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GEOTECNIA – ESTUDIOS DE SUELOS Y TALUDES SAS Oficina 303b (Medellín) Tel: 300 4546905 - 311 7298539 jose.perez.v@gmail.com Informe de concepto Sirtio Crítico PR59+800 – Vía Medellín – Heliconia Departamento de Antioquia Marzo de 202 4
INFORME DE CONCEPTO GEOTÉCNICO
CORREDOR VIAL MEDELLÍN – HELICONIA
SITIO CRÍTICO PR59+
MARZO DE 202 4
OBJETIVO DE LA VISITA
Por solicitud del ingeniero Gabriel Rivera, se realiza visita técnica al sitio crítico identificado en el PR59+800 de la vía que comunica los municipios de Medellín y Heliconia, donde se adelantan las labores de construcción de la contención recomendada en los informes de diseño previos. UBICACIÓN El municipio de Heliconia está ubicado al occidente del Valle de Aburrá (Antioquia), a 41,2 Km de Medellín. Al municipio se puede llegar por la vía que comunica al municipio con San Antonio de Prado. Limita por el norte con Ebéjico, por el este con Medellín, por el sur con Angelópolis y por el oeste Armenia (ver Figura 1 ). Figura 1. Ubicación regional del proyecto
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GEOTECNIA – ESTUDIOS DE SUELOS Y TALUDES SAS Oficina 303b (Medellín) Tel: 300 4546905 - 311 7298539 jose.perez.v@gmail.com Informe de concepto Sirtio Crítico PR59+800 – Vía Medellín – Heliconia Departamento de Antioquia Marzo de 202 4
DESCRIPCIÓN DEL RECORRIDO
Para el sitio crítico mencionado, se propusieron originalmente dos contenciones independientes, puesto que, al ser un tramo curvo de la vía, la contención presenta altura de vástago variable, desde un mínimo de 1.50, hasta un máximo de 4.50 metros de altura. En ese sentido, se divide la contención en dos, la primera con altura de vástago entre 1.50 y 2.30 metros, y la segunda entre 3.60 y 4.50 metros. Para las contenciones propuestas, se consideró la geometría definida en la “Cartilla de obras de drenaje y protección para carreteras” de la Gobernación de Antioquia, en las páginas 16-P y 17-P, las cuales corresponden a “muros de contención sobre pilas en zonas de amenaza sísmica alta”. Tabla 1. Contención sobre pilas en zona de amenaza sísmica alta (I). Considerando un material tipo arenas medias durante los diseños, la geometría de la primera contención plantea una profundidad de 11 metros para las pilas de cimentación, con un diámetro de 1.0 metros y una separación entre pilas de 3.0 metros, tal como se ilustra en la figura anterior de color naranja. En el mismo sentido, la geometría de la segunda contención plantea una profundidad de 1 4 metros para las pilas de cimentación, con un diámetro de
- 20 metros y una separación entre pilas de 3.0 metros, tal como se ilustra en la figura anterior de color verde. Durante el recorrido realizado, se pudo verificar que, para la primera contención, con vástago de 2.0 metros de altura, los materiales de fundación corresponden a una roca con alto contenido de material grafitoso, por lo cual, el proceso de excavación ha sido relativamente ágil, en la medida que estos materiales, a pesar de ser roca, no presentan durezas excesivas.
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GEOTECNIA – ESTUDIOS DE SUELOS Y TALUDES SAS Oficina 303b (Medellín) Tel: 300 4546905 - 311 7298539 jose.perez.v@gmail.com Informe de concepto Sirtio Crítico PR59+800 – Vía Medellín – Heliconia Departamento de Antioquia Marzo de 202 4 Foto 3. Material grafitoso extraído de la Pila 1 a Pila 5 – Fecha: 0 3 /202 4. Según las declaraciones del personal de la obra, para la segunda pantalla, los materiales excavados corresponden a roca de mejores propiedades mecánicas que la primera pantalla, por lo que se plantea la alternativa de reducir la profundidad de empotramiento de las pilas de fundación, para lo cual, se debe realizar el chequeo de los empujes activos que están a favor de la inestabilidad, y los empujes pasivos que están en contra. Conclusiones y Recomendaciones En ese sentido, a continuación, se presenta el resumen del cálculo de los empujes activos y pasivos, establecidos en relación a la teoría de Rankine, con los cuales se calcularon momentos resistentes y volcadores en el sistema. Para el cálculo de los empujes se definió la posición del NF en 4 , 0 m. A continuación, se presenta la profundidad de empotramiento requerida para equilibrar los empujes activos y pasivos, para la Pila 5 y la Pila 10, correspondientes a las pilas que requieren mayor empotramiento para cada pantalla.
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GEOTECNIA – ESTUDIOS DE SUELOS Y TALUDES SAS Oficina 303b (Medellín) Tel: 300 4546905 - 311 7298539 jose.perez.v@gmail.com Informe de concepto Sirtio Crítico PR59+800 – Vía Medellín – Heliconia Departamento de Antioquia Marzo de 202 4 Tabla 2. Cálculo de empuje activo – Pila 10. Tabla 3. Cálculo de empuje activo – Pila 5. Los valores de 1, 2, 3, 4 y 5 de los diagramas de presión mostrados en la tabla anterior, corresponden al esquema de la figura siguiente: PROYECTO MÉTODO DE CÁLCULO UBICACIÓN FECHA Peso específico ɣ = 18.50 kN/m^3 Coeficiente activo^ Ka = 0. Peso específico saturado ɣsat = 22.20 (^) kN/m^3 Coeficiente reposo Ko = 0. Cohesión c = 22.00 (^) kN/m^2 Ángulo de fricción ф = 35.00 ° Presión de 1 P1 = 10.84 kN/m Presión de 2 P2 = 40.11 kN/m Sobrecarga qv = 10.00 (^) kN/m^2 Presión de 3 P3 = 11.38 kN/m Empuje horizontal qh = 0.00 kN Presión de 4 P4 = 0.42 kN/m Presión de 5 P5 = 1.23 kN/m Inclinación del material a = 0.00 ° Empuje activo mayorado Ea = 191.92 kN/m Nivel freático NF = 4.00 m Línea de acción z = 0.54 m Altura activo Ha = 4.50 m Estructura de contención - Pila # 10 CÁLCULO DE EMPUJE ACTIVO Ea = (Ka * g * H^2 ) / 2 PR59+800 Vía Medellín - Heliconia Datos geomecánicos suelo activo Empuje activo Diagramas de presión Sobrecarga Datos geométricos suelo activo Marzo de 2024 PROYECTO MÉTODO DE CÁLCULO UBICACIÓN FECHA Peso específico ɣ = 18.50 kN/m^3 Coeficiente activo^ Ka = 0. Peso específico saturado ɣsat = 22.20 (^) kN/m^3 Coeficiente reposo Ko = 0. Cohesión c = 22.00 (^) kN/m^2 Ángulo de fricción ф = 35.00 ° Presión de 1 P1 = 6.29 kN/m Presión de 2 P2 = 13.49 kN/m Sobrecarga qv = 10.00 (^) kN/m^2 Presión de 3 P3 = 0.00 kN/m Empuje horizontal qh = 0.00 kN Presión de 4 P4 = 0.00 kN/m Presión de 5 P5 = 0.00 kN/m Inclinación del material a = 0.00 ° Empuje activo mayorado Ea = 59.34 kN/m Nivel freático NF = 4.00 m Línea de acción z = 0.30 m Altura activo Ha = 2.32 m Estructura de contención - Pila # 5 CÁLCULO DE EMPUJE ACTIVO Ea = (Ka * g * H^2 ) / 2 PR59+800 Vía Medellín - Heliconia Datos geomecánicos suelo activo Empuje activo Diagramas de presión Sobrecarga Datos geométricos suelo activo Marzo de 2024
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GEOTECNIA – ESTUDIOS DE SUELOS Y TALUDES SAS Oficina 303b (Medellín) Tel: 300 4546905 - 311 7298539 jose.perez.v@gmail.com Informe de concepto Sirtio Crítico PR59+800 – Vía Medellín – Heliconia Departamento de Antioquia Marzo de 202 4 Tabla 5. Cálculo de empuje pasivo – Pila 5. Según estos resultados, para la Pila 5 se determina que la profundidad de empotramiento mínima, que equilibra los empujes activos con los pasivos con un valor cercano a 102 KN/m, es de 5 , 40 metros, para una longitud total, entre la altura del vástago y el empotramiento de 7 , 70 metros. En la tabla siguiente se presenta el resumen de los cálculos realizados para cada pila, y la profundidad de desplante recomendada para cada pantalla. Tabla 6. Resumen profundidad de desplante recomendada. Considerando que algunas de las pilas actualmente excavadas ya superan la profundidad de desplante recomendada, se deben vaciar a la profundidad actual, sin necesidad de remplazo o rellenos. PROYECTO MÉTODO DE CÁLCULO UBICACIÓN FECHA Peso específico ɣ = 18.50 kN/m^3 Coeficiente pasivo^ Kp =^ 3. Cohesión c = (^) 22.00 kN/m^2 Empuje pasivo disminuido Ep = 102.40 kN/m Ángulo de fricción ф = 35.00 ° Altura activo Ha = 2.32 m Profundidad pasivo Pp = 3.00 m Empuje activo Ea = 59.34 kN/m Longitud pila Lp = 5.32 m Factor de seguridad FS = 3.00 Longitud pila + vástago Lt = 7.64 m Estructura de contención - Pila # 5 Datos geométricos suelo de fundación CÁLCULO DE EMPUJE PASIVO Ep = (Kp * g * H^2 ) / 2 PR59+800 Vía Medellín - Heliconia Datos suelo de fundación Empuje pasivo Marzo de 2024 Pila H. vástago (m) Prof. Desplante mínima (m) Prof. Desplante recomendada (m) Pila + Vástago (m) 1 1.50 3.50 8.00 9. 2 1.70 3.70 8.00 9. 3 1.91 4.00 8.00 10. 4 2.12 5.15 8.00 10. 5 2.32 5.35 8.00 10. 6 3.63 7.65 9.50 13. 7 3.84 7.85 9.50 13. 8 4.10 8.10 9.50 13. 9 4.25 8.25 9.50 13. 10 4.50 9.50 9.50 14.
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GEOTECNIA – ESTUDIOS DE SUELOS Y TALUDES SAS Oficina 303b (Medellín) Tel: 300 4546905 - 311 7298539 jose.perez.v@gmail.com Informe de concepto Sirtio Crítico PR59+800 – Vía Medellín – Heliconia Departamento de Antioquia Marzo de 202 4 Adicionalmente, se deben considerar por lo menos 30,0 cm adicionales en cada una de las pilas, como sobreexcavación para el solado de protección en el fondo de cada una de ellas. Todo lo anterior se recomienda el 11 de marzo de 2024. Agradeciendo su atención, estamos a su entera disposición para cualquier duda o aclaración que sea necesaria. Atentamente, José Alejandro Pérez V. Álvaro Diego Rengifo T. Ingeniero de Minas y Metalurgia. Ingeniero Civil. Esp. Mecánica de Suelos y Cimentaciones. Esp. Mecánica de Suelos y Cimentaciones T.P. No 05256-181148 ANT. M.P. 05202-112546 ANT.
