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ESTUDIOS Y DISEÑOS DE LA TRONCAL CALLE 26 (AVENIDA38

- AEROPUERTO EL DORADO - AVENIDA JOSECELESTINO MUTIS)

BOX PEATONAL AVENIDA CALLE 26 CON AVENIDA 68

ESTUDIO DE FUNDACIONES Y EXCAVACIONES

1. INTRODUCCION

El CONSORCIO GENERAL contrató con JOSÉ MANUEL ALVAREZ LUGO, IngenieroEspecialista y Magíster en Geotecnia, la elaboración de los estudios de fundaciones delas estructuras asociadas a los ESTUDIOS Y DISEÑOS DE LA TRONCAL CALLE 26(AVENIDA 38 - AEROPUERTO EL DORADO - AVENIDA JOSE CELESTINO MUTIS) enla ciudad de Bogotá D.C.

En este informe se presentan las principales recomendaciones encaminadas al diseñodefinitivo e implementación de las etapas constructivas del BOX PEATONAL ubicado enla avenida 68, perteneciente al proyecto Troncal Calle 26 Transmilenio, en la ciudad deBogotá D.C. Se describen los trabajos efectuados para tal fin, se presentan en detalle losanálisis geotécnicos ejecutados, las hipótesis asociadas a los mismos, los parámetrospara el diseño y las recomendaciones para la construcción de la estructura, así como lasespecificaciones particulares de procesos y materiales, relacionadas con la solucióngeotécnica 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, enfunción de las cargas esperadas en la vida útil y las características mecánicas delsubsuelo.

• Análisis de capacidad portante y asentamientos inmediatos y totales para el sistemade cimentación propuesto. Determinación de los parámetros para el diseño estructuralde la cimentación.

• Análisis y determinación de empujes laterales en condiciones estáticas y pseudo-estáticas para el diseño de las paredes del box. Determinación de los parámetros parael diseño estructural.

INSTITUTO DE DESARROLLO URBANO - IDUContrato No. IDU - 133 de 2005Estudios y Diseños de la Troncal Calle 26 (Av.38 - Aeropuerto El Dorado - Av. José Celestino Mutis), en Bogotá D.C.

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• Análisis de estabilidad de las diferentes etapas de excavación para la implantación dela estructura.

• Formulación de las recomendaciones constructivas generales y particulares.

3. DESCRIPCiÓN DEL PROYECTO

El proyecto consiste en la construcción de un paso peatonal deprimido, con un sistemaestructural en concreto reforzado, compuesto por pantallas pre-excavadas, placas de pisoy de techo, unidas monolíticamente. La altura libre del Box es de 4,Om. Las pantallasserán pre-excavadas y fundidas monolíticamente con las de vigas superiores construidasmáximo cada 5,Om. Las pantallas podrán tener un espesor variable entre 0,30 y 0,50m deacuerdo con las evaluaciones estructurales preliminares, no obstante, las dimensionesdefinitivas deberán ser calculadas y establecidas por el especialista de dicha área.

En la figura No. 1, se muestra un modelo geométrico de la estructura proyectada.

Vigas en concreto reforzado

Limo Arcilloso

Pantallas Preexcavadas

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Placa en concreto reforzado

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Figura No. 1.: Esquema general del Box Peatonal

INSTITUTO DE DESARROLLO URBANO - IDUContrato No. IDU - 133 de 2005Estudios y Diseños de la Troncal Calle 26 (Av.3a - Aeropuerto El Dorado - Av. José Celestino Mutis), en Bogotá D.C.

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En la figura NO.2, se muestra la localización general del proyecto.

Figura NO.2.: Localización general del proyecto (tomado del estudio de Micro zonificación sísmicade 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 planade la ciudad y se encuentra ubicada hacia los sectores central, occidental, norte ysuroccidental, donde se asienta la mayor cantidad de población, y la segunda, el relievemontañoso hacia los sectores oriental principalmente y noroccidental (Cerros de Suba),donde gran parte de estos cerros se encuentran habitados y otro tanto, destinados a laexplotación minera.

Geológicamente la ciudad se localiza sobre un extenso relleno sedimentario que conformala Sabana y está rodeada por cerros constituidos por rocas antiguas del Terciarioprincipalmente de areniscas, arcillolitas y conglomerados.


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De acuerdo con la zonificación geológica y geotécnica realizada en el Estudio deMicrozonificación Sísmica de Santa Fe de Bogotá ha sido posible establecer que laestructura en estudio se encuentra localizada en la zona geotécnica No. 3 denominadaLacustre A.

A continuación se realiza la descripción de esta zona.

FORMACIÓN SABANA:

Esta formación comprende la calle 26 desde el Aeropuerto Internacional El Dorado hastala carrera 30.

La formación Sabana constituye principalmente la parte plana de la ciudad de Bogotá, yen general se encuentra conformada por arcillas plásticas con algunas intercalaciones delentes de arena y gravas y eventualmente cenizas volcánicas hacia la parte media deldeposito, el espesor de este material puede alcanzar los 320m.

Esta formación se encuentra conformada por diversos tipos de materiales como lo sondepósitos aluviales (Qtb y Qta), depósitos de coluvion (Qdp), Suelos residuales (Qrs),rellenos de excavaciones (Qr) y rellenos de basuras (Qb).

Para el caso de la calle 26 objeto del presente estudio, los materiales aferentes al área delproyecto corresponden a los depósitos aluviales específicamente a depósitos FluvioLacustres los cuales han sido clasificados en el Estudio de Microzonificación Sísmica deSanta Fe de Bogota como Lacustre A (zona 3) y Lacustre B (zona 4).

La zona Lacustre está conformada principalmente por depósitos de arcillas blandas dealta compresibilidad con profundidades máximas de hasta 240m, con presencia eventualde depósitos de arenas y/o turbas de bajos espesores. Estos depósitos presentan unacapa superior preconsolidada de espesores de hasta 10,Om.

5. INVESTIGACIONDELSUBSUELO

5.1. Exploracióndel Subsuelo

Se efectuaron dos (2) sondeos mecánicos cuyas profundidades alcanzaron los 20,Ombajo el nivel actual de la avenida 68 localizadas en el sitio en que se construirá laestructura objeto del presente informe. Durante su ejecución se tomaron muestras decada estrato encontrado, alteradas e inalteradas.

En la siguiente tabla, se presenta una relación de las perforaciones realizadas para esteestudio y su profundidad.

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Sondeo N°

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Profundidad (m),.- _.-"- - "'-"- "'--"--- -~-

20,00

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Tabla No. 1. Programa de exploración del subsuelo, avenida 68

Figura No. 3.: Localización Exploración del Subsuelo

Durante la ejecución de los sondeos fueron identificados y descritos visualmente losdiferentes estratos. En los suelos arcillosos y limosos de consistencia media a muy firme yen los suelos granulares, se adelantó el ensayo de penetración estándar SPT con el fin derelacionar parámetros geomecánicos, y se recuperaron muestras alteradas con el tubo decuchara partida (Split Spoon).

En los suelos finos de consistencia blanda se adelanto la toma de muestras inalteradasmediante el tubo Shelby con el fin de realizar ensayos de resistencia al corte ydeformación en el laboratorio. De igual manera se efectuaron ensayos de veleta decampo en la totalidad de las perforaciones.

5.2. Ensayos de Laboratorio

Todas las muestras obtenidas fueron identificadas visualmente en el laboratorio y sobreun número representativo de los diferentes materiales encontrados en cada uno de lossondeos, se ejecutaron ensayos tendientes a conocer su comportamiento físico ygeomecánico. Las pruebas ejecutadas fueron:


Instituto de Desarrollo UrbanoCentro de Documenlación

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• Clasificación

Se emplean para identificar y clasificar los tipos de suelo dominantes en cada sitioexplorado y para desarrollar correlaciones entre propiedades básicas y parámetros deresistencia y deformabilidad. Entre los ensayos realizados se encuentran los límites deAtterberg y la composición granulométrica.

• Condiciones In situ

Permiten establecer las condiciones geostáticas del suelo natural, representandocondiciones 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 primeraaproximación del comportamiento mecánico de los materiales encontrados.

• Resistencia al corte

Los valores de resistencia al corte han sido establecidos con base en los ensayos decompresión inconfinada y de corte directo adelantados sobre las muestras inalteradas quefueron recuperadas durante el proceso de exploración, adicionalmente, estos resultadoshan sido integrados con los valores obtenidos del ensayo de veleta de campo.

En aquellos materiales en donde no fue factible la recuperación de muestras inalteradas ola ejecución del ensayo de veleta de campo, debido a la presencia de materialesgranulares o a la consistencia media a muy firme de los estratos cohesivos, se procedió ala ejecución del ensayo de penetración estándar (SPT) con el fin de correlacionarlo conparámetros de resistencia al corte no drenado. Estos parámetros, fueron establecidos conbase en el valor promedio de la correlación del SPT (Ensayo de Penetración Estándar)propuesta por Stroud and Bufler (1974).

En el anexo B de ensayos de laboratorio, se presentan los resultados de los ensayos delaboratorio efectuados.

6. PERFIL ESTRATIGRÁFICO PROM EDIO

A partir de la descripción visual de los materiales que conforman el subsuelo, los ensayosde campo ejecutados y de los resultados de los ensayos de laboratorio, se procedió a ladescripción real de los materiales que conforman el subsuelo, en la cual se consigna lavariación de las propiedades geomecánicas con la profundidad.

De las perforaciones realizadas y los resultados de los ensayos de campo y laboratorioejecutados, se identificaron tres (3) tipos principales de materiales en el subsuelo, loscuales se describen a continuación:


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Material 1. Limos orgánicos y arcillas limosas orgánicas de baja plasticidad (Ol)

Este material se presenta cerca de la superficie del terreno entre los 1,0 Y 3,5m. Seevidencia un relleno limoso con presencia eventual de basuras y un limo arcilloso de colorcarmelito. La humedad es 43,21%, porcentaje de finos del 81,4% Y la resistencia a lapenetración estándar de 33 golpes/pie.

Material 2. Limos orgánicos de plasticidad media a alta (MH-OH)

Este material es el más típico a partir de los 3,50m hasta el final de la perforación.Corresponde a un limo arcilloso con presencia eventual de raíces y en otras zonas a unlimo arcilloso gris verdoso. Presenta valores de humedad entre 76 y 127%, límite líquidoentre 106,0 Y 159,0% Y límite plástico de 51,0 a 81,0%. La resistencia al ensayo depenetración estándar de 1 a 3 golpes/pie.

Material 3. Arenas limosas y limos arenosos (SM)

Este es un relleno areno limoso, superficial con presencia ocasional de desechos deconstrucción y material vegetal. Presenta una humedad del 32,34%. Un porcentaje definos 16,3%, arenas 46,7% y gravas 37%. La resistencia a la penetración estándar 13golpes/pie.

El nivel freático fue identificado a una profundidad de 4,Om.

7. ANÁLISIS GEOTÉCNICO

7.1. Sistema de Cimentación

Como sistema de cimentación para el box, dadas las características de resistencia,compresibilidad del subsuelo, así como el reducido espacio para la construcción de laestructura y la funcionalidad de la misma, se optó por analizar una alternativa decimentación consistente en una placa de concreto reforzado apoyada directamente sobreel terreno natural.

Se presentan a continuación las hipótesis y la metodología de análisis adoptadas para larealización 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 lateoría de capacidad portante propuesta por Terzaghi (1947), empleando los factores decorrección por forma y profundidad del cimiento, propuestos por Meyerhof (1974) yHansen (1976).

El análisis se realizó para un ancho de placa de 5,Om y una profundidad de apoyo de5,Om.Los parámetros de resistencia empleados se presentan en la siguiente tabla.


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Tabla No. 2. Parámetros de Resistencia empleados en el análisis de capacidad portante

Se encontró que la capacidad portante de seguridad de la placa es de 7,50 fiar para lageometría 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 delpresente informe.

7.1.2. Análisis de Deformación

Los análisis de asentamientos probables para el esfuerzo transmitido por el box peatonal,fueron realizados mediante expresiones de la teoría elástica y la teoría de laconsolidación.

Los módulos de elasticidad de los materiales para el análisis de asentamientos han sidoestablecidos con base en las correlaciones propuestas por Bowles (1982) y el U.S.Department of the Navy (1982). En la siguiente tabla, se presentan los parámetrosempleados para este análisis.

Tabla No. 3. Parámetros de Rigidez empleados en el análisis de deformación

Con base en lo anterior se encontró que los asentamientos esperados en la placa decimentación para el esfuerzo neto transmitido por la estructura son del orden de 1,14cm,no obstante, teniendo en cuenta la tendencia del terreno debido a los procesos delevantamiento de fondo, los asentamientos pueden considerarse mínimos.

Se realizó también un análisis de la posible expansión del fondo de la excavación a cortodado el alivio de esfuerzos producido por la misma. Se encontró que el rebote elásticoprobable en el centro de la excavación es máximo de 7,30cm.

7.1.3. Coeficiente de Reacción de la Subrasante Ks

eCon base en los resultados obtenidos en los análisis de asentamientos y considerando lapresión de contacto transmitida al sistema de cimentación, se ha calculado el coeficientede reacción vertical (Kv) requerido para la ejecución de los análisis y diseños estructuralesdel proyecto, obteniendo como resultado un valor de 312 tlm3.

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7.2. Excavaciones del Box Peatonal

De acuerdo con el análisis de la información existente e investigación del subsuelo, seprocedió a establecer un modelo geotécnico con la geometría presentada en la figuraNO.1, que representa las condiciones de suelo presentes alrededor de la estructura delbox en el terreno. Para la modelación del comportamiento de la estructura y los análisisde los esfuerzos y deformaciones durante las etapas de construcción, se empleó laherramienta PLAXIS v.a con un modelo de deformación plana.

Haciendo uso de las facilidades computacionales de la citada herramienta, fue elaboradoun modelo discretizado mediante elementos de 15 nodos. El cálculo fue efectuadomodelando las etapas constructivas mediante la eliminación de clusters, simulando lasetapas de excavación y apuntalamiento en forma independiente pero sucesiva. Con baseen lo anterior, fueron extraídas las gráficas resultantes de esfuerzos y deformacionessobre la pantalla mediante un elemento tipo diafragma.

En la modelación de las pantallas se emplearon elementos tipo vigas en concretoreforzado con módulo de elasticidad de 200.000 Mpa y una relación de Poisson de 0,15de acuerdo con el inciso C.a.5.5 de la Norma Sismo Resistente NSR-9a.

7.2.1. Análisis Geofécnicos Excavaciones

Las etapas de construcción fueron modeladas empleando el modelo Mohr-Coulomb delprograma Plaxis. Las etapas modeladas se presentan a continuación:

1. Construcción de las pantallas pre-excavadas a una profundidad de 7,50m,construcción de las vigas superiores máximo cada 5,Om y excavación a 5,Om deprofundidad. Se asume que las vigas serán fundidas con las pantallas. En esta etapase asumió una sobrecarga de 1,40 tlm2.

Para la ejecución de los análisis a continuación se ha trabajado con un espesor depantalla de 0,40m, no obstante, este deberá tomarse como un valor de referencia, enrazón a que el espesor final de las pantallas será evaluado y definido por el Ingenierodel área estructural.

En las figuras Nos. 4, 5 Y6 se presenta el esquema de los desplazamientos totales enla zona alrededor de la estructura, los diagramas de momento flector y esfuerzocortante, así como los diagramas de esfuerzos efectivos en las pantallas.


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Figura No. 4. Excavación con pantallas instaladas y puntal superior.

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Effertive normal stressesExtreme effectíve normar stress 8Z .50 kNlm.2

Figura No. 5. Diagrama de esfuerzos efectivos en las pantallas

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Figura No. 6. ~xcavación con pantallas instaladas y puntal superior. Diagrama de cortante,diagrama de momentos, desplazamientos horizontales en la Pantalla.

1-~-7/rEn la siguiente tabla presenta el resumen de los resultados de la etapa No 1.

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....-.<.~ --- ---''''~-''>'~''--, --Momento máximo en las pantallas 196,89 kN*m/m

Fuerza Cortante máxima en las pantallas 104,90 kN*mDesplazamiento horizontal máximo en las pantallas 0,036 m

Factor de seguridad 1,32" ,. ... ~. ~= .~-~ ~<- .~ - ~--<- "'-. ----.''"-

Tabla No. 4. Resultados de la modelación de la etapa No 1

2. Construcción de la placa de fondo. Los resultados de los análisis se presentan acontinuación en las figuras Nos. 7, 8 Y 9.


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Figura No. 7. Excavación con pantallas instafada's can puntal superior e inferior.

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Figura No. 8. Diagrama de esfuelZOS efectivos en las pantallas

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Figura No. 9. Excavación con pantaltas instaladas con puntal superior e inferior. Diagramas deesfuerzo cortante, de momento flector y desplazamientos horizontales en las pantallas.

En la tabla a continuación se presenta el resumen de los resultados de la etapa No 2.

Momento máximo en I.aspantallas I 196,25 kN*m/mFuerza Cortante máxima en las pantallas 104,81 kN*m

Desplazamiento horizontal máximo en las pantallas 0,036 mFactor de seguridad 1,83

Tabla No. 5. Resultados de la modelación de la etapa No 2

3. Colocación de placa superior y sobrecarga en el box. Se considera la colocación de laplaca superior y posterior sobrecarga de la misma (1,40 11m2

). Los resultados de losanálisis se presentan a continuación en las figuras Nos. 10 Y 11.

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Figura No. 10. Excavaci6n con pantallas instaladas con puntal superior e inferior y sobrecarga de1,40t1rrf

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Figura No. 11. Excavación con pantallas instaladas con puntal superior e inferior y sobrecarga.Diagramas de esfuerzo cortante, de momento (lector y desplazamientos horizontales en las

pantallas.

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En la siguiente tabla se presenta el resumen de los resultados de la etapa No 3.

Momento máximo en las pantallas 217,01 kN*m/mFuerza Cortante máxima en las pantallas 135,15 kN*m

Desplazamiento horizontal máximo en las pantallas 0,036 mFactor de seguridad para falla de fondo 1,90

Tabla No. 6. Resu"ados de la modelaci6n de la etapa No 3

Los diagramas de deformaciones corresponden a deformaciones totales acumuladas poresta razón en los diagramas no se hacen evidentes las restricciones impuestas como sonlos puntales y las placas.

7.2.2. Excavaciones para rampas de acceso al box peatonal

Para las excavaciones requeridas en los tramos de las rampas de acceso en donde no esposible contar con un puntal superior de carácter permanente, se han planteado dosposibles alternativas para la ejecución del proceso constructivo.

La alternativa No. 1en la cual se no se considera la construcción de un puntal superior enninguna de las etapas constructivas, razón por la cual la estabilidad de la excavación selogrará exclusivamente a partir de la profundidad de enterramiento de las pantallaspreexcavadas, alternativa que se ha considerado dada la dificultad constructiva quepuede representar el colocar un puntal superior de carácter temporal.

No obstante, con el fin de ampliar las opciones constructivas y teniendo en cuenta que laposibilidad de utilizar dicho puntal temporal genera una marcada optimización de laprofundidad de enterramiento de las pantallas, se ha considerado una alternativa No. 2,en donde en los análisis se ha contemplado la construcción de un puntal temporal desdela etapa NO.1de la excavación con el fin de evitar profundizar las pantallas, el cual unavez terminado el proceso de excavación y de construcción de la placa de fondo deberádemolerse.

Así las cosas a continuación se presentan los resultados de las modelaciones para cadauna de las alternativas planteadas, sin embargo, la definición del proceso constructivo hautilizar así como el dimensionamiento de los elementos estructurales deberá serfinalmente definido por el especialista del área de estructuras.

Alternativa 1: Para este análisis se considera que en las excavaciones para las rampasde acceso a los box peatonales no se construyen los puntales superiores, razón por lacual los muros pantalla se deben preexcavar a una profundidad mayor a 7,50m. Deacuerdo con los análisis realizados se recomienda preexcavar la pantalla a unaprofundidad de 11,50m en estos tramos críticos.

A continuación se presentan los resultados de la modelación para la condición más críticade la rampa de acceso que corresponde a una profundidad de excavación de 5,Om.

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1. Construcción de las pantallas pre-excavadas a una profundidad de 11,50m. En lasfiguras Nos. 12, 13 Y 14 se presentan los resultados de la modelación para estáetapa, los valores de deformación, diagrama de esfuerzos y diagrama de momentos alo largo del muro pantalla.

Figura No. 12. Excavación a 5,Om con pantallas instaladas.

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Figura No. 13.: Diagrama de esfuerzos efectivos en las pantallas


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Figura No. 14.: Excavación a S,Om con pantallas instaladas. Diagrama de esfuerzo cortante,diagrama de momentos, desplazamientos horizontales en el Muro Pantalla

Los resultados arrojados del modelo se presentan en la siguiente tabla.



Tabla No. 7. Resultados de la modelaci6n de la etapa 1 para las pantallas de las rampas deacceso.

2. Construcción de la placa de fondo. En las figuras Nos. 15, 16 Y 17 se presentan losresultados de la modelación para está etapa, los valores de deformación, diagrama deesfuerzos cortantes y diagrama de momentos a lo largo del muro pantalla.

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Figura No. 15.: Excavación a 5,Om con pantallas instaladas a 11, 50m y placa inferior,

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Figura No. 16.: Diagrama de esfuerzos efectivos en las pantallas


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Figura No. 17. Excavación a 5,Om con pantallas instaladas y placa inferior. Diagrama de esfuerzocottante, diagrama de momentos, desplazamientos horizontales en el Muro Pantalla

Los resultados arrojados del modelo se presentan en la tabla a continuación:



Tabla No. 8. Resultados de la modelaci6n de la etapa 2 para las pantallas de las rampas deacceso.

Alternativa 2: Para esta alternativa se ha contemplado la construcción de un puntaltemporal desde la etapa NO.1 de la excavación con el fin de evitar profundizar laspantallas, el cual una vez terminado el proceso de excavación y de construcción de laplaca de fondo deberá demolerse.

Así las cosas, a continuación se presentan los resultados de la etapa final en donde ya seha adelantado la totalidad de la excavación contando con el puntal superior (etapa 1) y seha construido la placa de fondo (etapa 2), para posteriormente proceder a la demolicióndel puntal superior inicial, figuras Nos. 18 y 19.


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Figura No. 18.: Diagrama de esfuerzos efectivos en las pantallas .

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Figura No. 19. Excavación a 5,Om con pantallas instaladas, placa inferior y demolición del puntalsuperior. Desplazamientos horizontales, diagrama de esfuerzo cortante y momentos.


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Los resultados arrojados del modelo se presentan en la tabla a continuación:



Tabla No. 9. Resu"ados de la modelación de la alternativa No. 2 para las pantallas de las rampasde acceso con demolición del puntal superior.

7.2.3. Diagramas de esfuerzos efectivos

Los diagramas de esfuerzos efectivos relacionados en las figuras Nos. 5, 8, 13, 16 Y 18corresponden a las etapas constructivas principales, las cuales regirán directamente elestablecimiento del espesor de las pantallas para la estructura.

Estos diagramas están orientados a brindar las herramientas necesarias para que losEspecialistas del área estructural establezcan el dimensionamiento definitivo de loselementos estructurales que hacen parte del box.

Los diagramas presentados en los capítulos No. 7.2.1 y 7.2.2 no incluyen la presión delagua, por lo tanto se debe dotar la estructura de sistemas que permitan el abatimiento delnivel freático, o en caso contrario se debe sumar a los diagramas presentados laspresiones hidrostáticas correspondientes, considerando la aparición del nivel freático auna profundidad de 4,Om.

8. SISMICIDAD DEL SITIO DEL PROYECTO

De acuerdo con la información existente en el estudio de Microzonificación Sísmica deSantafé de Bogotá (1997), es posible establecer que el box peatonal de la Avenida 68, seencuentra localizado dentro de la Zona Geotéalica 3, definida como Lacustre A, conparámetros de Aceleración máxima Aro y Aceleración nominal An de 0,25 y 0,30respectivamente.

9. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

9.1. Cimentación Recomendada

El sistema de cimentación recomendado para el box será una placa de concretoreforzado. La placa se construirá sobre una capa de concreto pobre de limpieza de 5,Ocmde espesor. Antes del inicio de la construcción de la placa, se deben retirar los materialessueltos ó deletéreos en caso de detectarse una vez se llegue al nivel de desplante.

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Para la construcción de la placa, se recomienda realizar la evacuación del agua queconfluya a la excavación por bombeo. En este sentido, no se esperan asentamientosimportantes por abatimiento del nivel freático.

Luego de la construcción de la pantalla, se deberán dejar listos los empalmes de aceronecesarios para la unión con la placa de cimentación. Esta última, deberá poseer unarigidez capaz de controlar distorsiones angulares de U300.

9.2. Excavaciones

Si durante el transcurso de las excavaciones se presenta afluencia importante de aguaproveniente del nivel freático, se recomienda su evacuación por medio de bombeo. Unavez que se alcance el nivel inferior de la excavación, se debe iniciar inmediatamente laconstrucción de la placa de fondo, con el fin de evitar cambios de humedad nocivos en elmaterial y posible rebote elástico del fondo de la excavación.

Luego del análisis aproximado realizado sobre la generación de posibles asentamientospor descensos del nivel freático durante el transcurso de la excavación, se encontró quela magnitud de los mismos es inferior a los 22mm en las condiciones más extremas.Teniendo en cuenta la permeabilidad de los materiales presentes, es evidente que eltiempo requerido para el abatimiento del nivel freático es muy superior al tiempo deconstrucción de la obra, motivo por el cual esta condición no afectará la estabilidad delentorno en el corto plazo. En el largo plazo, los asentamientos serán, seguramente,inferiores a los calculados.

Con el fin de restringir al máximo las deformaciones en el fondo de las excavaciones, serecomienda adelantar este proceso de excavación y construcción de los box por tramosmáximo de 10.0m. Adicionalmente, en caso de requerirse para verificacionesestructurales de la placa de fondo, la magnitud del esfuerzo ascendente del terreno en elfondo de la excavación es de 2,60 tlm2

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9.3. Estructuras de Contención - Paredes del Box

Pese a que la evaluación de los esfuerzos y momentos en los elementos estructurales delbox concierne al Ingeniero de esta área, a manera de información de referencia, sepresentan a continuación los diagramas de momentos y cortantes a partir de lamodelación efectuada mediante elementos finitos después de la construcción total de laestructura.

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Momento máximo en las pantallas 235,48 kN*m/m

Fuerza Cortante máxima en las pantallas 157,84 kN"m..~. - ~. o'

Tabla No. 10. Esfuerzos cortantes y momentos máximos para las pantallas del Box


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Figura No. 20. Esquema de referencia de los diagramas de esfuerzo cortante y momento flecfor enel box peatonal

En el mismo sentido, en la tabla No. 11 se muestran los momentos y cortantes en lasparedes de las rampas de acceso del Box.

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Momento máximo en las pantallas 161,43 kN*m/m

Fuerza Cortante máxima en las pantallas 48,40 kN*m_ .. -

Tabla No. 11. Esfuerzos cortantes y momentos máximos para las pantallas de la rampa de accesoalbox

La secuencia constructiva de la excavación para la construcción del box, coincide con lasetapas de modelación descritas anteriormente, por lo cual, estas deben respetarse. Entodo momento, se recomienda realizar el monitoreo de las deformaciones del contorno dela excavación implementando las medidas de instrumentación geotécnica que sepresentan en el numeral 9.4.

Durante el proceso de excavación de las pantallas, el constructor deberá garantizar laestabilidad de las paredes mediante el uso de lodos bentoníticos ó poliméricos. Seconsidera estrictamente necesaria la construcción de las pantallas mediante panelesespaciados al menos 2,Om. La modulación del refuerzo estructural de las pantallas, deberealizarse considerando la unión monolítica de los paneles.

La excavación no debe iniciarse hasta que el concreto de las pantallas haya alcanzado almenos el 80% del valor de f c, recomendación que debe ser validada por el IngenieroEstructural. En este sentido, se pueden utilizar los aditivos acelerantes de fraguado delconcreto que se consideren pertinentes. Adicionalmente, se recomienda utilizar aditivosimpermeabilizantes en el concreto de los elementos pre-excavados, con el fin de evitarposibles cambios en la relación agua-cemento de la mezcla.


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Finalmente, será responsabilidad del constructor y de la interventoría en obra laaprobación del método de instalación del concreto. Por ningún motivo debe permitirse lasegregación del concreto en obra.

9.4. Programa de Instrumentación Geotécnica

Con el fin de adelantar un seguimiento a las deformaciones de la excavación y susalrededores, se propone llevar cabo un programa de instrumentación y auscultación dedeformaciones mediante la disposición de varios mojones de seguimiento, distribuidos enla zona del proyecto de acuerdo al juicio del interventor en obra.

Una vez instalados, es necesario relacionar las lecturas topográficas periódicassemanales con las coordenadas de cada mojón en las cuales se deberá obtener el valorde los desplazamientos generados en la dirección Norte - Este (NE) y los asentamientosen la vertical. Se recomienda, además, implementar piezómetros de alambre vibrátil paraestablecer las tendencias de las presiones de poros luego de la implantación de laestructura y compararlas durante construcción con las hipótesis de diseño.

De la misma forma, se sugiere la instalación de dos inclinómetros, uno de ellos en elpunto de mayor profundidad de la excavación, adosados a las pantallas para llevar unregistro de las deformaciones de los elementos y comprobar los resultados de diseñoobtenidos en las modelaciones.

10. LIMITACIONES

Las recomendaciones contenidas en este informe están basadas en las condiciones delsubsuelo establecidas como típicas a partir de los trabajos de investigación del subsuelodescritos, de acuerdo con la práctica normal en geotecnia. Aunque se considera que elalcance de los trabajos fue el adecuado para definir las condiciones del subsuelo, durantela ejecución de la obra podrán observarse condiciones del subsuelo diferentes a lasestablecidas como típicas, normales en el desarrollo de cualquier proyecto. Si estosucede, se deberá informar de inmediato a esta consultoría con el fin de tomar loscorrectivos del caso.

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