1. Estudios y Diseños Sistema de Acueducto Municipio de Santiago (Norte Sder)-CAPTACIÓN.pdf

Sede - Honda (Tolima)
Laboratorio Técnico de Construcciones Civiles
Tel: 350 275 56 79 - 315 276 54 93
Email: labotec.ingenieria@gmail.com
Vía Llanogrande – Aeropuerto José María Córdoba, Vereda San José - Oficina Ppal
Guarne – Antioquia.
Estudio de Suelos para Vivienda, Norma NSR/10.
Diseño de Pavimentos y Ensayo de Materiales.
Estudios y Diseños
Optimización del Sistema de Acueducto
Del Municipio de Santiago
Departamento Norte de Santander.
Julio 22 de 2022
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Guarne (Antioquia), Julio 22 de 2022 COM–RV–07–2022-702
INGENIERO
WILLIAM PÉREZ
CÚCUTA – NORTE DE SANTANDER.
Ref: Estudios y Diseños Optimización del Sistema de Acueducto del Municipio de
Santiago, Departamento Norte de Santander.
Cordial saludo,
Adjunto al presente les enviamos los resultados, conclusiones y recomendaciones
correspondientes al estudio de suelos en referencia.
Así mismo, esperamos se nos mantenga informados sobre el desarrollo de la obra con el fin de
poder colaborar con las inquietudes que se puedan presentar; al igual, que contribuir en la
correcta aplicación de las recomendaciones presentadas en este informe.
Atentamente,
Héctor Torres Ortiz
Ingeniero Civil
MP: 68202192764 STD
Universidad Industrial de Santander
Especialista en Geotecnia Vial y Pavimentos
Universidad Industrial de Santander – Bucaramanga STD.
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C O N T E N I D O
1. GENERALIDADES
1.1 Objetivo del Estudio
1.2 Localización del Proyecto
2. INVESTIGACIÓN DEL SUBSUELO
2.1 Accidentes Geomorfológicos
2.1.2 Características de las Edificaciones Adyacentes
2.2 Condiciones del Entorno
2.2.1 Descripción de la Zona de Estudio
2.2.2 Aspectos geológicos
2.2.3 Geología
2.2.4 Clima
2.2.5 Diseño Sísmico
2.2.6 Procedimiento Utilizado para Calcular el Perfil del Suelo
3. CARACTERÍSTICAS DEL PROYECTO
3.1 Reconocimiento de Campo
3.2 Exploración de Campo
3.2.1 Ensayo de Penetración Estándar
3.2.2 Muestreo
3.2.3 Ensayos de Laboratorio
3.2.4 Definición de Cantidad de Sondeos Exploratorios y Profundidad
3.3 Localización de los Sondeos
4. LABORATORIO
5. DESCRIPCIÓN DE LOS SUELOS
5.1 Nivel de Aguas Freáticas
5.2 Perfil del Suelo
5.3 Características del Suelo
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6. RECOMENDACIONES
6.1 Alternativas de Cimentación
6.1.1 Profundidad de Cimentación
6.1.2 Capacidad Portante y Nivel de Cimentación
6.1.3 Alternativa de Cimentación
6.1.4 Recomendaciones Sistema Constructivo
6.1.5 Recomendaciones Excavación
6.1.6 Recomendación de Manejo de Aguas Subterráneas
7. LIMITACIONES
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1. GENERALIDADES
El presente estudio de suelos tiene por objeto dar a conocer los resultados, conclusiones y
recomendaciones de la cimentación para los Estudios y Diseños Optimización del Sistema
de Acueducto del Municipio de Santiago, Departamento Norte de Santander.
Se realizó una exploración del terreno con sondeos o perforaciones utilizando equipo a rotación,
pruebas de laboratorio e investigación del mapa geológico del terreno.
Con los datos obtenidos se determinará la estratigrafía del terreno, las propiedades índices del
suelo, parámetros con el cual se calcula la capacidad portante y así saber el tipo de cimentación
más acorde con la obra a construir y el asentamiento de la estructura en relación al peso que va
a soportar.
Todos los ensayos realizados en campo y los ensayos de laboratorio se realizaron siguiendo la
metodología de trabajo de las normas NTC, ASTM e INVIAS/2013.
En caso de que se detecten situaciones especiales del suelo de fundación, como la presencia de
suelos orgánicos, expansivos, suelos susceptibles de licuefacción o cualquier otro estado que
implique inestabilidad de la estructura, se indica su ubicación y se dan recomendaciones
específicas sobre el tratamiento que debe recibir este suelo en particular.
Se presentan en forma sucinta, las características físicas e hidráulicas del suelo y los parámetros
de resistencia al corte y a la deformación utilizados en el diseño al igual que los resultados
alcanzados en el estudio referente a tipo, profundidad y cota de cimentación, dimensiones y
número de elementos, magnitud de la profundidad de socavación, valor de la capacidad portante
y parámetros de deformación vertical y horizontal. Se dan recomendaciones del proceso
constructivo y de cualquier otro aspecto que se considere conveniente para cumplir
satisfactoriamente con el objetivo del proyecto.
Se anexa la memoria de cálculos incluyendo gráficas y toda aquella información que dé claridad
al estudio, incluyendo como mínimo:
 Esquema de la localización de las perforaciones.
 Registros de perforaciones debidamente referenciados en cuanto a número de sondeo y
coordenadas.
 Resultados de ensayos de laboratorio e in situ.
 Registro fotográfico del sitio en estudio.
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1.1 Objetivo del Estudio
El objetivo principal del estudio de suelo es determinar las características del suelo, para definir
un tipo de cimentación adecuada para la construcción de un nuevo MURO en la zona de
captación de aguas para el acueducto del municipio de Santiago (Norte de Santander) y así
garantizar la estabilidad del proyecto.
1.2 Localización del Proyecto
La captación de aguas del Río Peralonso se encuentra ubicada en la vía al municipio de
Gramalote (Norte de Santander) a +/- 4.500 metros del Puente Gómez, Margen izquierda del Río
Peralonso, municipio de Santiago, departamento de Norte de Santander.
Fuente: Google Earth.
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2. INVESTIGACIÓN DEL SUBSUELO
Para poder ejecutar el estudio de suelos se recopiló toda la información geotécnica del suelo, las
condiciones del sitio y las características del proyecto si es una construcción nueva o una ya
existente.
El estudio se realizó ejecutando Dos (2) sondeos a una profundidad de 6.0 metros, perforados
con un equipo a rotación de 3 pulgadas de diámetro.
Adicionalmente de los mantos que se consideraron necesarios, se tomaron muestras (Núcleos)
para su inspección visual y posterior envió al laboratorio para ensayos como pesos unitarios y
compresión simple.
2.1 Accidentes Geomorfológicos
El Área Urbana Municipal se localiza:
 Sobre una serie de Depósitos Aluviales y Coluviales del Cuaternario, Tipo Vegas y
Terraza (Qal, Qt), al Nor-Este.
 Un Depósito Coluvial (Qcol), hacia el Suroeste; dicho Depósito proviene de la erosión de
las Rocas que conforman la Formación Cogollo (Kmc).
 El Casco Urbano del Municipio de Santiago se asienta principalmente sobre una Terraza
Media y Baja del Río Peralonso y sobre un Depósito Coluvial, producto de la degradación
de las Rocas Cretácicas que circundan al Municipio.
 En el Área correspondiente al Casco Urbano están delimitadas las Zonas de: Alto,
Mediano y Bajo Riesgo por deslizamientos e inundación.
2.1.2 Características de las Edificaciones Adyacentes
En las zonas aledañas al terreno de interés NO se observan construcciones de ningún tipo. El
Muro que se encuentra construido para captar las aguas, no presenta a la fecha de exploración
de campo, signos que evidencien un mal comportamiento atribuible a la interacción suelo –
estructuras.
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2.2 Condiciones del Entorno
Corresponde a una estructura de contención en concreto aledaña al Río Peralonso en el predio
donde funciona actualmente la captación de aguas para el acueducto del municipio de Santiago
(Norte de Santander), con cargas mayores de 800 Kn.
2.2.1 Descripción de la Zona de Estudio
Fuente: Google.
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El Municipio de Santiago es una pequeña Región de 173.00 Km², localizado en la parte central
del Departamento Norte de Santander. Su cabecera municipal dista de la Ciudad de Cúcuta 33,0
Km y de Santa Fe de Bogotá D.C una distancia de 646,0 Km.
El Municipio es conocido como “La Puerta de Oro” de los Pueblos de Occidente, por ser paso
obligado a esta Región del Departamento. Su distribución geográfica es esencialmente
montañosa y se encuentra enclavada en la Cordillera Oriental. El Municipio de Santiago se
encuentra ubicado en la Subregión Centro del Departamento y sus Coordenadas Geográficas
son:
Según la Latitud se encuentra ubicado a los 7° 52’ 00” de Latitud Norte y según la Longitud está
ubicado a los 72° 43’ 00” de Longitud al Oeste del Meridiano de Greenwich.
Por su extensión, el Municipio de Santiago, equivale al 0,79 % del Total de la Superficie del
Departamento Norte de Santander.
Según su Localización en el Departamento, el Municipio de Santiago limita con los siguientes
Municipios:
Norte: El Zulia, Sur: Durania y Salazar, Oriente: San Cayetano y El Zulia y Occidente: Gramalote
y Salazar.
El Municipio fue creado por la Asamblea del Departamento, mediante Ordenanza No. 039 del 22
de Mayo de 1.911.
Para efectos de su Administración, el Municipio de Santiago cuenta con una Zona Urbana o
Cabecera Municipal compuesta por varios Barrios, entre los cuales se encuentran: Villas de
Monserrate, Cajumo, El Centro, Pueblo Nuevo, Cerro de la Cruz, y recientemente fue creado el
Barrio Villas de Santiago.
El Municipio de Santiago posee solamente un (1) Centro Poblado o Sector Urbano, en el que por
iniciativa de las comunidades se han conformado los siguientes Sectores o Zonas: Pueblo Nuevo,
Centro y Monserrate. Estos son pequeños Sectores que forman parte de la Unidad Urbana pues
esta funciona como un Centro Poblado integrado por un total de 359 Viviendas distribuidas en
un área aproximada de 24,00 hectáreas.
La Zona Rural se compone de las siguientes trece (13) Veredas: Los Naranjos, Alto Frío, El
Páramo, Cuperena, Agua Dulce, Quebrada Seca, Cacahuala, La Amarilla, El Pijón, Cornejito, La
Ensillada, Cañahuate, Zul Alto.
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2.2.2 Aspectos Geológicos
2.2.3 Geología
En el municipio de Santiago, desde la quebrada Cuperena hacia el Norte, hay predominancia del
Pre-mesozoico: Rocas cristalinas, esquistos de las mismas características de las formaciones
del Basamento de Lourdes, rodeada completamente por la Formación Uribante del Cretáceo. El
resto del Municipio, de la quebrada Cuparena hacia el Sur, corresponde al Mesozoico (Cretáceo),
con intercalaciones del Superior y el Medio a excepción de un área a la margen izquierda del rio
Peralonso que corresponde a un Cuaternario reciente de aluviones, pedimentos, derrumbes y
terrazas.
El aspecto fisiográfico dominante es el de cordilleras bajas, y una pequeña faja de colinas
intermedias en su sección occidental, desarrolladas principalmente sobre estratos sedimentarios,
fuertemente inclinado s, los cuales han sido deformados por movimientos de la corteza terrestre,
en extensas fajas de pliegues ondulados fuertemente comprimidos.
Siguiendo el cauce de los ríos Zulia y Peralonso y la quebrada Cuperena, se encuentran valles
estrechos, cuya superficie total es muy reducida, pero en donde se halla el precario potencial
agrícola del municipio.
Fuente: Mapa Geológico Colombiano.
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Ocurren depósitos aluviales en pequeñas terrazas, presentes también en los ríos Zulia y
Peralonso y en la quebrada Cuperena. El desprendimiento de materiales rocosos por acción de
la gravedad, en algunas áreas fuertemente inclinadas ha dado lugar a la formación de depósitos
coluviales, de materiales gruesos, de reducida importancia por su extrema rocosidad.
2.2.4 Clima
En Santiago, los veranos son cortos, cálidos, bochornosos y nublados y los inviernos son
calurosos, opresivos y mayormente nublados. Durante el transcurso del año, la temperatura
generalmente varía de 20 °C a 30 °C y rara vez baja a menos de 19 °C o sube a más de 33 °C.
En base a la puntuación de playa/piscina, las mejores épocas del año para visitar Santiago para
las actividades de calor son desde principios de junio hasta mediados de septiembre y desde
mediados de diciembre hasta mediados de marzo.
2.2.5 Diseño Sísmico
En el municipio de Santiago (Norte de Santander) y sus alrededores se encuentra en una zona
de riesgo “ALTA” de acuerdo con los efectos locales descritos en la NSR/10 Diseño y
Construcción Sismo Resistente. En el caso del terreno explorado, teniendo en cuenta las
características del suelo, los efectos locales de respuesta sísmica son:
Zonificación Sísmica.
Figura A.2.3-2 - Mapa de Valores de Aa
Fuente: Norma NSR/10.
Figura A.2.3-3 - Mapa de Valores de Av
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Municipio
Código
Municipio
Aₐ Aᵥ
Zona de Amenaza
Sísmica
Aₑ Ad
Santiago 54680 0,30 0,25 Alta 0,14 0,06
Departamento Norte de Santander
Nivel de Amenaza Sísmica:
 Coeficiente de aceleración horizontal pico efectiva para el diseño: Aa: 0.30
 Coeficiente de velocidad horizontal pico efectiva para el diseño: Av: 0.25
Valores:
 Coeficiente que representa la aceleración pico efectiva reducida para diseño con
seguridad limitada: Ae: 0.14.
 Coeficiente que representa la aceleración pico efectiva, para el umbral de daño: Ad: 0.06.
Efectos Locales:
 Tipo del perfil del suelo: C.
 Coeficiente de ampliación, suelo para zonas de periodos cortos del espectro: Fa: 1.15
 Coeficiente de ampliación, suelo para zonas de periodos intermedios del espectro: 1.6
 Grupo de uso: IV
 Coeficiente de importancia: 1.50
Grupo IV — Edificaciones indispensables — Son aquellas edificaciones de atención a la
comunidad que deben funcionar durante y después de un sismo, y cuya operación no puede ser
trasladada rápidamente a un lugar alterno. Este grupo debe incluir:
a. Todas las edificaciones que componen hospitales clínicas y centros de salud que
dispongan de servicios de cirugía, salas de cuidados intensivos, salas de neonatos y/o
atención de urgencias.
b. Todas las edificaciones que componen aeropuertos, estaciones ferroviarias y de sistemas
masivos de transporte, centrales telefónicas, de telecomunicación y de radiodifusión.
c. Edificaciones designadas como refugios para emergencias, centrales de aeronavegación,
hangares de aeronaves de servicios de emergencia.
d. Edificaciones de centrales de operación y control de líneas vitales de energía
eléctrica, agua, combustibles, información y transporte de personas y productos.
Parámetros Geotécnicos.
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e. Edificaciones que contengan agentes explosivos, tóxicos y dañinos para el público.
f. En el grupo IV deben incluirse las estructuras que alberguen plantas de generación
eléctrica de emergencia, los tanques y estructuras que formen parte de sus sistemas
contra incendio, y los accesos, peatonales y vehiculares de las edificaciones tipificadas
en los literales a, b, c, d y e del presente numeral.
A.2.4.5.5 — En la Tabla A.2.4-3 se dan los valores del coeficiente Fa que amplifica las ordenadas
del espectro en roca para tener en cuenta los efectos de sitio en el rango de períodos cortos del
orden de T0, como muestra la figura A.2.4-1. Para valores intermedios de Aa se permite interpolar
linealmente entre valores del mismo tipo de perfil.
Según Tabla A.2.4-3 de la NSR-10 el coeficiente promedio para periodos cortos Fa 1.15.
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A.2.4.5.6 — En la Tabla A.2.4 – 4 se dan los valores del coeficiente Fv que amplifica las
ordenadas del espectro en roca para tener en cuenta los efectos de sitio en el rango de períodos
intermedios del orden de 1 s. Estos coeficientes se presentan también en la figura A.2.4-2. Para
valores intermedios de Aa se permite interpolar linealmente entre valores del mismo tipo de perfil.
Según tabla A.2.4-4 de la NSR-10 el coeficiente promedio para periodos intermedios Fv 1.6.
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2.2.6 Procedimiento Utilizado para Calcular el Perfil del Suelo
Tabla A.2.4-1
Según el Artículo A.2.4.4 — DEFINICIÓN DEL TIPO DE PERFIL DE SUELO es C, ya que la
velocidad de onda de corte se encuentra dentro de los límites, cumpliendo la condición > 760
m/s > Vs >360 m/s.
Para la clasificación del PERFIL DEL SUELO, teniendo en cuenta las propiedades índices
obtenidas en los ensayos de clasificación, se descartó inicialmente el Perfil Tipo F1, F2, F3 y F4.
Luego, siguiendo los parámetros de la Norma Sismo Resistente NSR/10, en el Numeral A.2.4.5.3
– Paso 3 el Perfil del suelo se clasifica utilizando uno de los siguientes tres (3) criterios:
Capítulo A.2: A.2.4.4
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En los 30.0 metros superiores del perfil.
En los 30.0 metros superiores del perfil ó
Para los estratos de los suelos existentes en los 30 m superiores que se
clasifican como NO COHESIVOS cuando Índice de Plasticidad es menor que
20%, IP<20.
3. CARACTERISTICAS DEL PROYECTO
El trabajo se inicia con la información suministrada sobre el proyecto de Construcción de un
nuevo muro de Contención para una mayor captación de las aguas del Río Peralonso y así mismo
suministrar agua suficiente al municipio de Santiago (Norte de Santander).
3.1 Reconocimiento de Campo
La investigación se llevó a cabo en las siguientes etapas:
 Ejecución de trabajos de campo por medio de perforaciones para conocer el espesor, tipo
y profundidad de los diversos estratos que conforman el suelo del proyecto.
 Realización de ensayos de laboratorio sobre las muestras tomadas en campo y
previamente seleccionadas con el fin de conocer las propiedades índices de los suelos.
 Evaluación de los resultados de las perforaciones y de los laboratorios para realizar las
recomendaciones de cimentación. Para este estudio se realizaron Dos (2) sondeos
distribuidos tal como se aprecia en la localización de estos. Para dichos sondeos se
registraron los espesores de los estratos existentes. La profundidad de los sondeos
ejecutados fue de 6.0 metros.
3.2 Exploración de Campo
La exploración de campo realizada consistió en visitas al sitio y la ejecución de perforaciones con
equipo a rotación mecánica llevadas a profundidades de 0.00 a 6.0 metros.
3.2.1 Ensayo de Penetración Estándar
El ensayo de Penetración Estándar es una prueba dinámica que permite obtener la resistencia
del suelo en sitio. El ensayo de SPT no fue posible realizarlo por presencia de gravas y rocas
desde el comienzo de la perforación. El ensayo es aplicable solo a suelos arenosos y finos.
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3.2.2 Ensayos de Laboratorio
Las muestras obtenidas de las perforaciones se llevaron al laboratorio de suelos, en donde se
desarrollaron las siguientes pruebas:
 Peso Unitario
 Compresión Simple (Núcleos)
En la parte final del informe, se anexan: Los registros de perforación del subsuelo, el resumen
de los resultados de los ensayos efectuados y el registro fotográfico donde se muestra el personal
de perforación realizando los trabajos de campo.
3.2.3 Definición de Cantidad de Sondeos Exploratorios
Empleando el método de perforación a rotación mecánica, se hicieron dos (2) perforaciones, que
se llevaron hasta profundidades variables entre 0,0 y 6.0 m, en donde se obtuvieron muestras
tipo núcleo para fallar a la compresión.
Características y Distribución de los Sondeos
Las características y distribución de los sondeos deben cumplir las siguientes disposiciones
además de las ya enunciadas en H.3.1 -1 y H.3.2 -1:
a) Los sondeos con recuperación de muestras deben constituir como mínimo el 50% de los
sondeos practicados en el estudio definitivo.
b) En los sondeos con muestreo se deben tomar muestras en cada cambio de material o cada
2.0 m de longitud.
c) Al menos el 50% de los sondeos deben quedar ubicados dentro de la proyección sobre el
terreno de las construcciones.
d) Los sondeos practicados dentro del desarrollo del Estudio Preliminar pueden incluirse como
parte del estudio definitivo – de acuerdo con esta normativa – siempre y cuando hayan sido
ejecutados con la misma calidad y siguiendo las especificaciones dadas en el presente título del
Reglamento.
e) El número de sondeos finalmente ejecutados para cada proyecto, debe cubrir completamente
el área que ocuparán la unidad o unidades de construcción contempladas en cada caso, así
como las áreas que no quedando ocupadas directamente por las estructuras o edificaciones,
serán afectadas por taludes de cortes u otros tipos de intervención que deban ser considerados
para evaluar el comportamiento geotécnico de la estructura y su entorno.
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f) En registros de perforaciones en ríos o en el mar, es necesario tener en cuenta el efecto de las
mareas y los cambios de niveles de las aguas, por lo que se debe reportar la elevación (y no la
profundidad solamente) del estrato, debidamente referenciada a un datum preestablecido.
Profundidad de los Sondeos
Por lo menos el 50% de todos los sondeos debe alcanzar la profundidad dada en la Tabla H.3.2-
1, afectada a su vez por los siguientes criterios, los cuales deben ser justificados por el ingeniero
Geotecnista. La profundidad indicativa se considerará a partir del nivel inferior de excavación y
cuando se construyan rellenos, dicha profundidad se considerará a partir del nivel original del
terreno:
1) Profundidad en la que el incremento de esfuerzo vertical causado por la edificación, o
conjunto de edificaciones, sobre el terreno sea el 10% del esfuerzo vertical en la interfaz
suelo-cimentación.
2) 1.5 veces el ancho de la losa corrida de cimentación.
3) 2.5 veces el ancho de la zapata de mayor dimensión.
4) Longitud total del pilote más largo, más 4 veces el diámetro del pilote o 2 veces el ancho
del grupo de pilotes.
5) 2.5 veces el ancho del cabezal de mayor dimensión para grupos de pilotes.
6) En el caso de excavaciones, la profundidad de los sondeos debe ser como mínimo 1.5
veces la profundidad de excavación, pero debe llegar a 2.0 veces la profundidad de
excavación en suelos designados como E y F en el Título A.
7) En los casos donde se encuentre roca firme, o aglomerados rocosos o capas de suelos
firmes asimilables a rocas, a profundidades inferiores a las establecidas, el 50% de los
sondeos deberán alcanzar las siguientes penetraciones en material firme (material designado
como A, B o C en la Tabla A.2.4.4-1 del Título A de este Reglamento.), de acuerdo con la
categoría de la unidad de construcción:
 Categoría Baja: Los sondeos pueden suspenderse al llegar a estos materiales.
 Categoría Media: Penetrar un mínimo de 2 metros en dichos materiales, o dos veces el
diámetro de los pilotes en éstos apoyados.
 Categoría Alta y Especial: Penetrar un mínimo de 4 metros o 2.5 veces el diámetro de
pilotes respectivos, siempre y cuando se verifique la continuidad de la capa o la
consistencia adecuada de los materiales y su consistencia con el marco geológico local.
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8) La profundidad de referencia de los sondeos se considerará a partir del nivel inferior de
excavación para sótanos o cortes de explanación. Cuando se construyan rellenos, dicha
profundidad se considerará a partir del nivel original del terreno.
9) Es posible que alguna de las consideraciones precedentes conduzca a sondeos de una
profundidad mayor que la dada en la Tabla H.3.2-1. En tal caso, el 20% de las perforaciones
debe cumplir con la mayor de las profundidades así establecidas.
10) En todo caso primará el concepto del ingeniero Geotecnista, quien definirá la exploración
necesaria siguiendo los lineamientos ya señalados, y en todos los casos, el 50% de las
perforaciones, deberán alcanzar una profundidad por debajo del nivel de apoyo de la
cimentación. En algunos casos, a juicio del Ingeniero Geotecnista responsable del estudio,
se podrán reemplazar algunos sondeos por apiques o trincheras
Número Mínimo de Sondeos
La Tabla 10.4.2-1 (Norma CCP-14) proporciona el número y profundidad mínimos de las
perforaciones. Mientras que se necesitará el criterio ingenieril de un profesional con licencia y
experiencia en geotecnia para adaptar el programa de exploración a los tipos de cimentación
y profundidades requeridas y a la variabilidad observada, en las condiciones de la superficie,
debe llevarse a cabo lo dispuesto en la Tabla 10.4.2-1 respecto al nivel mínimo de exploración
necesaria. La profundidad indicada en la Tabla 10.4.2-1perforaciones realizadas antes o
durante el diseño debe tener en cuenta la posibilidad de cambios en el tipo, tamaño la
profundidad de los elementos de cimentaciónplaneados.
Para subestructuras, como pilas o estribos, de ancho menor o igual a 30000 mm, mínimo un
punto de exploración por subestructura. Para subestructuras con anchos mayores que 30000
mm, mínimo dos puntos de exploración por subestructura. Deben suministrarse puntos
adicionales de exploración si se encuentran condiciones superficiales erráticas.
Tenga en cuenta que, para condiciones muy variables del lecho rocoso, o en áreas donde sea
probable encontrar rocas rodantes muy grandes, puede ser necesario más de 30000 mm de
núcleo de roca para verificar que se trata de un lecho rocoso de calidad adecuada.
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3.3 Localización de los Sondeos
4. LABORATORIO
A las muestras extraídas de cada uno de los estratos se realizaron pruebas de laboratorio como:
Peso Unitario y Compresión Simple. (Ver Ensayos de Laboratorio Anexos).
5. DESCRIPCIÓN DE LOS SUELOS
Analizando el resultado obtenido cada uno de los sondeos en los diferentes estratos, se
obtuvieron los siguientes resultados:
5.1 Nivel de Aguas Freáticas
SI se detectó nivel freático en los sondeos realizados a profundidad de 1.45 y 1.50 m.
El contenido de humedad del suelo está comprendido entre el 14.44% y 15.42%, encontrándose
dentro los parámetros admisibles (NSR/10 2-2-2-1-a), sin que pueda afectar el comportamiento
del suelo.
RÍO PERALONSO
Sondeo #1
Sondeo #2
MURO
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Sondeo
N°
Muestra
N°1
Muestra
N°2
Muestra
N°3
1 15,42% Roca Roca
2 14,44% Roca Roca
HUMEDAD (%)
5.2 Perfil del Suelo
Perfiles estratigráficos:
Prof (m) Descripción
Prof
(m)
Descripción
0,00
0,30
Capa vegetal,
pastos y raíces.
0,00
0,30
Capa vegetal,
pastos y raíces.
1,80
Grava limo arenosa,
consistencia dura,
tamaños > a 4",
color café.
1,64
Grava limo arenosa,
consistencia dura,
tamañoz > a 4",
color café con
vetas grises.
3,50
Núcleo roca, color
gris con vetas
blancas.
3,60
Núcleo roca, color
gris con vetas
blancas.
6,00
Núcleo roca, color
gris con vetas
blancas.
6,00
Núcleo roca, color
gris con vetas
blancas.
Sondeo N°1 Sondeo N°2
N.F
1,45 N.F
1,50
Fuente: Autor.
Fuente: Autor.
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Límites de Consistencia:
Los límites líquidos e índices de plasticidad están comprendidos según los valores presentados
en la siguiente tabla:
LL
(%)
IP
(%)
LL
(%)
IP
(%)
LL
(%)
IP
(%)
1 NP NP ROCA ROCA ROCA ROCA
2 NP NP ROCA ROCA ROCA ROCA
LÍMITE LÍQUIDO E ÍNDICE DE PLASTICIDAD
Sondeo
N°
Muestra
#1
Muestra
#2
Muestra
#3
A.A.S.H.T.O U.S.C.S A.A.S.H.T.O U.S.C.S A.A.S.H.T.O U.S.C.S
1 A-1-a GM ROCA ROCA ROCA ROCA
2 A-1-a GM ROCA ROCA ROCA ROCA
CLASIFICACIÓN DE SUELOS A.A.S.H.T.O Y U.S.C.S
Sondeo
N°
Muestra
#1
Muestra
#2
Muestra
#3
5.3 Características del Suelo
Analizando los resultados de los sondeos en los diferentes estratos en cada uno de los sondeos,
se obtuvo los siguientes resultados. El perfil promedio del suelo encontrado de 0.30 m a 1.80 m
Gravas limo arenosas con tamaños > a 4” y 1.80 m a 6.00 m se clasifica como roca.
6. RECOMENDACIONES
El suelo está conformado por un suelo tipo rocoso, color gris con vetas blancas.
Previo a la ejecución de los trabajos se deberá acondicionar el terreno, eliminando cualquier
material inapropiado como suelos orgánicos o capa vegetal, maleza o similares. También se
Fuente: Autor.
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debe realizar trabajos de nivelación y/o rellenos tendientes a optimizar el drenaje en el área del
proyecto y eliminar cualquier punto susceptible a estancamiento de aguas.
Los rellenos contra el Muro de captación de aguas se realizarán con capas de material
seleccionado y/o recebo granular de no más de 0.20 metros de espesor cada una y compactadas
por lo menos al 95% del Proctor Modificado o su equivalente en densidad relativa. Estos
materiales seleccionados y/o recebos granulares, deben cumplir con los requisitos de calidad de
las Tablas 610-2 y 610-3 “Requisitos para material de recebo” y “Franjas granulométricas para
material de recebo” ARTÍCULO 610 INVÍAS/13 – RELLENOS PARA ESTRUCTURAS
Fuente: Invías/13.
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6.1 Alternativas de Cimentación
6.1.1 Profundidad de Cimentación
La profundidad mínima de cimentación para los cálculos de capacidad debe contemplar los
siguientes aspectos, además de los incluidos en H.4.1 – Generalidades.
 La profundidad tal que se elimine toda posibilidad de erosión o meteorización acelerada
del suelo, arrastre de este por tubificación causada por flujo de las aguas superficiales o
subterráneas de cualquier origen.
 En este caso para la construcción del Muro en concreto reforzado que es una estructura
de gravedad que trabaja monolíticamente entre sí y en donde el enrocado actúa como
elemento portante y el concreto asume los esfuerzos a tensión que permiten controlar los
asentamientos diferenciales, se recomienda cimentar sobre el manto rocoso a 3.50
metros de profundidad del nivel del río (Orilla).
6.1.2 Capacidad Portante y Nivel de Cimentación
 Capacidad Portante para todo el proyecto: 3.45 kg/cm² = 34.5 ton/m²
 Nivel de cimentación mínimo 3.50 m lo cual incluye una limpieza de 0.20 m
Metodología de Cálculo Capacidad Portante en Suelo No Cohesivo.
Memoria de Cálculo
C: 0.07 kg/cm²
Nc: 20.09
q: 0.71 kg/cm³
Nq: 10.18
ƴ: 0.00203 kg/cm³
B: 200 cm
Ny: 8.39
F: 3.0
qadm= 10.34 / 3.0 = 3.45 kg/cm²
qh = (0.07 x 20.09) + (0.71 x 10.18) + (0.5 x 0.00203 x 200 x 8.39 = 10.34
Fuente: Autor.
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Fuente: Autor.
Fuente: Autor.
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Metodología de Cálculo Asentamiento en Suelo No Cohesivo
De acuerdo con la formulación propuesta en la literatura geotécnica a continuación se entrega la
ecuación del asentamiento a corto plazo en suelo no cohesivo:
Los asentamientos de suelos encontrados en el proyecto tienen un período de respuesta más
rápido y se producen en el momento del proceso de construcción.
Para su análisis pueden ser apreciablemente reducidos, sin embargo, hay que estimarlos con
precisión porque la mayoría de las estructuras son más sensibles a los asentamientos rápidos
de distorsión que a los lentos, hasta el punto de que el diseño en este tipo de suelos resulta
regido por el criterio de asentamiento.
Para estimar los valores de asentamientos se utilizó las correlaciones de Terzaghi (1.948, 1.968),
basadas en el resultado de la prueba de Penetración Estándar (N) y el ancho de la cimentación.
Fuente: Autor.
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Cada uno de los asentamientos está calculado por carga rígida y por carga flexible. En la tabla
“Clasificación del Suelo” se detalla la teoría aplicada y los cálculos realizados teniendo en cuenta
módulo de Young, Coeficiente de Poisson y la carga admisible calculada con anterioridad.
Las formulaciones para cálculo de asientos son sólo modelos matemáticos obtenidos mediante
el estudio intensivo del comportamiento del terreno de determinadas zonas geográficas.
Así mismo estos modelos matemáticos se obtienen mediante líneas de tendencias en los
resultados, no mediante los resultados reales que se alinearan más o menos cerca de la línea
de tendencia formando una nube de puntos.
Esto implica que hasta para ese terreno concreto haya márgenes de error, más aún los habrá
para otros terrenos. Desgraciadamente muchos libros de geotecnia pasan por alto esto, siendo
así que se explica una simplificación de una simplificación una simplificación del modelo
matemático.
Lo cierto es que, en estudios realizados en otros tipos de terrenos diferentes de los originales
sobre los que se construyó el modelo matemático, se constatan variaciones sistemáticas
positivas o negativas en los resultados.
Por tanto, si se conoce esta variación se puede tener en cuenta. Si no se conoce es el técnico el
que debe decidir qué valor considera más adecuado. Los valores del FS estarían entre 0,8 (80%
del teórico) y 1,2 (120% del teórico), siendo recomendable para suelos desconocidos valores
entre 1,0 y 1,2.
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Asentamiento total estimado: t <= 0.52 cm = 5.2 mm
Asentamiento total estimado: t <= 1.05 cm = 10.5 mm
S= 5.0 x 200 x
1-(0.45)²
1750
x 0.38 x 3.0= 0.52 cm
S= 2.0 x 5.0 x200 x
1-(0.45)²
1750
x 0.38 x 3.0= 1.05 cm
S= 0.52 x 0.848= 0.89 cm
S= 93.0% x 0.89= 0.83 cm
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6.1.3 Alternativa de Cimentación
Para este trabajo se debe excavar hasta la profundidad de desplante de 3.50 metros,
posteriormente armar la zapata de acuerdo con los parámetros y dimensiones que fije el
diseñador estructural para continuar con el vástago del muro.
6.1.4 Recomendaciones Sistema Constructivo
Los muros de contención pueden ser construidos con hormigón, mampostería común, en masa
o armado, previa ejecución del encofrado correspondiente. Aunque, casi todos se construyen
actualmente en hormigón armado.
Los muros son elementos constructivos cuya principal misión es servir de contención, bien de un
terreno natural, de un relleno artificial o de un elemento a almacenar. Fundamentalmente el muro
de contención trabaja a flexión, siendo la compresión vertical debida a su peso propio
generalmente despreciable.
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El desplante de la cimentación se hará a la profundidad señalada en el estudio geotécnico. Sin
embargo, deberá tenerse en cuenta cualquier discrepancia entre las características del suelo
encontradas a esta profundidad y las consideradas en el proyecto, para que, de ser necesario,
se hagan los ajustes correspondientes. Se tomarán todas las medidas necesarias para evitar que
en la superficie de apoyo de la cimentación se presente alteración del suelo durante la
construcción por saturación o remoldeo. Las superficies de desplante estarán libres de cuerpos
extraños o sueltos.
En estos casos, el ingeniero encargado de la construcción será responsable de orientar
adecuadamente los procedimientos constructivos, proponiendo las fases en los cuales estos se
deben adelantar e indicando con precisión la necesidad o no de instrumentar el desarrollo de
dichas fases. Los trabajos relativos a excavaciones a cielo abierto, construcción de rellenos y
terraplenes y procedimientos de estabilización de geomateriales in–situ, implican la realización
de análisis de estabilidad estáticos y dinámicos que conduzcan a la obtención de factores de
seguridad de carácter transitorio, que son precisados por estas Normas en el capítulo H-6 de la
NSR-10.
6.1.5 Recomendaciones Excavación
Cuando las separaciones con las colindancias lo permitan, las excavaciones podrán delimitarse
con taludes perimetrales cuya pendiente se evaluará a partir de un análisis de estabilidad de
acuerdo con el Capítulo H.6.
Si existen restricciones de espacio y no son aceptables taludes verticales debido a las
características del subsuelo, se recurrirá a un sistema de soporte constituido por entibados,
tablestacas o muros fundidos en el lugar apuntalados o retenidos con anclajes instalados en
suelos firmes. En todos los casos deberá lograrse un control adecuado del flujo de agua en el
subsuelo y seguirse una secuencia de excavación que minimice los movimientos de las
construcciones vecinas y servicios públicos.
El procedimiento de excavación deberá asegurar que no se rebasen los estados límite de servicio
(movimientos verticales y horizontales inmediatos y diferidos por descarga en el área de
excavación y en la zona circundante).
De ser necesario, la excavación se realizará por etapas, según un programa que se incluirá en
la memoria de diseño, señalando además las precauciones que deban tomarse para que no
resulten afectadas las construcciones de los predios vecinos o los servicios públicos; estas
precauciones se consignarán debidamente en los planos.
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Al efectuar la excavación por etapas, para limitar las expansiones del fondo a valores compatibles
con el comportamiento de la propia estructura o de instalaciones colindantes, se adoptará una
secuencia simétrica. Se restringirá la excavación a zanjas de pequeñas dimensiones en planta
en las que se construirá y lastrará la cimentación antes de excavar otras áreas. Para reducir la
magnitud de las expansiones instantáneas será aceptable, asimismo, recurrir a pilotes de fricción
hincados previamente a la excavación y capaces de atender los esfuerzos de tensión inducidos
por el terreno.
6.1.6 Recomendaciones de Manejo de Aguas Subterráneas
El agua subterránea es parte de la precipitación que se filtra a través del suelo hasta llegar al
material rocoso que está saturado de agua. El agua subterránea se mueve lentamente hacia los
niveles bajos, generalmente en ángulos inclinados (debido a la gravedad).
Esto resulta en desplazamiento y grietas de tracción en el coronamiento del terraplén. Su causa
principal es la acción del agua superficial que se infiltra en el material de relleno, produciendo los
efectos:
 Disminución de la resistencia del suelo por efecto del agua.
 Aumento de peso de la masa de suelo.
 Generación de presión hidrostática y fuerza de flujo.
7. LIMITACIONES
Las cargas con las que se realizó la verificación de capacidad portante y el cálculo de
asentamientos fueron estimadas considerando el tipo de estructura que se proyecta construir.
Si una vez realizado el cálculo de las cargas de trabajo, estas defieren de manera importante de
las estimadas en este estudio, deberá darse aviso al Geotecnista de tal forma que se realicen los
ajustes necesarios. Las conclusiones y recomendaciones del presente informe están soportadas
en la exploración del subsuelo y los resultados de los ensayos de laboratorio y campo, sin
embargo, debe entenderse que dicha información es de carácter puntual y que, durante la
construcción, el modelo estratigráfico interpretado por el ingeniero Geotecnista puede variar en
relación con el encontrado durante las labores de excavación. Por ello, si durante la construcción
se evidencia que las condiciones no concuerdan con las asumidas en el presente informe, deberá
reportarse de inmediato con el fin de realizar los ajustes necesarios. El estudio de suelos estuvo
orientado hacia la definición del estrato de fundación y la determinación de la capacidad portante.
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Los análisis de ingeniería, conclusiones y recomendaciones que se presentan en este informe
se fundamentan en la información obtenida en los trabajos de investigación del subsuelo y en la
información dada por los contratantes.
Teniendo en cuenta que la zona donde se encuentra localizado el PREDIO donde se va a
intervenir el MURO para la captación de aguas del Río Peralonso, es un área sin viviendas
aledañas al mismo, por lo cual recomendamos tener en cuenta lo siguiente:
1. Limpieza del Terreno: Se retiran manualmente del área donde se desarrollará el proyecto
todos los desperdicios, escombros, arbustos y demás elementos que puedan entorpecer
el rendimiento de las máquinas utilizadas para excavar y llegar hasta el nivel de
fundación.
2. Cerramiento: Por razones de seguridad y privacidad de los proyectos son cerrados al
espacio público perimetralmente con el uso de lona verde extendida y fijada en postes de
madera. Para la ampliación puede asociarse esta actividad con la delimitación del área
de trabajo de modo que en ningún momento se afecten las áreas comunales ni las casas
vecinas.
Para el desarrollo de la obra previa tramitación y autorización de las entidades correspondientes,
se deben considerar los siguientes criterios:
 Investigación Previa
Primero se debe hacer un registro fotográfico de las construcciones para que las futuras
reclamaciones no correspondan a daños preexistentes.
Se debe estudiar el suelo para determinar qué tipo de encofrado o bóveda debe colocarse para
evitar derrumbes.
 Profundidad de Excavación
Normalmente cualquier tipo de estructura requiere hacer una excavación profunda y el solo
hecho de quitar continuidad al suelo produce vibraciones que reacomodan el suelo, cuanto más
profunda sea una excavación, hay más riesgo de desplome.
 Tipo de Suelo
El tipo de terreno condiciona los daños que puede haber en el vecindario. Por un lado, el suelo
firme tiene un material tipo gravas arenosas y manto rocoso - consistente y tiene menos
intersticios (vacíos) en su estructura interna. Por tanto, la excavación no afectará al vecino e
incluso se podría hacer una excavación vertical (taludes verticales).
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 Controlar los Asentamientos y Derrumbes
Para evitar el reacomodo de suelos, se han desarrollado técnicas para controlar y disminuir los
asentamientos de suelo. Actualmente, si las excavaciones son de más de cinco metros, se hacen
pantallas ancladas en todo el contorno del terreno. En nuestro caso no son excavaciones
profundas, únicamente se recomendó bajar a 3.50 m.
Es importante establecer, que en caso de que este proyecto no se desarrolle en los próximos 5
años, se deberá reevaluar el estudio de suelos, ya que, durante este período, el lote en estudio
estará sometido a diferentes procesos, los cuales pueden alterar notablemente las condiciones
actuales del suelo.
ANEXOS:
 Documentos del profesional que firma el estudio de suelos
Atentamente,
Ingeniero Civil
MP: 68202192764 STD
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Registro Fotográfico
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Memorial de Responsabilidad
Yo, HÉCTOR TORRES ORTÍZ Ingeniero Civil, identificado con la cédula de ciudadanía
N°13.930.230 de Málaga (Santander) y Matrícula Profesional N°68202192764 STD, en mi
calidad de Ingeniero Geotecnista (y de conformidad con lo establecido en el numeral 22 del
Artículo 4 del Título II de la Ley 400 de 1.997 Ingeniero Geotecnista es el Ingeniero Civil quien
firma el estudio geotécnico y bajo cuya responsabilidad se realizan los estudios geotécnicos o de
suelos, por medio de los cuales se fijan los parámetros de diseño de la cimentación, los efectos
de ampliación de la onda sísmica causados por el tipo y estratificación del suelo subyacente a la
construcción y la definición de los parámetros del suelo que se deben utilizar en la evaluación de
los efectos de interacción Suelo-Estructura, CERTIFICO QUE: Realice el Estudio Geotécnico, de
conformidad con lo establecido en el Reglamento Colombiano de Construcción Sismo
Resistente NSR-10 y Norma Colombiana de Diseño de Puentes (Sección 11 Muros,
Estribos y Pilas) CCP-2014, para el proyecto “Estudios y Diseños Optimización del Sistema de
Acueducto del Municipio de Santiago, Departamento Norte de Santander”, radicado bajo el
número COM-RV-07-2022-702 del 22 de Julio de 2022.
En consecuencia, asumo la responsabilidad referente al presente Estudio Geotécnico y exonero
al Municipio de Santiago (Norte de Santander) ante terceros de cualquier responsabilidad, civil,
penal o administrativa de cualquier falta u omisión del presente estudio.
Ingeniero Civil
MP: 68202192764 STD
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Documentos del Ingeniero Civil Especialista en Geotecnia
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