósito de agua tratada
Con objeto de asegurar la correcta ejecución de los rellenos proyectados, y su control, se
incluyen algunas indicaciones específicas para la formación de los rellenos.
Bajo la losa es necesario un espesor de 0,3 m de material granular para intentar drenar
las posibles filtraciones. Por debajo del material drenante se coloca un espesor de 0,3 m
de material de la excavación estabilizado con cal y por debajo otros 0,4 m de espesor de
material estabilizado con cal in situ, para impermeabilizar la zona e impedir que el agua
no pueda alcanzar el material subyacente debido a su carácter expansivo.
Para rellenar los taludes provisionales será necesario colocar un material granular para
drenar las posibles filtraciones de agua e impermeabilizarlo con material estabilizado con
cal.
En cualquier caso, los taludes provisionales de excavación no deberán ser superiores al
1H:1V, para evitar inestabilidades.
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 181
12.8 Edificio de control
El edificio de control se encuentra situado en la zona meridional del emplazamiento.
Figura 60 Localización Edificio de control
12.8.1 Trabajos realizados
Se han realizado reconocimientos de campo en el futuro emplazamiento del edificio de
control para estudiar los materiales existentes.
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 182
Para caracterizar los materiales se ha contado con todos los ensayos que se han
realizado en el emplazamiento del PTAP.
12.8.2 Geología y geotecnia
El corte geológico que podemos suponer en la zona de implantación del edificio de
control es el siguiente:
Bajo el edificio se encuentra la unidad Ngb1 con un espesor de unos 5-6m. Bajo esta
unidad se encuentra la unidad Ngb2. Ambas unidades tienen la misma naturaleza, arcillas
de baja y alta plasticidad.
Dependiendo de la zona del edificio la columna de cálculo será variable, ya que el
emplazamiento presenta una geomorfología muy heterogénea con una pendiente de 10º.
No se ha detectado nivel freático en todo el emplazamiento.
12.8.3 Condiciones de Cimentación
Se ha estudiado la tensión admisible y se ha realizado un estudio de asientos bajo la
cimentación.
El estudio de asientos producidos se ha estudiado a partir de las diferentes columnas de
cálculo presentadas de cada una de las secciones presentadas en el movimiento de
tierras, tanto en el centro como en la esquina.
La zona del emplazamiento por lo general presenta la unidad geotécnica Ngb1 con unos
5-6 metros de espesor, a muro de esta unidad se encuentra la unidad Ngb2.
Teniendo en cuenta que el terreno presenta cierta pendiente, la columna de cálculo será
ligeramente diferente a lo largo de la planta de los depósitos, lo que conllevara resultados
ligeramente distintos en los asientos calculados.
A continuación se especifica para cada una de estas zonas el cálculo de cimentación.
Según el dimensionamiento estructural se emplearán zapatas de cimentación de
dimensiones entre (1x1) m y (2,9 x5,1) para apoyar el edificio de control.
Al igual que en el caso anterior, los parámetros de cálculo se han tomado de la
caracterización geotécnica definida en apartado 6.
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 183
A continuación se muestran las principales características de la cimentación superficial
proyectada para la zapata, aplicando la formulación de Brinch –Hansen.
Tabla 89 Cálculo de tensión admisible, edificio de control
Una vez realizada la comprobación de la seguridad frente al hundimiento del terreno se
ha realizado la estimación de los asientos aplicando el modelo elástico para cada una de
las secciones estudiadas, para una tensión de 100 kPa. A continuación se presenta el
resultado de cálculo más desfavorable a partir del cual se va a dimensionar la
cimentación. No obstante en el apéndice 3 se presentan los cálculos realizados para
cada una de las secciones.
Tabla 90 Cálculo de asientos, edificio de control
Se ha obtenido un asiento diferencial entre centro y esquina de 0,42 cm para una tensión
de 100 kPa.
12.8.4 Calculo de estabilidad del talud de excavación
A continuación se muestra un resumen de los espesores previstos de excavación y
relleno para la construcción de la instalación, a partir de la cota de excavación general del
emplazamiento, Tabla 91.
Presión de hundimiento metodos analiticos
B(m) L(m) D(m) qOK C
(t/m2)
1
(t/m3)
k
(t/m3)Nq Nc Ny dc dq dy sc sq sy ic iq iy tc tq ty
Qh
(t/m2)
Qadm
(kg/cm2)
2,9 5,1 1 1,950 25 2,0 1,95 1,50 10,66 20,72 9,01 1,11 1,11 1,00 1,3 1,3 0,83 1,00 1,00 1,00 1,000 1,000 1,000 105,86 3,53
B(m) L(m) D(m) qOK Cu
(t/m2)
1
(t/m3)
k
(t/m3)Nq Nc Ny dc dq dy sc sq sy ic iq iy tc tq ty
Qh
(t/m2)
Qadm
(kg/cm2)
2,9 5,1 1 1,95 0 10,0 1,95 1,95 1 5,14 0 1,13 1,1 1 1,1 1,1 0,83 0,965 1 1 1,0 1,0 1,0 64,65 2,15
CORTO PLAZO
LARGO PLAZO
B= 2,9 m A= 0,91
L= 5,1 m B= 0,52
Q= 100 kPa
v= 0,3 -
D=
THICKNESS (m)ELASTIC MODULUS (KPa) m n t 1 2 S (m) S (cm) AS(m) m n t 1 2 S (m) AS(cm) AS(m)
Top 0 35000 0 1,75862069 2,0231 1,45 0,00 0,00547904 0,55 0 1,75862069 2,0231 1,45 0,00 0,01095807 1,10
Botton 2,5 35000 0,86 1,75862069 2,1991 1,25 0,21 0,00426365 0,43 1,72413793 1,75862069 2,6581 0,95 0,20 0,00629275 0,63
Top 2,5 100000 0,86 1,75862069 2,1991 1,25 0,21 0,00149228 0,15 1,72413793 1,75862069 2,6581 0,95 0,20 0,00220246 0,22
Botton 5 100000 1,72 1,75862069 2,6581 0,95 0,20 0,00110123 0,11 3,44827586 1,75862069 3,9979 0,59 0,14 0,00133815 0,13
Top 5 100000 1,72 1,75862069 2,6581 0,95 0,20 0,00110123 0,11 3,44827586 1,75862069 3,9979 0,59 0,14 0,00133815 0,13
Botton 20 100000 6,90 1,75862069 7,1872 0,32 0,08 0,00035798 0,04 13,7931034 1,75862069 13,9407 0,16 0,04 0,00036482 0,04
Top 20 100000 6,90 1,75862069 7,1872 0,32 0,08 0,00035798 0,04 13,7931034 1,75862069 13,9407 0,16 0,04 0,00036482 0,04
Botton 30 100000 10,34 1,75862069 10,5408 0,21 0,05 0,000242 0,02 20,6896552 1,75862069 20,7883 0,11 0,03 0,00024409 0,02
Top 30 100000 10,34 1,75862069 10,5408 0,21 0,05 0,000242 0,02 20,6896552 1,75862069 20,7883 0,11 0,03 0,00024409 0,02
Botton 35 100000 12,07 1,75862069 12,2373 0,18 0,05 0,00020806 0,02 24,137931 1,75862069 24,2226 0,09 0,02 0,00020938 0,02
STOTAL (m) 0,25 0,67
AVERAGE SETTLEMENT (m)
AVERAGE SETTLEMENT (cm)
0,42
Ngb 10 0,010,01
Ngb 5 0,000,00
Ngb 2,5 0,040,09
Ngb 15 0,070,10
STRATA LEVELS (m)
Relleno 2,5 0,120,47
Poisson modulus
At the corner SETTLEMENT AT CORNER At the centre SETTLEMENT AT CENTRE
CALCULATION OF SETTLEEMNT UNDER AN UNIFORMLY DISTRIBUTED RECTANGULAR LOAD STEINBRENNER METHOD
INPUT DATA
Width of foundation
Sección 3 dcha
A=1-v2
Length of foundation B=1-v-2v2
Surcharge
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 184
Edificio de control Unidad de
cimentación
Excavación Relleno
m m
Nbg1-Nbg2 2 2
Tabla 91 Edificio de control
Las excavaciones para las zapatas se realizaran verticalmente.
12.8.5 Conclusiones y recomendaciones constructivas
Se ha realizado un cálculo de cimentación directa, según el dimensionamiento
estructural.
El apoyo de la cimentación debe de situarse siempre una vez retirado un espesor de
terreno natural debido a sus características expansivas y una vez rellenado según
secciones mostradas.
Con objeto de asegurar la correcta ejecución de los rellenos proyectados, y su control, se
incluyen algunas indicaciones específicas para la formación de los rellenos.
Para rellenar los taludes provisionales será necesario colocar un material granular para
drenar las posibles filtraciones de agua e impermeabilizarlo con material estabilizado con
cal.
En cualquier caso, los taludes provisionales de excavación no deberán ser superiores al
1H:1V, para evitar inestabilidades.
Bajo la zapata es necesario un espesor de 2,5 m de concreto para intentar aislar la base
la zapata del terreno expansivo. Por debajo de la solera será necesario un espesor de 0,3
m de material de la excavación estabilizado con cal y por debajo otros 0,4 m de espesor
de material estabilizado con cal in situ, para impermeabilizar la zona e impedir que el
agua no pueda alcanzar el material subyacente debido a su carácter expansivo.
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 185
Figura 61 Edificio de control
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 186
12.9 Anclajes de tuberías
Algunos anclajes de tuberías de los ejes (14 y 15) que se encuentran situados en la
Figura 62 es necesario cimentarlos mediantes pilotes.
Figura 62 Localización de los ejes 14 y 15
12.9.1 Trabajos realizados
Se han realizado reconocimientos de campo en el futuro emplazamiento del PTAP para
estudiar los materiales existentes, donde se va a apoyar la misma.
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 187
Para caracterizar los materiales se ha contado con todos los ensayos que se han
realizado en el emplazamiento del PTAP.
12.9.2 Geología y geotecnia
El corte geológico que podemos suponer en la zona de implantación de los módulos de
tratamiento es el siguiente:
Bajo los depósitos se encuentra la unidad Ngb1/Qpp1 con un espesor de unos 6m. Bajo
esta unidad se encuentra la unidad Ngb2/Qpp2. Ambas unidades tienen la misma
naturaleza, arcillas de baja y alta plasticidad.
No se ha detectado nivel freático en todo el emplazamiento.
12.9.3 Condiciones de Cimentación
Se ha estudiado la solución de cimentación profunda, para el anclaje de las tuberías en
diferentes puntos.
La zona del emplazamiento por lo general presenta la unidad geotécnica Ngb1 con unos
5-6 metros de espesor, a muro de esta unidad se encuentra la unidad Ngb2.
A continuación se especifica para cada una de estas zonas el cálculo de cimentación.
Al igual que en el caso anterior, los parámetros de cálculo se han tomado de la
caracterización geotécnica definida en apartado 6.
A continuación se muestran las principales características de la cimentación profunda,
para unos diámetros de 0,6 m de diámetro, para distintas profundidades de pilote hasta
tope estructural.
El empotramiento mínimo necesario es de 4 diámetros a pesar de alcanzar el valor de
carga con menor longitud.
ANEJO Nº 3
“DISEÑO AMPLIACION DE LA PLANTA POTABILIZADORA EL BOSQUE EN EL LOTE EL CERRO” 188
Tabla 92 Cálculo de pilotes de 0,6m de diámetro hasta tope estructura.
El Ingeniero Autor del Estudio de Suelos
Edwin Rojas Toledo
Ingeniero Civil.
Matrícula Nº 19202092227CAU
diámetro 0,6 m
encepado 1 m
Area punta 0,28 m2
Resist hormigón 4000,00 kN/m2
Tope estructural 1130,97 kN
Coeficiente de seguridad 0,45
cu (kPa)Unidad
geotecnicaNc alfa
Q punta unit
(kPa)
Q fuste unit
(kPa)
Q total
(kN)
2 25 100,000 Nbg1 9,00 0,35 900,00 35,36 174,50
3 25 100,000 Nbg1 9,00 0,35 900,00 35,36 204,50
4 25 100,000 Nbg1 9,00 0,35 900,00 35,36 234,50
5 25 100,000 Nbg1 9,00 0,35 900,00 35,36 264,50
6 25 150,000 Nbg2 9,00 0,26 1350,00 38,48 367,60
7 25 150,000 Nbg2 9,00 0,26 1350,00 38,48 400,23
8 25 150,000 Nbg2 9,00 0,26 1350,00 38,48 432,87
9 25 150,000 Nbg2 9,00 0,26 1350,00 38,48 465,51
10 25 150,000 Nbg2 9,00 0,26 1350,00 38,48 498,15
11 25 150,000 Nbg2 9,00 0,26 1350,00 38,48 530,79
12 25 150,000 Nbg2 9,00 0,26 1350,00 38,48 563,43
13 25 150,000 Nbg2 9,00 0,26 1350,00 38,48 596,06
14 25 150,000 Nbg2 9,00 0,26 1350,00 38,48 628,70
15 25 150,000 Nbg2 9,00 0,26 1350,00 38,48 661,34
16 25 150,000 Nbg2 9,00 0,26 1350,00 38,48 693,98
17 25 150,000 Nbg2 9,00 0,26 1350,00 38,48 726,62
18 25 150,000 Nbg2 9,00 0,26 1350,00 38,48 759,26
19 25 150,000 Nbg2 9,00 0,26 1350,00 38,48 791,89
20 25 150,000 Nbg2 9,00 0,26 1350,00 38,48 824,53
21 25 150,000 Nbg2 9,00 0,26 1350,00 38,48 857,17
22 25 150,000 Nbg2 9,00 0,26 1350,00 38,48 889,81
23 25 150,000 Nbg2 9,00 0,26 1350,00 38,48 922,45
24 25 150,000 Nbg2 9,00 0,26 1350,00 38,48 955,09
25 25 150,000 Nbg2 9,00 0,26 1350,00 38,48 987,72
26 25 150,000 Nbg2 9,00 0,26 1350,00 38,48 1020,36
27 25 150,000 Nbg2 9,00 0,26 1350,00 38,48 1053,00
28 25 150,000 Nbg2 9,00 0,26 1350,00 38,48 1085,64
29 25 150,000 Nbg2 9,00 0,26 1350,00 38,48 1118,28
30 25 150,000 Nbg2 9,00 0,26 1350,00 38,48 1150,92
Lo
ng
itu
d d
el
pil
ote
(m
)
Longitud de pilote mínimo =4diámetros