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TABLA DE CONTENIDO
1. INTRODUCCION............................................................................................................2
2. ALCANCES...................................................................................................................2
3. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO..................................................................................3
4. CARACTERIZACION GEOLÓGICA...............................................................................4
5. INVESTIGACION DEL SUBSUELO...............................................................................5
5.1. Exploración del Subsuelo..........................................................................................5
5.2. Ensayos de Laboratorio...........................................................................................6
6. PERFIL ESTRATIGRÁFICO PROMEDIO.......................................................................7
7. ANÁLISIS GEOTÉCNICO..............................................................................................8
7.1. Sistema de cimentación............................................................................................8
7.1.1. Análisis de Estabilidad........................................................................................8
7.1.2. Análisis de Deformación.....................................................................................8
7.1.3. Coeficiente de Reacción de la Subrasante Ks....................................................9
7.2. Excavaciones............................................................................................................9
7.3. Empujes Laterales..................................................................................................10
8. SISMICIDAD DEL SITIO DEL PROYECTO..................................................................11
9. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES................................................................11
9.1. Cimentación Recomendada....................................................................................11
9.2. Excavaciones..........................................................................................................11
9.3. Programa de Instrumentación Geotécnica..............................................................12
ANEXOS
ANEXO A
MEMORIAS DE CÁLCULO
ANEXO B
ENSAYOS DE LABORATORIO
INSTITUTO DE DESARROLLO URBANO – IDU
Contrato No. IDU - 133 de 2005
Estudios y Diseños de la Troncal Calle 26 (Av.3ª - Aeropuerto El Dorado – Av. José Celestino Mutis), en Bogotá D.C.

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ESTUDIOS Y DISEÑOS DE LA TRONCAL CALLE 26 (AVENIDA
3ª – AEROPUERTO EL DORADO – AVENIDA JOSE
CELESTINO MUTIS)
BOX PEATONAL CARRERA 3 AVENIDA 19
ESTUDIO DE FUNDACIONES Y EXCAVACIONES
1. INTRODUCCION
El CONSORCIO GENERAL contrató con JOSÉ MANUEL ALVAREZ LUGO, Ingeniero
Especialista y Magíster en Geotecnia, la elaboración de los estudios de fundaciones de
las estructuras asociadas a los ESTUDIOS Y DISEÑOS DE LA TRONCAL CALLE 26
(AVENIDA 3ª – AEROPUERTO EL DORADO – AVENIDA JOSE CELESTINO MUTIS) en
la ciudad de Bogotá D.C.
En este informe se presentan las principales recomendaciones encaminadas al diseño
definitivo e implementación de las etapas constructivas del BOX PEATONAL ubicado en
la carrera 3ª con avenida 19, perteneciente al proyecto Troncal Calle 26-Transmilenio, en
la ciudad de Bogotá D.C.
Se describen los trabajos efectuados para tal fin, se presentan en detalle los análisis
geotécnicos ejecutados, las hipótesis asociadas a los mismos, los parámetros para el
diseño estructural y las recomendaciones para la construcción de la estructura, así como
las especificaciones particulares de los procesos relacionadas con la solución geotécnica
integral del proyecto.
2. ALCANCES
Los principales alcances del presente informe se presentan a continuación:
• Determinación del sistema de cimentación más adecuado para la estructura, en
función de las cargas esperadas en la vida útil y las características mecánicas del
subsuelo.
• Análisis de capacidad portante y asentamientos inmediatos y totales para el sistema
de cimentación propuesto. Determinación de los parámetros para el diseño estructural
de la cimentación.

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• Análisis y determinación de empujes laterales en condiciones estáticas y pseudo-
estáticas para el diseño de las paredes del box. Determinación de los parámetros para
el diseño estructural.
• Análisis de estabilidad para el proceso constructivo del box verificando la inclinación
de seguridad para la excavación e implantación de la estructura.
• Formulación de las recomendaciones constructivas generales y particulares.
3. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO
El proyecto contempla la construcción de una estructura cuya función será la conexión
peatonal entre la troncal de transmilenio de la calle 26 con la actual estación de Las
Aguas perteneciente a la actual troncal del Eje Ambiental.
Para esto, se ha proyectado la implementación de un box peatonal de una longitud
aproximada de 80,0m con una pendiente longitudinal variable entre el 8,0% y el 10,0%.,
con un ancho promedio de 5,0m y una altura libre variable entre 4,0 y 4,50m.
Para la implantación del proyecto, se ha contemplado la ejecución de excavaciones de
hasta 5,0m de profundidad.
En la figura No. 1, se muestra la localización general del proyecto.

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Figura No.1.: Localización general del proyecto (tomado del estudio de Micro zonificación sísmica
de Santa Fe de Bogotá)
4. CARACTERIZACION GEOLÓGICA
Bogotá se encuentra localizada sobre el eje de la cordillera Oriental de Colombia.
Geomorfológicamente, se diferencian dos zonas: la primera que comprende la zona plana
de la ciudad y se encuentra ubicada hacia los sectores central, occidental, norte y
suroccidental, donde se asienta la mayor cantidad de población, y la segunda, el relieve
montañoso hacia los sectores oriental principalmente y noroccidental (Cerros de Suba),
donde gran parte de estos cerros se encuentran habitados y otro tanto, destinados a la
explotación minera.

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Geológicamente la ciudad se localiza sobre un extenso relleno sedimentario que conforma
la Sabana y está rodeada por cerros constituidos por rocas antiguas del Terciario
principalmente de areniscas, arcillolitas y conglomerados.
De acuerdo con la zonificación geológica y geotécnica realizada en el Estudio de
Microzonificación sísmica de Santa Fe de Bogota ha sido posible establecer que la
estructura en estudio se encuentra localizada en la zona No. 2 denominada Piedemonte
(figura No.1), a continuación se realiza la descripción de esta zona.
PIEDEMONTE
Tal como se mencionó anteriormente esta zona se define como la zona de transición
entre los cerros y la zona plana, la cual clasifica dentro del Estudio de Microzonificacion
Sísmica como Zona 2. Esta conformada principalmente por depósitos coluviales, conos de
deyección, y por afloramientos rocosos de las formaciones Guaduas, Bogotá y Regadera,
los cuales presentan valores muy altos de capacidad portante. Posee una estratigrafía
compuesta por gravas, arenas y limos, con eventual presencia de arcilla.
• Coluviones o Derrubios de Pendiente (Qdp)
Debido a la degradación de las laderas y a la fracturación de las rocas estratificadas en
pendientes muy altas y que por acción de la gravedad, a lo que se suman los agentes
erosivos que disminuyen las propiedades del macizo rocoso, se presentan
desprendimientos y se da inicio al transporte del material fracturado y suelto, embebido en
el suelo residual afianzando su desplazamiento, depositándose en las partes bajas dando
inicio al proceso de consolidación.
En ésta zona, existen dos tipos de depósitos que son: Coluviones que se encuentran
embebidos en una matriz fina sobre guijos y bloques y talus, en los que por acción del
agua, la matriz es lavada y los bloques se convierten en material predominante.
Dentro de los talus se encuentran las formaciones que provienen de unidades arenosas
como la Arenisca Dura, Labor Tierna, Formación Guaduas, Cacho y parte inferior de la
Formación Regadera, las cuales se localizan en el piedemonte Oriental, con más
exactitud entre las laderas de los cerros orientales y suroccidentales, teniendo una
permeabilidad alta.
Los coluviones que se encuentran en esta zona presentan variabilidad en cuanto a sus
espesores, los cuales oscilan desde pocos centímetros hasta algunos metros en los
cerros orientales y sur occidentales de Bogotá. Dichos depósitos provienen de las
formaciones Chipaque, Guaduas, Bogotá, Regadera y Usme.
5. INVESTIGACION DEL SUBSUELO
5.1. Exploración del Subsuelo

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Se efectuaron en total tres (3) sondeos mecánicos cuyas profundidades alcanzaron los
20,0m bajo el nivel actual de la carrera 3a, localizadas en el sitio en que se construirá la
estructura objeto del presente informe. Durante su ejecución se tomaron muestras de
cada estrato encontrado. En la tabla No. 1, se presenta una relación de las perforaciones
realizadas para este estudio y su profundidad.
Sondeo Nº Profundidad (m)
S – 112 20,00
S – 113 20,00
S – 114 20,00
Tabla No.1. Programa de exploración del subsuelo, puente Box Calle 19 Carrera 3ª
Figura No. 2. Programa de exploración del subsuelo
Durante la ejecución de los sondeos fueron identificados y descritos visualmente los
diferentes estratos. En los suelos arcillosos y limosos de consistencia media a muy firme y
en los suelos granulares, se adelantó el ensayo de penetración estándar SPT con el fin de
relacionar parámetros geomecánicos, y se recuperaron muestras alteradas con el tubo de
cuchara partida (Split Spoon).
5.2. Ensayos de Laboratorio
Todas las muestras obtenidas fueron identificadas visualmente en el laboratorio y sobre
un número representativo de los diferentes materiales encontrados en cada uno de los
sondeos, se ejecutaron ensayos tendientes a conocer su comportamiento físico y
geomecánico. Las pruebas ejecutadas fueron:

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• Clasificación
Se emplean para identificar y clasificar los tipos de suelo dominantes en cada sitio
explorado y para desarrollar correlaciones entre propiedades básicas y parámetros de
resistencia y deformabilidad. Entre los ensayos realizados se encuentran los límites de
Atterberg y la composición granulométrica.
• Condiciones In situ
Permiten establecer las condiciones geostáticas del suelo natural, representando
condiciones de frontera y características de los materiales fundamentales para el diseño.
Se determinó la humedad natural y el peso unitario.
Estas pruebas junto con las de clasificación, permiten establecer una primera
aproximación del comportamiento mecánico de los materiales encontrados.
• Resistencia al corte
Ante la imposibilidad de recuperar muestras inalteradas debido a la presencia de
materiales granulares o a la consistencia firme a muy firme de los estratos finos, se
procedió a la ejecución del ensayo de penetración estándar (SPT) con el fin de
correlacionarlo con parámetros de resistencia al corte no drenado. Estos parámetros,
fueron establecidos con base en el valor promedio de la correlación del SPT (Ensayo de
Penetración Estándar) propuesta por Stroud and Butler (1974).
En el anexo B de ensayos de laboratorio, se presentan los resultados de los ensayos de
laboratorio efectuados.
6. PERFIL ESTRATIGRÁFICO PROMEDIO
A partir de la descripción visual de los materiales que conforman el subsuelo, los ensayos
de campo ejecutados y los resultados de los ensayos de laboratorio, se procedió a la
descripción de los materiales que conforman el perfil estratigráfico, para lo cual se han
consignado las propiedades geomecánicas de los estratos encontrados.
De las perforaciones realizadas y los resultados de los ensayos de campo y laboratorio
ejecutados, se identificaron dos (2) tipos principales de materiales en el subsuelo, los
cuales se describen a continuación:
Material 1. Gravas limosas pobremente gradadas (GP-GM)
Este material se ubica entre los 0,0 y 5,50m. Se caracteriza por presentar contenidos de
humedad natural relativamente bajos entre el 11,0% y 12,0%. El valor de la resistencia al
ensayo de penetración estándar es variable entre 16 y 20 golpes/pie.

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Material 2. Depósitos de coluvión en matriz arcillo arenosa
Este material se presenta entre los 5,50m y la máxima profundidad de exploración. La
matriz de este material se caracteriza por presentar límites líquidos que oscilan entre 27%
y 35%, límites plásticos variables entre 28% y 32% y contenidos de humedad natural
entre el 4% y 26%.
El nivel freático se encontró únicamente en la perforación No. S-114, a 2,20m de
profundidad. Para efecto de los análisis efectuados, se asumió como esta la posición
predominante del nivel de agua, aunque es evidente que la ausencia del mismo en las
perforaciones 112 y 113 sugiere que probablemente corresponda a un nivel colgado.
7. ANÁLISIS GEOTÉCNICO
A continuación se presentan las particularidades de los análisis geotécnicos realizados
tendientes a establecer los parámetros de diseño más importantes de la estructura objeto
del presente informe.
7.1. Sistema de cimentación
Como sistema de cimentación para el box, dadas las características de resistencia y
compresibilidad del subsuelo, se optó por analizar una alternativa de cimentación
consistente en una placa de concreto reforzado.
Se presentan a continuación las hipótesis y la metodología de análisis adoptadas para la
realización de los análisis de estabilidad y deformación correspondientes.
7.1.1. Análisis de Estabilidad
La determinación de la capacidad portante última y de seguridad se realizó empleando la
teoría de capacidad portante propuesta por Terzaghi (1947), empleando los factores de
corrección por forma y profundidad del cimiento, propuestos por Meyerhof (1974) y
Hansen (1976).
El análisis se realizó para anchos variables de placa entre 4,50m y 6,00m y una
profundidad de desplante de 5,0m.
Con base en lo anterior se encontró que la capacidad portante de seguridad de la placa
es de 26,0 t/m2
para la geometría descrita, teniendo en cuenta el aporte generado por el
alivio de la excavación. Los resultados de los análisis se presentan en el Anexo A de
memorias de cálculo del presente informe.
7.1.2. Análisis de Deformación
La estimación de los asentamientos para los valores de capacidad portante de seguridad,
fueron realizados mediante expresiones de la teoría elástica y la teoría de la
consolidación.

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Los módulos de elasticidad de los materiales para el análisis de asentamientos han sido
establecidos con base en las correlaciones propuestas por Bowles (1982) y el U.S.
Department of the Navy (1982).
Con base en lo anterior se encontró que los asentamientos máximos en la placa de
cimentación son del orden de 1,80cm, no obstante, teniendo en cuenta la tendencia del
terreno debido a los procesos de levantamiento de fondo, los asentamientos pueden
considerarse mínimos.
7.1.3. Coeficiente de Reacción de la Subrasante Ks
Con base en los resultados obtenidos en los análisis de asentamientos y considerando la
presión de contacto transmitida al sistema de cimentación, se ha calculado el coeficiente
de reacción vertical (Kv) requerido para la ejecución de los análisis y diseños estructurales
del proyecto, obteniendo como resultado un valor de 1300 t/m3
.
7.2. Excavaciones
Para la construcción de la estructura en el sitio propuesto, se han planteado dos (2)
alternativas de excavación. El análisis de estabilidad de los taludes asociados se realizó
empleando el programa PCSTABL 5, de la University of Purdue (USA).
La primera alternativa de excavación, consiste en la conformación de taludes de
pendiente 0,5H: 1,0V de 2,50m de altura y berma intermedia de 1,0m de ancho.
La segunda alternativa de excavación, consiste en la conformación de un talud de 5,0m
con una pendiente 1,0H: 1,0V sin berma intermedia.
Los escenarios considerados para los análisis de estabilidad así como los factores de
seguridad obtenidos se presentan en la siguiente tabla. En todos los casos, el análisis de
estabilidad consideró una sobrecarga en superficie de 14 KPa (1,40T/m2
).
Alternativa Descripción
F.S
Estático
F.S.
Dinámico
1
Taludes h = 2.50m, inclinación
0,5H:1,0V berma intermedia
1,41 1,15
2
Talud h = 5,0m, inclinación
1,0H:1,0V sin berma intermedia
1,65 1,38
Tabla No. 2.: Inclinaciones para excavaciones
Con base en los resultados obtenidos es claro que cualquiera de las dos alternativas
presentadas ofrece adecuados factores de seguridad para una condición a corto plazo, es
decir para excavaciones temporales durante el proceso constructivo. No obstante con el

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fin de optimizar los movimientos de tierra se recomienda optar por la alternativa que
genera menores volúmenes de excavación.
7.3. Empujes Laterales
Se han realizado los análisis de esfuerzos laterales debidos a los materiales de relleno en
material granular seleccionado, los cuales fueron evaluados mediante la teoría clásica de
esfuerzos laterales de Rankine, la cual se fundamenta en las teorías del equilibrio
plástico, que en suelos se refiere a la condición en que cada punto en una masa de suelo
está a punto de fallar.
De la misma forma con base en la formulación pseudo-estática propuesta por Mononobe
– Okabe, fueron determinados los coeficientes de presión de tierras para condición
dinámica. De acuerdo a lo anterior, se recomienda utilizar diagramas de presiones
laterales triangulares, propias de suelos friccionantes, considerando los siguientes
parámetros:
• Peso unitario del relleno: 2,0 t/m3
• Angulo de fricción interna: 32º
• Coeficiente de presión activa en condición dinámica, según planteamiento de
Mononobe Okabe: 0,64
• Coeficiente de reposo (K0) 0,47
0
1
2
3
4
5
6
7
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Esfuerzos Horizontales (t/m2)
Profundidad(m)
estático
dinámico

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Estos diagramas no incluyen la presión del agua, por lo tanto se debe dotar la estructura
de sistemas de drenaje que permitan el abatimiento del nivel freático.
8. SISMICIDAD DEL SITIO DEL PROYECTO
De acuerdo con la información existente en el estudio de Microzonificación Sísmica de
Santafé de Bogotá (1997), es posible establecer que el área del proyecto se encuentra
localizada dentro de la zona Geotécnica 2, definida como Piedemonte con parámetros de
Aceleración máxima Am y Aceleración nominal An de 0,30 y 0,40 respectivamente.
9. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
9.1. Cimentación Recomendada
El sistema de cimentación recomendado para el box será una placa de concreto
reforzado. La placa se construirá sobre una capa de concreto pobre de limpieza de 5,0cm
de espesor. Antes del inicio de la construcción de la placa, se deben retirar los materiales
sueltos ó deletéreos en caso de presentarse una vez se llegue al nivel de desplante.
Se recomienda durante el proceso constructivo disponer de sistemas de bombeo para
realizar la evacuación del agua que confluya a la excavación. En este sentido, no se
esperan asentamientos importantes por abatimiento del nivel freático, más aún cuando no
se detectó en todas las perforaciones realizadas.
9.2. Excavaciones
La ejecución de las excavaciones asociadas a la implantación definitiva de la estructura,
deberá realizarse en longitudes no mayores a 10,0m, empleando cualquiera de las dos
alternativas analizadas. Si durante el transcurso de las excavaciones se presenta
afluencia importante de agua proveniente del nivel freático, se recomienda su evacuación
por medio de bombeo.
Los taludes deberán conservar las pendientes requeridas de acuerdo a los esquemas
propuestos. Una vez que se alcance el nivel inferior de la excavación, los taludes deben
protegerse con una capa de mortero de al menos 3,0cm de espesor, con el fin de evitar la
degradación de estos materiales.
Adicionalmente, durante el transcurso de la excavación, pueden implementarse lloraderos
de 3 pulgadas de diámetro, los cuales serán de carácter temporal, con el fin de favorecer
el drenaje de los materiales.
Figura No. 3. Diagramas de presión lateral paredes BOX Carrera 3 Calle 19.

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9.3. Programa de Instrumentación Geotécnica
Con el fin de adelantar un seguimiento a las deformaciones de la excavación y sus
alrededores, se propone llevar cabo un programa de instrumentación y auscultación de
deformaciones mediante la disposición de mojones de seguimiento, distribuidos en la
zona del proyecto de acuerdo al juicio del interventor.
Una vez instalados, es necesario relacionar las lecturas topográficas periódicas
semanales con las coordenadas y cotas de cada mojón, en las cuales se deberá obtener
el valor de los desplazamientos generados en la dirección Norte-Este (NE) así como las
deformaciones verticales.
10. LIMITACIONES
Las recomendaciones contenidas en este informe están basadas en las condiciones del
subsuelo establecidas como típicas a partir de los trabajos de investigación del subsuelo
descritos, de acuerdo con la práctica normal en geotecnia. Aunque se considera que el
alcance de los trabajos fue el adecuado para definir las condiciones del subsuelo, durante
la ejecución de la obra podrán observarse condiciones del subsuelo diferentes a las
establecidas como típicas, normales en el desarrollo de cualquier proyecto. Si esto
sucede, se deberá informar de inmediato a esta Consultoría con el fin de tomar los
correctivos del caso.

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