Análisis geotécnico y estructural de vulnerabilidad de un edificio ubicado en el barrio el Chicó en Bogotá D C con la empresa INGEOSOLUM COLOMBIA S A S

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(1)ANÁLISIS GEOTÉCNICO Y ESTRUCTURAL DE VULNERABILIDAD DE UN EDIFICIO UBICADO EN EL BARRIO EL CHICÓ EN BOGOTÁ D.C CON LA EMPRESA INGEOSOLUM COLOMBIA S.A.S. PRESENTADO POR: KRISTIAN CAMILO LEIVA MANZANO CÓDIGO: 2094878. PROYECTO DE GRADO ENTREGA FINAL UNIVERSIDAD SANTO TOMÁS FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL BOGOTÁ D.C. 2015.

(2) Análisis Geotécnico y Estructural de un Edificio Ubicado en el Barrio El Chicó En Bogotá D.C Realizado con la Empresa INGEOSOLUM TABLA DE CONTENIDO 1. INTRODUCCIÓN ................................................................................................................. 5. 2. JUSTIFICACIÓN .................................................................................................................. 5. 3. ALCANCE ............................................................................................................................ 5. 4. 5. 3.1. Validación estratigráfica ............................................................................................... 6. 3.2. Validación de propiedades geotécnicas del terreno ...................................................... 6. OBJETIVOS ......................................................................................................................... 7 4.1. Objetivo General ........................................................................................................... 7. 4.2. Objetivos Específicos.................................................................................................... 7. METODOLOGÍA .................................................................................................................. 8 5.1. 5.1.1. Efectos y causas.................................................................................................... 8. 5.1.2. Método .................................................................................................................. 9. 5.1.3. Maquinaria ............................................................................................................. 9. 5.1.4. Materiales .............................................................................................................. 9. 5.1.5. Mano de obra ........................................................................................................ 9. 5.2. Recopilación y estudio de la documentación. ...................................................... 10. 5.2.2. Reconocimiento del terreno ................................................................................. 10. 5.2.3. Planteamiento de la campaña de campo ............................................................. 10. 5.2.4. Trabajos de laboratorio ........................................................................................ 11. Estudio estructural ...................................................................................................... 12. INFORMACIÓN EXISTENTE ............................................................................................. 12 6.1. 7. Estudio geotécnico ..................................................................................................... 10. 5.2.1. 5.3 6. Diagrama de Ishikawa .................................................................................................. 8. Información Suministrada por el Cliente...................................................................... 12. 6.1.1. Documentos ........................................................................................................ 12. 6.1.2. Planos ................................................................................................................. 13. 6.2. Información disponible en Entidades Públicas ............................................................ 13. 6.3. Normatividad empleada .............................................................................................. 13. UBICACIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO ............................................................................. 14 7.1. DESCRIPCIÓN DE TRABAJOS DE CAMPO.............................................................. 16. P á g i n a 1 | 112.

(3) Análisis Geotécnico y Estructural de un Edificio Ubicado en el Barrio El Chicó En Bogotá D.C Realizado con la Empresa INGEOSOLUM. 8. 7.1.1. Sondeo mecánico N° 1 ........................................................................................ 16. 7.1.2. Sondeo mecánico N° 2 ........................................................................................ 17. 7.1.3. Apique N° 1 ......................................................................................................... 17. PARÁMETROS GEOTÉCNICOS EXISTENTES ................................................................ 18 8.1. Revisión de la información geológica .......................................................................... 18. 8.2. Revisión información geotécnica................................................................................. 19. 8.3. Perfil del terreno ......................................................................................................... 19. 8.4. Cimentación y sistema de contención de sótano existente ......................................... 20. 9. RESUMEN ENSAYOS DE LABORATORIO ...................................................................... 21 9.1. Límites de Atterberg ................................................................................................... 22. 9.2. Compresión Inconfinada ............................................................................................. 22. 9.3. Consolidación ............................................................................................................. 23. 9.4. Límites de Contracción ............................................................................................... 23. 9.5. Peso Unitario .............................................................................................................. 23. 9.6. Análisis Granulométrico .............................................................................................. 24. 10. PARÁMETROS GEOTÉCNICOS ACTUALES .............................................................. 24. 10.1. Recebo amarillo y vacío a raíz de placa aligerada ...................................................... 24. 10.2. Arcilla limosa gris ........................................................................................................ 25. 11. MARCO TEÓRICO ........................................................................................................ 27. 11.1. Maquinaria utilizada .................................................................................................... 27. 11.1.1. Sondeos con equipo percusión y lavado. ............................................................. 27. 11.1.2. Ensayo “SPT” ...................................................................................................... 28. 11.2. Evaluación patológica ................................................................................................. 29. 11.2.1. Trabajos de campo en el edificio de estudio ....................................................... 29. 11.2.2. Determinación de profundidad de carbonatación del concreto ............................. 29. 11.2.3. Prueba con Pachómetro ...................................................................................... 30. 11.2.4. Prueba con Pulso Ultrasónico: ............................................................................. 31. 11.2.5. Prueba con Martillo de Schmidt (esclerómetro) NTC 3692 .................................. 32. 11.2.6. Realización de regatas estructurales ................................................................... 33. 11.2.7. Prueba con Wall scanner ..................................................................................... 33 P á g i n a 2 | 112.

(4) Análisis Geotécnico y Estructural de un Edificio Ubicado en el Barrio El Chicó En Bogotá D.C Realizado con la Empresa INGEOSOLUM 11.2.8. Prueba con FerroScan ......................................................................................... 34. 11.2.9. Acelerómetro ....................................................................................................... 34. 11.3. VULNERABILIDAD ..................................................................................................... 39. 11.3.1. CLASES DE VULNERABILIDAD ......................................................................... 39. 11.3.2. Vulnerabilidad Estructural .................................................................................... 40. 11.3.3. Vulnerabilidad No Estructural............................................................................... 40. 11.3.4. Vulnerabilidad Funcional...................................................................................... 40. 11.3.5. Variables lingüísticas ........................................................................................... 40. 12. PROCEDIMIENTO DE TRABAJOS DE CAMPO .......................................................... 41 12.1.1. Prueba con FerroScan ......................................................................................... 41. 12.1.2. Determinación de profundidad de carbonatación del concreto ............................. 52. 12.1.3. Realización de regatas estructurales ................................................................... 54. 12.1.4. Prueba con Pachómetro ...................................................................................... 55. 12.1.5. Prueba con Pulso Ultrasónico: ............................................................................. 56. 12.1.6. Prueba con Martillo de Schmidt (esclerómetro) NTC 3692 .................................. 57. 13. CONCLUSIONES DE LOS TRABAJOS DE CAMPO .................................................... 58. 13.1. Prueba con FerroScan ................................................................................................ 58. 13.2. Determinación de la resistencia a la compresión de núcleos de concreto NTC 3658,. NTC 673 ................................................................................................................................ 61 13.3. Determinación de la profundidad de carbonatación del concreto ................................ 61. 13.4. Realización de regatas estructurales .......................................................................... 62. 13.5. Prueba con Wallscanner ............................................................................................. 63. 13.6. Prueba con Pulso Ultrasónico NTC 4325 .................................................................... 66. 13.7. Prueba con Martillo de Schmidt (esclerómetro) NTC 3692 ......................................... 68. 13.8. Acelerómetro .............................................................................................................. 70. 14. VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL ............................................................................ 70. 14.1. Evaluación de la estructura existente .......................................................................... 71. 14.1.1. Calidad del diseño y la construcción de la estructura original (NSR-10 A.10.2.2.1) 71. 14.1.2. Estado de la estructura (NSR-10 A.10.2.2.2) ....................................................... 72. 14.1.3. Movimientos sísmicos de diseño ......................................................................... 72. P á g i n a 3 | 112.

(5) Análisis Geotécnico y Estructural de un Edificio Ubicado en el Barrio El Chicó En Bogotá D.C Realizado con la Empresa INGEOSOLUM 14.2. Clasificación del sistema estructural ........................................................................... 73. 14.2.1. Cálculos............................................................................................................... 73. 14.2.2. Avalúos de carga ................................................................................................. 73. 14.2.3. Cálculo de derivas actuales del edificio ............................................................... 78. 14.2.4. Verificación de regularidad torsional .................................................................... 80. 14.2.5. Índice de flexibilidad ............................................................................................ 81. 14.2.6. Cargas a cimentación .......................................................................................... 82. 14.2.7. Análisis de cimentación y uso de micropilotes ..................................................... 83. 15. PROPUESTA DE REFORZAMIENTO ........................................................................... 91. 15.1. Análisis sísmico .......................................................................................................... 92. 15.1.1. Cálculo de derivas con reforzamiento .................................................................. 93. 15.2. Índice de flexibilidad ................................................................................................... 94. 15.3. Recrecido de columnas .............................................................................................. 95. 15.4. Solución con micropilotes ........................................................................................... 96. 16. PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO ............................................................................ 98. 17. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ................................................................. 98. 18. ANEXOS ...................................................................................................................... 101. 18.1. Perfil estratigráfico .................................................................................................... 101. 18.2. Planos levantamiento arquitectónico......................................................................... 102. 18.3. Planos levantamiento arquitectónico con muro estructural ....................................... 103. 18.4. Planos estructurales ................................................................................................. 104. 18.5. Plano verticalidad de columnas ................................................................................ 105. 18.6. Matriz resumen de fichas técnicas columnas ............................................................ 106. 18.7. Ficha técnica regatas estructurales........................................................................... 107. 18.8. Ficha técnica columnas ............................................................................................ 108. 19. BIBIOLGRAFÍA ........................................................................................................... 109. P á g i n a 4 | 112.

(6) Análisis Geotécnico y Estructural de un Edificio Ubicado en el Barrio El Chicó En Bogotá D.C Realizado con la Empresa INGEOSOLUM 1. INTRODUCCIÓN. Con el presente documento se pretende realizar un inventario de la información existente y trabajos realizados con. anterioridad, para la elaboración de un resumen de propiedades. mecánicas del suelo y su estructura, con el fin de, disponer información de calidad para definir trabajos de campo y a su vez presentar los resultados y sus conclusiones. En resumen el edificio de valoración presenta pérdida de la rigidez en uno de sus sentidos, el cual debe ser investigado, valorado y solucionado o reducido. Todas las actividades realizadas para éste informe está enfocado en la reducción de la vulnerabilidad estructural y fortalecer variables sismo resistentes, que brinden seguridad y economía a estructuras similares. 2. JUSTIFICACIÓN. Este proyecto de grado tiene como finalidad principal, conocer, profundizar técnicas y metodologías para el desarrollo profesional de la ingeniería geotécnica y cálculo estructural y así, cumplir con los requerimientos mínimos exigidos por la universidad Santo Tomás para obtener el título de Ingeniero Civil, así mismo, adquirir experiencia a nivel profesional. 3. ALCANCE. Durante el desarrollo de las prácticas, se realizará la evaluación de la vulnerabilidad sísmica de un edificio ubicado en el barrio El Chicó en Bogotá D.C, con el fin de determinar la alternativa de intervención más adecuada para su rigidización y reducción de movimientos excesivos, de modo que la edificación cumpla con las exigencias de la Ley 400 de 1997 y sus decretos reglamentarios. El alcance de la actualización geotécnica, junto con toda la investigación a realizar, deberá ofrecer alternativas a los aspectos técnicos planteados anteriormente, para ello se establecen dos etapas de trabajo, las cuales se describen a continuación:. P á g i n a 5 | 112.

(7) Análisis Geotécnico y Estructural de un Edificio Ubicado en el Barrio El Chicó En Bogotá D.C Realizado con la Empresa INGEOSOLUM. 3.1. Validación estratigráfica Los objetivos a cumplir de esta etapa son: . Determinación de las secuencias de estratos, su espesor, extensión e identificación aproximada hasta la profundidad proyectada.. . Determinación de la existencia o no de agua en el subsuelo y en caso de existencia la variación de profundidad.. . Determinación de las irregularidades que puede presentar el terreno, como rellenos antrópicos, cavidades desconocidas, presencia de suelos blandos a muy blandos.. 3.2. Validación de propiedades geotécnicas del terreno. Su objeto es confirmar o conocer las condiciones actuales de las propiedades geotécnicas de los materiales con la extensión que se requiera para cada una de ellas, con el fin de contestar a los problemas planteados. . La localización de los estratos o estructuras del suelo críticas, en relación con anomalías de índole geológico, y la investigación cuidadosa del aspecto o propiedad geotécnica determinante, por ejemplo, en problemas de estabilidad o cimentación de estructuras.. P á g i n a 6 | 112.

(8) Análisis Geotécnico y Estructural de un Edificio Ubicado en el Barrio El Chicó En Bogotá D.C Realizado con la Empresa INGEOSOLUM 4. OBJETIVOS. Para el presente informe se definieron los siguientes objetivos:. 4.1. Objetivo General. Fortalecer los conocimientos profesionales. a través de las prácticas en la empresa. INGEOSOLUM COLOMBIA S.A.S, relacionadas con la evaluación geotécnica y estructural de vulnerabilidad de una edificación en particular, agregando valor a los conocimientos teóricos adquiridos en el área, adquiriendo experiencia laboral y profesional como requisito para la obtención del título de ingeniero civil.. 4.2. Objetivos Específicos. Como objetivos complementarios, se tienen los siguientes: . Recolectar información arquitectónica, estructural geológica, geotécnica y memorias de cálculo, con el fin de determinar el nivel de consistencia de la edificación y el nivel de confiabilidad de la información.. . Elaboración de ensayos destructivos y no destructivos de la estructura. mediante. levantamientos de campo y el uso de equipos patológicos con el fin de determinar la condición inicial de vulnerabilidad de la estructura. . Elaborar un modelo matemático, sometido a cargas verticales y horizontales que junto con la información del suelo permita realizar una propuesta de solución basados en las recomendaciones de la NSR-10.. . Cumplir con los requisitos exigidos por la universidad a través de las pasantías para la obtención del título profesional.. P á g i n a 7 | 112.

(9) Análisis Geotécnico y Estructural de un Edificio Ubicado en el Barrio El Chicó En Bogotá D.C Realizado con la Empresa INGEOSOLUM 5. METODOLOGÍA. A continuación se describe la metodología con la cual se llevará acabo el proyecto: 5.1. Diagrama de Ishikawa. Figura N° 1. Diagrama de Ishikawa, elaboración propia. 5.1.1 Efectos y causas . Cartel Ingeosolum: Contiene la descripción del trabajo realizado, personal, tiempo de duración de la obra entre otras y se usa con el fin de informar a la comunidad dichas. . labores. Cemento, concreto 30MPa, agua, bentonita, grava filtro, martillo eléctrico rompedor, sika anchorfix y demás materiales son indispensable para la ejecución y composición de la mezcla a usar en los trabajos anteriormente mencionados.. P á g i n a 8 | 112.

(10) Análisis Geotécnico y Estructural de un Edificio Ubicado en el Barrio El Chicó En Bogotá D.C Realizado con la Empresa INGEOSOLUM 5.1.2   . Método El apique y sondeos se realizan con la finalidad de explorar el suelo y así realizar un perfil estratigráfico del terreno. Clasificación de muestras: Se realiza con el fin de caracterizar el suelo a partir de las muestras obtenidas en los sondeos exploratorios. Pachómetro: Ensayo no destructivo que sirva para encontrar el refuerzo, en este caso, de las columnas del edificio en estudio y esto con el fin contrastar la información con los.      . planos estructurales entregados de los despieces. Esclerometría: Éste ensayo no destructivo permite obtener la resistencia superficial del terreno como un valor orientativo inicial. Onda sónica: Ensayo no destructivo que permite conocer la calidad del concreto a partir de la velocidad de onda que se propaga en el concreto. Regatas: Ensayos destructivos que permiten observar la cantidad y calidad del refuerzo utilizado. Ferroscan: Ensayo no destructivo que permite obtener de manera gráfica la ubicación de los refuerzos en un elemento estructural. Extracción de núcleos: Ensayo destructivo que permite obtener información directa de la calidad de la estructura a partir de ensayos de laboratorio. Planificación de puntos: Inicialmente se realizar un estudio para definir los lugares dónde se van a realizar los estudios para mitigar riesgos y maximizar productividad.. 5.1.3 Maquinaria . Es indispensable conocer la planificación realizada previamente a cualquier labor, ya que se deben contar con todos los equipos y herramientas de trabajo al momento de realizar las labores, como lo es el transporte tanto de maquinaria como de personal.. 5.1.4 Materiales Cerramiento: Se usa con el fin de delimitar la zona de trabajo, para proteger tanto al trabajador como el personal cercano a la obra. 5.1.5 Mano de obra . Ingeniero de campo: Encargado de gestionar que las labores de campo y administrativas estén al día al momento de iniciar actividades. P á g i n a 9 | 112.

(11) Análisis Geotécnico y Estructural de un Edificio Ubicado en el Barrio El Chicó En Bogotá D.C Realizado con la Empresa INGEOSOLUM . Ingeniero coordinador: Como su nombre lo indica es el encargado de coordinar todas aquellas operaciones que se llevan a cabo en la ejecución de las mismas.. . Auxiliares: Son aquellas personas que brindan apoyo en las labores a realizar.. . Apiquero+Ayudante: Personal que cuenta con un conocimiento previo del trabajo a ejecutar.. . Sondista - perforador: Generalmente son especialistas en el manejo de la maquinaria a utilizar.. 5.2. Estudio geotécnico. La metodología de os estudios geotécnicos está basada en el desarrollo secuencial de una serie de fases, se tendrán en cuenta los siguientes principios:. 5.2.1 Recopilación y estudio de la documentación. Se estudiará toda la documentación previa existente, mapas geológicos, mapas geotécnicos hidrogeológicos, tesis y cualquier tipo de publicación referida a la geología y/o geotecnia de la zona.. 5.2.2 Reconocimiento del terreno Se visitará la zona donde se tiene previsto la ejecución del edificio y se atenderá a la topografía de la zona, zonas hundidas, etc.,. 5.2.3 Planteamiento de la campaña de campo “Las técnicas, número y tipo de muestras y ensayos a realizar determinan en la especificación de construcción correspondiente a cada campaña. En el caso de los sondeos mecánicos a rotación se realizan dentro de la caña del sondeo a una serie de pruebas destinadas a recuperar muestras que no hayan sufrido alteraciones. P á g i n a 10 | 112.

(12) Análisis Geotécnico y Estructural de un Edificio Ubicado en el Barrio El Chicó En Bogotá D.C Realizado con la Empresa INGEOSOLUM importantes, estas pruebas son la toma de muestras de tipo inalterado, en las diferentes modalidades y los ensayos de resistencia “in-situ” del tipo SPT.”1 La toma de muestras en campo y ensayos de laboratorio deben proyectarse y ejecutarse en las operaciones de ejecución de reconocimientos, con el fin de, obtener la identificación de los distintos estratos del subsuelo, obteniendo un perfil estratigráfico y así determinar sus características geotécnicas. 5.2.4 Trabajos de laboratorio Teniendo en cuenta el documento: “Estudio Geotécnico” de Jorge Sainz Pascual. β011 2, recomienda que los ensayos de laboratorio se realicen con las muestras obtenidas en las distintas pruebas y/o sondeos con los cuales se deben realizar los siguientes ensayos para la determinación de las propiedades geotécnicas del terreno en estudio:  Humedad natural.  Granulometría por tamizado  Límites de Atterberg.  Rotura a compresión simple  Corte directo.  Ensayo triaxial.  Ensayo edométrico Estos ensayos nos permiten obtener parámetros geotécnicos del terreno, los cuales, son necesarios para comprender cuál es el estado actual y cómo se está comportando el suelo bajo diferentes cargas, obteniendo una caracterización estratigráfica de la zona en estudio.. 1 Jorge Sainz Pascual. Estudio Geotécnico. Curso de Geotecnia. INZAMAC Asistencias Técnicas, S.A. 2011. <http://www.forcal.es/pdf/cursogeotecnia.pdf>, [Citado el 20 de Enero del 2015]. p.19. 2. Ibid., p. 20.. P á g i n a 11 | 112.

(13) Análisis Geotécnico y Estructural de un Edificio Ubicado en el Barrio El Chicó En Bogotá D.C Realizado con la Empresa INGEOSOLUM. 5.3. Estudio estructural. Esquema realizado a partir de la investigación hecha por: José Bernardo Escobar Quijano y Hugo León 3 Franco Fernández.. Teniendo en cuenta el esquema anterior, se puede decir que, para un estudio estructural inicialmente se establecen cuatro etapas de un modelamiento: Como primera instancia se debe conocer cuál es el problema a solucionar abarcando todos los aspectos posibles, después, se definen variables y se analiza cómo se pueden relacionar entre ellas para posteriormente crear modelos matemáticos, estableciendo así, escenarios ideales dónde se pueden generar simulaciones de todo tipo para finalmente dar soluciones a partir de estrategias apropiadas. 6. INFORMACIÓN EXISTENTE. 6.1. Información Suministrada por el Cliente. En el periodo comprendido entre los días 23/12/13 y 26/12/13, se realizó la revisión de la información suministrada por el cliente, la cual relacionamos a continuación: 6.1.1 Documentos .   . Licencia de construcción. Proyecto de división del edificio a estudiar, el cual, consta de cinco pisos y sótano para 27 oficinas y 43 parqueaderos. Estudio de suelos realizado por: FML & CIA LTDA. Cálculo estructural realizado por: FML & CIA LTDA. 3. José Bernardo Escobar Quijano y Hugo León Franco Fernández. Revisión a la metodología del análisis estructural. Especialización en prospectiva organizacional. 2da versión. 1999. p. 6-7.. P á g i n a 12 | 112.

(14) Análisis Geotécnico y Estructural de un Edificio Ubicado en el Barrio El Chicó En Bogotá D.C Realizado con la Empresa INGEOSOLUM 6.1.2 Planos   6.2. 9 Planos Arquitectónicos. 13 Planos Estructurales. Información disponible en Entidades Públicas. .  . Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales. Servicio Geológico Colombiano. Sistema de Información para la Gestión de Riesgos y Atención de Emergencias de Bogotá.. 6.3. Normatividad empleada. A continuación se relaciona la normatividad empleada: .  . Decreto 523-2010 estudio de microzonificación sísmica de Bogotá. Reglamento Colombiano de construcción Sismo Resistente, NSR-10, ley 400 de 1997 modificada Ley 1229 de 2008, Decreto 926 del 19 de marzo de 2010. Normas de Laboratorio de suelos INVIAS.. P á g i n a 13 | 112.

(15) Análisis Geotécnico y Estructural de un Edificio Ubicado en el Barrio El Chicó En Bogotá D.C Realizado con la Empresa INGEOSOLUM 7. UBICACIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO. La zona de estudio del edificio se encuentra ubicada en el barrio El Chicó en Bogotá, Colombia.. Figura N° 2. Ubicación del proyecto, zona del edificio en estudio4. La información del predio proporcionada por el Sistema Distrital de Gestión de Riesgos y Cambio Climático SDGCC, permite obtener características generales del terreno, las cuales se observan en la siguiente tabla:. 4. Google Earth [citado el 20 de Enero del 2015]. P á g i n a 14 | 112.

(16) Análisis Geotécnico y Estructural de un Edificio Ubicado en el Barrio El Chicó En Bogotá D.C Realizado con la Empresa INGEOSOLUM En la tabla N° 1 se observa información general de la ubicación de la zona donde se encuentra el edificio en estudio. Información General del Predio Localidad. 2 Chapinero. Barrio. Chicó Norte 008307. Manzana. 11. Estrato. 5. Microzona1995. Lacustre A. UPZ. 97 Chicó Lago. Geología. Terraza Alta. Geotécnica 1997. Arcilla Blanda. Usos del suelo. Áreas de actividad. Zona de respuesta sísmica. Lacustre 200. Tabla N° 1. Información general del predio tomado de SDGCC. A continuación se observa la ubicación de la zona del edificio en estudio, tomado del FOPAE.. Figura N° 3. Ubicación del proyecto. Sistema SIRE5. 5. Instituto Distrital de Gestión y Riesgos de Cambio Climático <http://geoportal.sire.gov.co:8001/GeoPortalV2/mapa.jsf> [Citado el 20 de Enero del 2015].. P á g i n a 15 | 112.

(17) Análisis Geotécnico y Estructural de un Edificio Ubicado en el Barrio El Chicó En Bogotá D.C Realizado con la Empresa INGEOSOLUM. 7.1. DESCRIPCIÓN DE TRABAJOS DE CAMPO. Se inicia con una visita al sitio de ejecución de los trabajos, la planificación de la investigación y exploración del subsuelo. Luego de ello se procede a realizar los dos (2) sondeos mecánicos a 15m de profundidad y un (1) apique exploratorio de la cimentación.. Figura N° 4. Ubicación de las exploraciones geotécnicas. 7.1.1 Sondeo mecánico N° 1. Figura N° 5. Preparación sondeo N° 1. P á g i n a 16 | 112.

(18) Análisis Geotécnico y Estructural de un Edificio Ubicado en el Barrio El Chicó En Bogotá D.C Realizado con la Empresa INGEOSOLUM. 7.1.2 Sondeo mecánico N° 2. Figura N° 6. Sondeo N° 2. 7.1.3 Apique N° 1. Figura N° 7. Apique exploratorio. P á g i n a 17 | 112.

(19) Análisis Geotécnico y Estructural de un Edificio Ubicado en el Barrio El Chicó En Bogotá D.C Realizado con la Empresa INGEOSOLUM 8. PARÁMETROS GEOTÉCNICOS EXISTENTES. El proceso de práctica, se enfoca en la caracterización geomecánica del terreno, tomando como referencia los trabajos de investigación realizados por F.M.L. & CIA. LTDA 6, elaborado para la construcción del edificio en estudio. En el desarrollo del proyecto de grado se pretenderá realizar: 1. Visitas de reconocimiento en campo. 2. Toma de muestras de forma continua, junto a muestras inalteradas mediante hinca de tubos de pared delgada “Shelby”. 3. Ensayos penetrométricos de campo. 4. Un (1) apique exploratorio en la cimentación existente para determinar las características geométricas, estado actual y funcionamiento. 5. Dos (2) sondeos mecánicos a percusión y lavado de 15m de profundidad a partir de la rasante de sótano. 6. Lectura del nivel de agua en las exploraciones realizadas. Todo ello, con el propósito de identificar la variación del nivel freático, los materiales que componen el subsuelo en la zona de proyecto, en lo referente a su estado, identificación, clasificación, resistencia y deformación, para así realizar un análisis de posibles problemas que afectan de manera directa al edificio.. 8.1. Revisión de la información geológica. “La zona de estudio se caracteriza por la presencia de Depósitos Fluvio – Lacustre (Terraza Alta, Qta): Llamada también Formación Sabana por Hubach (1957) y Helmens (1990)” 7. Este depósito se encuentra constituido por arcillas plásticas con lentes de arena, los cuales, en algunos sectores presentan varios niveles de turbas hasta de 1 m de espesor, siendo ésta la unidad que constituye el relleno más importante de la sabana.. 6. Estudio de Suelos. Realizado por: FML & CIA LTDA. – Ing. Francisco Manrique Lagos. Mat 12.626. Informe: FML 1236-22/93. Fecha elaboración del informe: Abril de 1993. Referencia DAPN 9310913 – 17 de Noviembre de 1993. 7 Alcaldía local de Chapinero, <http://www.chapinero.gov.co/> [Citado el 20 de Enero del 2015].. P á g i n a 18 | 112.

(20) Análisis Geotécnico y Estructural de un Edificio Ubicado en el Barrio El Chicó En Bogotá D.C Realizado con la Empresa INGEOSOLUM 8.2. Revisión información geotécnica.. La investigación del subsuelo que realizó F.M.L. & CIA. LTDA consta de tres (3) perforaciones compuestas por dos sondeos manuales hasta 15m de profundidad y un sondeo mecánico de 20m de profundidad. Empleando equipos mecánicos de percusión-lavado para la perforación profunda, los dos restantes se realizaron mediante el uso de equipo manual.. 8.3. Perfil del terreno. El subsuelo del edificio según la información geotécnica entregada por F.M.L. & CIA. LTDA, se conforma de la siguiente manera:  “0.00 a 0.80m: Limo orgánico con raíces y rellenos heterogéneos de arcillas, limos orgánicos, arenas y residuos de construcción.  0.8 a 2.50m: Arcilla limosa habana clara y gris clara con oxidaciones, de alta plasticidad, con una humedad natural promedio de 50%, límite plástico de 28%, límite líquido del 40% y un peso unitario de 1.40 y 1.62 Ton/m2. Su resistencia al corte no drenado varía entre 40 y 45 Ton/m2. Con un número promedio de golpes correspondientes al ensayo de penetración estándar SPT de: 1 golpe/18”.  2.50 a 5.00m: Limo arcilloso gris claro con algo de arena fina. Su resistencia al corte no drenado aumenta gradualmente con la profundidad desde 0.30 Ton/m 2 hasta 0.35 Ton/m2. Con un número promedio de golpes correspondientes al ensayo de penetración estándar SPT de: 1 golpe/18”.  5.00 a 20.00m: Se encontraron limos de color gris con arenas y lentes de turba. Peso unitario alrededor de 1.5 Ton/m3 y una resistencia al corte no drenada del orden de 0.25 Ton/m2 y un número promedio de golpes correspondientes al ensayo de penetración estándar SPT de: 0.5 golpe/pie.” 8. 8. FML & CIA LTDA.Op, cit., p7-9. P á g i n a 19 | 112.

(21) Análisis Geotécnico y Estructural de un Edificio Ubicado en el Barrio El Chicó En Bogotá D.C Realizado con la Empresa INGEOSOLUM De acuerdo a la información anterior, se puede generalizar que el suelo está conformado por una secuencia de arcillas y limos, ocasionalmente orgánicos y arenosos con presencia de turbas. Debido al origen del depósito de los estratos, éstos son de naturaleza variable y discontinua. Cabe resaltar que en el suelo encontrado se consideraron los siguientes parámetros geotécnicos: Arcilla limosa gris Peso unitario:. =. 12,00 kN/m3. Coeficiente de Poisson:. ν. =. 0,40. Módulo de deformación:. Edef. =. 30,00 MPa. sat. =. 15,00 kN/m3. =. 10,00 °. =. 22,00 kPa. Peso unitario de suelo saturado: Ángulo de dispersión: Resistencia al corte:. 8.4. cu. Cimentación y sistema de contención de sótano existente. Teniendo en cuenta el estudio, la cimentación consiste en una combinación de placa aligerada de 60cm de altura con vigas principales de mayor altura, 70cm y pilotes de 50cm de diámetro y 15m de profundidad. En la siguiente tabla se presenta una descripción general de los pilotes proyectados en la fase de diseño especificando su carga general con un factor de seguridad de 2.0 SECCIÓN. LONGITUD DE PILOTE. CARGA GENERAL. CANTIDAD. (cm). (m). PILOTE FS 2.0 (Ton). (un). 40. 12. 20. 7. 40. 15. 25. 24. 50. 15. 32. 2. 77. 33. TOTAL. Tabla N°2. Descripción, cantidad y carga establecida para los pilotes en el estudio estructural de FML & CIA 9. Ltda.. 9. Cálculo Estructural. Realizado por: FML & CIA LTDA. – Ing. Gustavo León Zambrano. Mat: 12.631 CND. Fecha elaboración del informe: Mayo 28 de 1993. Referencia DAPN 9310913 – 17 de Noviembre de 1993.. P á g i n a 20 | 112.

(22) Análisis Geotécnico y Estructural de un Edificio Ubicado en el Barrio El Chicó En Bogotá D.C Realizado con la Empresa INGEOSOLUM 9. RESUMEN ENSAYOS DE LABORATORIO. Figura N° 8. Perfil estratigráfico Sondeo N° 3. Figura N° 9. Perfil estratigráfico Sondeo N° 4. P á g i n a 21 | 112.

(23) Análisis Geotécnico y Estructural de un Edificio Ubicado en el Barrio El Chicó En Bogotá D.C Realizado con la Empresa INGEOSOLUM A continuación se presentan tablas resumen de las muestras de suelo obtenidas en campo. 9.1. Límites de Atterberg. SONDEO. 1. 1. 1. 1. 2. 2. 2. 2. MUESTRA. 1. 5. 9. 12. 1. 5. 9. 11. PROFUNDIDAD. 0,70-1,20m. 4,65-5,15m. 8,60-9,10m. 14,50-15,00m. 0,90-1,40m. 4,48-5,35m. 11,00-11,50m. 14,50-15,00m. Humedad Natural (%). 128,9. 143,0. 142,6. 122,0. 127,1. 146,0. 197,0. 119,2. Límite Líquido (%). 152,3. 144,4. 139,3. 145,7. 151,2. 208,2. 253,7. 128,1. Límite Plástico (%) Índice de Plasticidad (%) Índice de Liquidez (%). 40,1. 37,2. 38,3. 48,3. 39,2. 51,8. 58,1. 45,7. 112,2. 107,2. 101,0. 97,4. 112,0. 156,3. 195,6. 82,4. 79,1. 98,7. 103,3. 75,7. 78,5. 60,2. 71,0. 89,2. Clasificación USCS. CH. CH. CH. CH. CH. CH. CH. CH. Rp (Kg/cm2). 0,30. 0,10. 0,05. 0,25. 0,40. 0,15. 0,60. 0,25. Tabla N° 3. Límites de Atterberg. 9.2. Compresión Inconfinada SONDEO. 1. 2. 2. MUESTRA. 9. 5. 11. PROFUNDIDAD. 8,60-9,10m. 4,85-5,35m. 14,00-15,00m. W 0 (%). 142,6. 146,0. 119,2. 3. 1,38. 1,24. 1,26. d (KN/m ). 3. 0,57. 0,50. 0,57. Resistencia a Compresión qu (KPa). 0,04. 0,17. 0,34. Resistencia al Corte No Drenada qu/2 (KPa). 0,02. 0,08. 0,17. t (KN/m ). Tabla N° 4. Compresión inconfinada. P á g i n a 22 | 112.

(24) Análisis Geotécnico y Estructural de un Edificio Ubicado en el Barrio El Chicó En Bogotá D.C Realizado con la Empresa INGEOSOLUM 9.3. Consolidación SONDEO. 1. 2. 2. MUESTRA. 9. 5. 11. PROFUNDIDAD. 8,60-9,10m. 4,85-5,35m. 14,00-15,00m. W 0 (Antes de ensayo) % W 0 (Después de ensayo) %. 145,64. 146,49. 126,54. 59,08. 58,38. 73,03. 4,50. 4,50. 11,00. Cc. 1,25. 1,29. 1,29. Cs. 0,88. 0,88. 0,58. Cr. 0,27. 0,21. 0,20. Gs Saturación Antes de ensayo (%) Saturación Después de ensayo (%) Presión de Pre2 consolidación (Kg/cm ). 2,56. 2,54. 2,54. 95,8. 96,3. 97,3. 107,0. 131,9. 109,2. 0,45. 0,45. 1,10. (Ton/mβ). Tabla N° 5. Consolidación. 9.4. Límites de Contracción. SONDEO. 1. 1. 1. 1. 2. 2. 2. 2. MUESTRA. 1. 5. 9. 12. 1. 5. 9. 11. PROFUNDIDAD. 0,70-1,20m. 4,65-5,15m. 8,60-9,10m. 14,50-15,00m. 0,90-1,40m. 4,48-5,35m. 11,00-11,50m. 14,50-15,00m. 30,4. 27,5. 30,9. 44,7. 30,8. 46,1. 46,6. 40,7. 1,4. 1,5. 1,4. 1,1. 1,4. 1,1. 1,2. 1,3. 186,0. 188,5. 173,8. 129,6. 179,8. 197,3. 252,3. 120,4. Límite de contracción Relación de contracción (SR) Cambio volumétrico (Cf). Tabla N° 6. Límites de contracción. 9.5. Peso Unitario SONDEO. 1. 1. 1. 2. 2. MUESTRA. 1. 5. 12. 1. 9. PROFUNDIDAD. 0,70-1,20m. 4,65-5,15m. 14,50-15,00m. 0,90-1,40m. 11,00-11,50m. Peso Suelo Húmedo (g) Peso Unitario 3 Húmedo(Kg/m ). 103,20. 109,89. 126,86. 113,87. 120,34. 1,38. 1,33. 1,36. 1,36. 1,16. Humedad Natural (%). 128,9. 143,0. 122,0. 127,1. 197,0. 0,60. 0,55. 0,61. 0,60. 0,39. 3. Peso Unitario seco (Kg/m ). Tabla N° 7. Peso Unitario. P á g i n a 23 | 112.

(25) Análisis Geotécnico y Estructural de un Edificio Ubicado en el Barrio El Chicó En Bogotá D.C Realizado con la Empresa INGEOSOLUM 9.6. Análisis Granulométrico SONDEO. 2. 2. 2. MUESTRA. 5. 9. 11. PROFUNDIDAD. 4,85-5,35m Diámetro (mm) % Que pasa. Tiempo (min). 11,00-11,50m Diámetro (mm) % Que pasa. 14,50-15,00m Diámetro (mm) % Que pasa. 0. 0,0740. 99,80. 0,0740. 99,74. 0,0740. 99,66. 250. 0,0030. 77,78. 0,0030. 82,75. 0,0030. 18,43. 1440. 0,0014. 20,47. 0,0014. 51,37. 0,0014. 4,10. Tabla N° 8. Análisis granulométrico. 10 PARÁMETROS GEOTÉCNICOS ACTUALES La exploración realizada ha detectado la siguiente secuencia de materiales: placa de pavimento en concreto, placa de cimentación aligerada de 0,90cm de espesor cuya torta superior e inferior poseen 0,10cm de espesor, subyaciendo este nivel se encuentra un recebo amarillo suelto; Además se encontró en más del 90% un estrato de arcilla con características poco variadas a lo largo de la profundidad estudiada tal como se presenta a continuación: (Anexo 20.1 – perfil estratigráfico del terreno). 10.1 Recebo amarillo y vacío a raíz de placa aligerada (E: 5,0MPa – 7,0MPa). El espesor de este relleno varía entre 0.5m a 0,90cm. Los parámetros geomecánicos más característicos se presentan a continuación:. PROPIEDAD. VALOR. VALOR. MIN. MÁX. Resistencia a partir del SPT Ensayo SPT (Golpes/Pie) (A partir de correlaciones del DCP) Resistencia al Corte No Drenada Su (KPa) (A partir de correlaciones del SPT) Angulo de rozamiento interno º (A partir de correlaciones del SPT) Resistencia a la compresión simple (KPa) (A partir de correlaciones del SPT) Módulo de Elasticidad (MPa) (A partir de correlaciones del DCP) Módulo de Resiliencia (MPa) (A partir de correlaciones del DCP). 2. 10. 3. 7. 10°. 10°. 10. 15. 5,0. 7,0. 10,0. 21,0. P á g i n a 24 | 112.

(26) Análisis Geotécnico y Estructural de un Edificio Ubicado en el Barrio El Chicó En Bogotá D.C Realizado con la Empresa INGEOSOLUM % CBR. 1,0. (A partir de correlaciones del DCP). 5,0. Tabla N° 9. Resumen de parámetros geomecánicos - Recebo. 10.2 Arcilla limosa gris Desde el primer metro aproximadamente, el estrato mantiene unas características mecánicas que varían suavemente lo que proporciona la tendencia a un material homogéneo, de consistencia blanda, con un índice de plasticidad alto, y contenido de humedad alto. Este estrato se encontró hasta los 15 m de profundidad por tanto más del 90 % de la exploración presento este tipo de material. Realizando una comparación con las unidades geotécnicas del informe de suelos presentado por F.M.L. & CIA. LTDA. En el año 199310 para las fundaciones pertinentes, se observa que su comportamiento similar entre las características como: Humedad natural, Limite Liquido, Limite Plástico, Índice de plasticidad. Sin embargo en el índice de plasticidad se observa un incremento de valor a una profundidad de 6 m para el 2014 comparando los resultados a la misma profundidad en 1993.. F.M.L. & CIA. LTDA. PROPIEDAD. VALOR. VALOR. MIN. MÁX. INGEOSOLUM PROM. Identificación. VALOR. MIN. MÁX. PROM. Identificación. % Retenido Tamiz 10. -. -. -. 0,3. 0,4. 0,35. % Retenido Tamiz 40. -. -. -. 15,63. 77,78. 46,7. % Retenido Tamiz 200. -. -. -. 2,08. 51,37. 26,72. Humedad natural %. 47,68. 158,62. 103,15. 119,2. 197,0. 158,1. Límite líquido. 73,50. 149,91. 111,70. 128,1. 253,7. 190,90. Límite plástico. 22,52. 53,91. 38,20. 37,20. 48,30. 42,75. Índice de plasticidad. 50,98. 136,24. 93,61. 82,40. 195,6. 139,0. Estado 3. Peso unitario seco (KN/m ) 3. Peso unitario húmedo (KN/m ). . VALOR. Estado -. -. -. 3,9. 6,1. 5,0. -. -. -. 11,6. 13,8. 12,7. 10. Estudio de Suelos. Realizado por: FML & CIA LTDA. – Ing. Francisco Manrique Lagos. Mat 12.626. Informe: FML 1236-22/93. Fecha elaboración del informe: Abril de 1993. Referencia DAPN 9310913 – 17 de Noviembre de 1993.. P á g i n a 25 | 112.

(27) Análisis Geotécnico y Estructural de un Edificio Ubicado en el Barrio El Chicó En Bogotá D.C Realizado con la Empresa INGEOSOLUM Resistencia. Resistencia. Ensayo SPT Resistencia al Corte No Drenada qu/2 (KPa) Resistencia a la compresión simple (KPa). 1. 2. 2. 15. 30. 23. 28. 73. 51. 15°. 20°. 1. 2. 2. 0,02. 0,17. 0,95. 0,04. 0,34. 0,19. 13°. 17°. 15°. Ángulo de rozamiento interno º (A partir de correlaciones del SPT.). 17°. Deformabilidad. Deformabilidad. Cc. -. -. -. 1,25. 1,29. 1,27. Cs. -. -. -. 0,58. 0,88. 0,73. Cr. -. -. -. 0,20. 0,27. 0,23. Gs. -. -. -. 2,54. 2,56. 2,55. -. -. -. 45. 110. 77,5. -. -. -. 1. 2. 1,5. 10. 20. 15. 7. 15. 13. Presión de Preconsolidación (KPa) Módulo de edométrico (MPa) Módulo de elasticidad (MPa) 3. Módulo de balasto (MN/m ) (A partir de correlaciones del SPT.) Permeabilidad. Permeabilidad. K (m/s) (A partir de correlaciones del SPT.). -5. 10. -9. 10. -5. -7. 10. 10. -9. 10. -7. 10. Tabla N° 10. Tabla comparativa, propiedades geotécnicas. P á g i n a 26 | 112.

(28) Análisis Geotécnico y Estructural de un Edificio Ubicado en el Barrio El Chicó En Bogotá D.C Realizado con la Empresa INGEOSOLUM 11 MARCO TEÓRICO En el siguiente capítulo se describen las características de equipos y técnicas qué se emplearán para el desarrollo de la primera entrega del proyecto de pasantías, los cuales, se modificarán y adaptarán para el acceso al nivel del sótano. 11.1 Maquinaria utilizada 11.1.1 Sondeos con equipo percusión y lavado. Se empleará un equipo de perforación “H A25” con un motor de 12 Hp (Diesel), el cual genera la potencia necesaria para que las bombas hidráulicas que realizar la rotación al tambor rotor con el fin de mover la manila y en caso de requerirlo también se genera rotación en la tubería. 11 Este equipo cuenta con una torre especial de una sola pieza con tren de movimiento incluido (para generar desplazamiento vertical la tubería directamente), también posee la facilidad de adaptar su altura según las condiciones de trabajo.. Figura N° 10. Especificaciones de equipo empleado. Tomado de Ingeosolum Colombia.. 11. Información de oficina, Ingeniero Javier Sierra, “Búsqueda de información” de Ingeosolum Colombia. Bogotá, [20de Enero de 2015].. P á g i n a 27 | 112.

(29) Análisis Geotécnico y Estructural de un Edificio Ubicado en el Barrio El Chicó En Bogotá D.C Realizado con la Empresa INGEOSOLUM 11.1.2 Ensayo “SPT” “El SPT se realiza introduciendo dinámicamente en el suelo un toma muestras, del tipo cuchara partida de 50mm (2 pulgadas) de diámetro externo y 35mm de diámetro interno, mediante golpes de un martillo de 63.5kilogramos (140libras) de peso, con caída libre de 76cm. El número de golpes “N” del martillo necesarios para hincar los últimos 30cm (1pie) del total de 45cm penetrados del toma muestras.” 12 Del texto citado anteriormente, se infiere que éste ensayo se efectúa con el fin de determinar la resistencia y características del suelo a estudiar, dicho ensayo se realizará en el interior de sondeos durante la perforación planeada en el edificio a estudiar, la cual, permitirá obtener un valor “N” de resistencia a la penetración que puede ser correlacionado con parámetros geotécnicos como la densidad relativa, el ángulo de rozamiento entre otros, toma de muestras y la realización de ensayos in-situ.. 13. Figura N°11. Ensayos de penetración estándar. 12. Información de oficina, Ingeniero Javier Sierra, “Búsqueda de información” de Ingeosolum Colombia. Bogotá, [20de Enero de 2015]. 13 Google <https://www.google.com.co/search?q=sondeos+manuales+suelo&espv>, [citado el 20 de Enero del 2015]. P á g i n a 28 | 112.

(30) Análisis Geotécnico y Estructural de un Edificio Ubicado en el Barrio El Chicó En Bogotá D.C Realizado con la Empresa INGEOSOLUM 11.2 Evaluación patológica 11.2.1 Trabajos de campo en el edificio de estudio Para determinar el estado actual de la estructura, se llevará un proceso, de análisis sistemático de la información recolectada, las condiciones de servicio y los resultados de los ensayos de campo junto con los laboratorios. Con las pruebas a realizar directa o indirectamente sobre los materiales que componen la estructura, se determina:  Posición relativa del refuerzo..  Calidad del material (resistencia, permeabilidad).  Respuesta ante cargas (deformaciones).  Profundidad de carbonatación.. Estos ensayos se complementan con:  Levantamiento métrico de los elementos que componen la estructura..  Censo de los defectos que presenta la estructura, grado y nivel de deterioro..  Análisis estructural y geotécnico.. Los trabajos de campo realizados son los siguientes: 11.2.2 Determinación de profundidad de carbonatación del concreto “La carbonatación es la reducción de la alcalinidad normal del hormigón (pH superior a 12) por efecto del dióxido de carbono de la atmósfera que al penetrar por difusión, reacciona con los álcalis (usualmente hidróxido de calcio, sodio y potasio) en presencia de humedad. De este modo, estos compuestos son neutralizados, y forman carbonatos que disminuyen el pH por debajo de 10. Esta caída de pH provoca la despasivación de las armaduras, eliminando la capa protectora de óxido estable y dejándola expuesta a la acción de fenómenos corrosivos.” 14. 14. María Fernanda Carrasco. Evaluación de estructuras de hormigón. Bogotá, Colombia. Universidad tecnológica de Nacional .<http://www.scielo/ensayos/Carbonatacion/46343508.html> [Citado el 20 de Enero del 2015]. P á g i n a 29 | 112.

(31) Análisis Geotécnico y Estructural de un Edificio Ubicado en el Barrio El Chicó En Bogotá D.C Realizado con la Empresa INGEOSOLUM Este ensayo tiene como objetivo determinar la profundidad que ha alcanzado el frente de carbonatación en el hormigón al momento de la evaluación, para lo cual se utiliza una solución indicadora de fenolftaleína. Para la preparación de 500 g de esta solución se disuelven 5 gr de fenolftaleína en polvo en 250 gr de agua destilada y 245 g de alcohol puro. Una vez obtenida la solución se transfiere a un rociador para su aplicación sobre el hormigón. 11.2.3 Prueba con Pachómetro La detección del acero de refuerzo, el espesor del recubrimiento y el diámetro aparente de las barras, es posible mediante el uso de un localizador de barras también conocido con el nombre de pachómetro (Figura N° 5), es un equipo magnético que puede medir el recubrimiento hasta unos 30 cm de profundidad, sin necesidad de remover la capa superficial del concreto.. Figura N° 12. Pachómetro, equipo de Ingeosolum. P á g i n a 30 | 112.

(32) Análisis Geotécnico y Estructural de un Edificio Ubicado en el Barrio El Chicó En Bogotá D.C Realizado con la Empresa INGEOSOLUM 11.2.4 Prueba con Pulso Ultrasónico:. Figura N° 13. Esquema de principio del ensayo de pulso ultrasónico15. Éste equipo se utiliza para determinar la resistencia del concreto a partir de la velocidad de onda emitido por el transmisor; cuando las medidas de la velocidad del pulso son hechas en concreto como medida de la calidad, se debería lograr animar al contratista para que mantenga el concreto mojado o húmedo, tanto como sea posible, para alcanzar un valor realzado de la velocidad del pulso. La velocidad se determina para las tres lecturas realizadas a cada elemento y, posteriormente, se obtiene un promedio. Con este dato, podemos determinar la calidad del elemento probado. El contenido de agua en el concreto puede tener una pequeña pero significativa influencia en la velocidad del pulso. Por lo general, la velocidad se ve aumentada con el contenido de agua, en el testigo o estructura ensayada.. 15. Ingeniería y construcción <http://civilgeeks.com/2011/04/11/ensayos-no-destructivos-del-concretoultrasonido/> [citado el 20 de Enero del 2015].. P á g i n a 31 | 112.

(33) Análisis Geotécnico y Estructural de un Edificio Ubicado en el Barrio El Chicó En Bogotá D.C Realizado con la Empresa INGEOSOLUM 11.2.5 Prueba con Martillo de Schmidt (esclerómetro) NTC 3692 El número de rebotes arrojados por este método puede ser usado para determinar la resistencia superficial del concreto in-situ, para delinear zonas o regiones (áreas) de pobre calidad o de concreto deteriorado en estructuras. -. El equipo utilizado es un esclerómetro PCE-HT-225. Figura N° 14. Martillo de Schmidt PCE-HT-225. Equipo de Ingeosolum.. Conversión de unidades: Los valores obtenidos de índice de rebote son adimensionales, para dar estos valores en términos de resistencia a la compresión, el fabricante tiene una tabla dimensionada de acuerdo con sus características.. Figura N° 15. Tabla de conversión de datos de rebote a resistencia a la compresión. Tabla otorgada por el fabricante.. P á g i n a 32 | 112.

(34) Análisis Geotécnico y Estructural de un Edificio Ubicado en el Barrio El Chicó En Bogotá D.C Realizado con la Empresa INGEOSOLUM La verificación de la dureza superficial del concreto con su resistencia “Empírica”, siguiendo las recomendaciones de la norma ASTM C-805, efectuando el ensayo en varias zonas de la columna, con lo cual se obtiene una resistencia superficial estimada en los primeros 2 a 3 cm de concreto, luego, se procede con el cálculo de la resistencia del concreto “Empírica” según la siguiente expresión, se debe efectuar una corrección así:. Nota: se destaca que este tipo de ensayos proporciona una resistencia del concreto empírica. 11.2.6 Realización de regatas estructurales En la realización de las regatas estructurales se. escogerán aleatoriamente en columnas a. intervenir, con el fin de verificar la cantidad y la calidad del acero de refuerzo que constituye las columnas, cabe resaltar, que éste ensayo es un método destructivo. 11.2.7 Prueba con Wall scanner La prueba de Wall Scanner se realizará para verificar la cantidad y ubicación del acero de refuerzo en las columnas de cada planta. Se pretende realizar fichas técnicas por cada columna a estudiar dónde se la ubicación relativa del acero vertical y se verificación el espaciamiento de las barras horizontales, contrastándolos con los planos entregados por el cliente.. Figura N° 16. Wall scanner, equipo de Ingeosolum. P á g i n a 33 | 112.

(35) Análisis Geotécnico y Estructural de un Edificio Ubicado en el Barrio El Chicó En Bogotá D.C Realizado con la Empresa INGEOSOLUM 11.2.8 Prueba con FerroScan La prueba con FerroScan Hilti permite visualizar las armaduras inmediatamente de la estructura determinando la separación entre varillas, mediante campo magnético; permite realizar un control de calidad en la estructura, examinar el recubrimiento del concreto evitando daños sobre la estructura y permite evitar encontrar varillas de armado mientras se perforan los agujeros de fijaciones múltiples. 11.2.9 Acelerómetro El objetivo principal de éste capítulo se concentra en la recolección de registros, entre los cuales, se encuentra: la medición de los períodos de vibración de la edificación al verse sometida a vibraciones altamente perceptibles, la identificación de efectos de sitio causados por la amplificación de las ondas, el grado de atenuación que sufren las ondas sísmicas al viajar desde el lugar donde ocurre la liberación de energía hasta el sitio donde se encuentre localizada la edificación. Para la ubicación del acelerómetro se tiene en cuenta el siguiente enunciado de la Norma Sismo Resistente “El espacio físico donde se coloca el instrumento debe tener al menos un área de dos metros cuadrados con una dimensión mínima en planta de un metro y una altura libre mínima de dos metros”. 16. Figura N° 17.Proceso de instalación acelerómetro 16. Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial. Reglamento colombiano de Construcción Sismo Resistente. Bogotá D.C: Escuela Colombiana de Ingeniería. Título A.11 – Instrumentación sísmica 2008. 978-958-30-3573-9.. P á g i n a 34 | 112.

(36) Análisis Geotécnico y Estructural de un Edificio Ubicado en el Barrio El Chicó En Bogotá D.C Realizado con la Empresa INGEOSOLUM Teniendo en cuenta la Norma Sismo Resistente “El espacio debe ser cerrado, pero con ventilación. adecuada, y ser de un material adecuado para garantizar la seguridad del. instrumento El espacio no puede ser utilizado para ningún otro fin diferente al de albergar el instrumento. Cuando se utilice un arreglo de instrumentos, los espacios que alberguen los diferentes instrumentos”.17 La localización de éste instrumento se instaló en el nivel base de la estructura del edificio.. Figura N° 18.Acelerómetro instalado en la base del edificio. A continuación se enumera el procedimiento para la recuperación de la información obtenida por el acelerómetro en el programa Amaseis. 1. Se selecciona el ítem Settings para adicionar la hora y el día que se desee a analizar.. Figura N° 19. Configuración del programa Amaseis. 17. Ibid.P-114. P á g i n a 35 | 112.

(37) Análisis Geotécnico y Estructural de un Edificio Ubicado en el Barrio El Chicó En Bogotá D.C Realizado con la Empresa INGEOSOLUM 2. Ir a hora y fecha.. Figura N° 20. Configuración hora y fecha en el programa Amaseis. 3. Seleccionar año, mes, día y hora.. Figura N° 21. Configuración día, mes y año en el programa Amaseis. 4. Se obtiene los resultados de ese día y hora.. Figura N° 22. Configuración día, mes y año en el programa Amaseis. P á g i n a 36 | 112.

(38) Análisis Geotécnico y Estructural de un Edificio Ubicado en el Barrio El Chicó En Bogotá D.C Realizado con la Empresa INGEOSOLUM 5. Para cambiar la ganancia vamos a Settings y Helicorder.. Figura N° 23. Configuración escala de onda en el programa Amaseis. 6. Seleccionamos el rango de longitud, ya sea en 1 hora o minutos, también se ingresa los días para guardar la información y la ganancia con la cual se quiere visualizar las señales obtenidas.. Figura N° 24. Configuración escala para visualización de onda en el programa Amaseis. 7. Ya realizada la configuración se obtiene la señal con mejor visualización.. Figura N° 25. Visualización de onda óptima en el programa Amaseis. P á g i n a 37 | 112.

(39) Análisis Geotécnico y Estructural de un Edificio Ubicado en el Barrio El Chicó En Bogotá D.C Realizado con la Empresa INGEOSOLUM 8. Ahora para analizar un segmento de la señal la seleccionamos y a continuación oprimimos el botón Extrat Earthquake.. Figura N° 26. Visualización de onda óptima en el programa Amaseis. 9. Se visualiza únicamente la señal seleccionada anteriormente con las amplitudes. Se selecciona un rango más específico de la señal. Se oprime el botón Travel Time Curves.. Figura N°27. Selección de onda en el programa Amaseis. 10 Obtenemos las ondas que se visualizan en la imagen.. Figura N° 28. Primeras señales registradas en el datalogger.. P á g i n a 38 | 112.

(40) Análisis Geotécnico y Estructural de un Edificio Ubicado en el Barrio El Chicó En Bogotá D.C Realizado con la Empresa INGEOSOLUM 11.3 VULNERABILIDAD Según el texto de CEPAL – BID18, la vulnerabilidad al grado de daño que sufre una estructura debido a un evento sísmico de determinadas características. Estas estructuras se pueden calificar en “más vulnerables” o “menos vulnerables” ante un evento sísmico.. Figura N° 29. Esquema denominado: Relación existente entre vulnerabilidad, amenaza y riesgo. 19. La vulnerabilidad es entonces una condición previa que se manifiesta durante el desastre, cuando no se ha invertido suficiente en prevención y mitigación, y se ha aceptado un nivel de riesgo demasiado elevado. De aquí se desprende que la tarea prioritaria para definir una Relación existente entre vulnerabilidad, amenaza y riesgo. (Figura N° 29).. 11.3.1 CLASES DE VULNERABILIDAD El texto “Análisis de la vulnerabilidad sísmica de viviendas de dos pisos construidas con adobe en el distrito de san Sebastián”. Hace referencia a los siguientes tres tipos de vulnerabilidad:. 18. Autor desconocido. CEPAL – BID “Un tema de desarrollo: La Reducción de la Vulnerabilidad frente a los desastres”.β01β. 19 Autor desconocido. Análisis de la vulnerabilidad sísmica de viviendas de dos pisos construidas con adobe en el distrito de san Sebastián (urb. san Antonio sector margen derecha) – provincia del cusco. Primera edición. Piura, Perú. Universidad de Piura.<http://www.biblioteca.udep.edu.pe/bibvirudep/tesis/pdf/1_134_180_87_1230.pdf.. P á g i n a 39 | 112.

(41) Análisis Geotécnico y Estructural de un Edificio Ubicado en el Barrio El Chicó En Bogotá D.C Realizado con la Empresa INGEOSOLUM. 11.3.2 Vulnerabilidad Estructural Hace referencia a la susceptibilidad de los elementos estructurales de una edificación y como pueden verse afectados o dañados, frente a las fuerzas sísmicas actuando en ella. Los elementos estructurales son las piezas que soportan la estructura de una edificación, encargados de resistir y transmitir a la cimentación y luego al suelo; aquellas. fuerzas. generadas por el peso propio del edificio (Carga muerta) y su contenido (Carga viva), así como las cargas provocadas por los sismos. Cabe resaltar que entre estos elementos se encuentran las columnas, vigas, placas de concreto, etc. 11.3.3 Vulnerabilidad No Estructural. Este estudio busca determinar la susceptibilidad a daños que estos elementos puedan presentar. Sabemos que al ocurrir un sismo la estructura puede quedar inhabilitada debido a daños no estructurales, sean por colapso de equipos, elementos arquitectónicos, etc., mientras que la estructura permanece en pie. 11.3.4 Vulnerabilidad Funcional Un estudio de la vulnerabilidad funcional busca determinar la susceptibilidad de un hospital o clínica a sufrir un “colapso funcional” como consecuencia de un sismo. Esto es sólo visible en el momento en que ocurre una emergencia. Se evalúa el sistema de suministro de agua y de energía eléctrica, que son las partes más vulnerables. También son afectadas por los sismos las tuberías de alcantarillado, gas y combustibles, para lo cual se realizan investigaciones sobre su resistencia y flexibilidad. 11.3.5 Variables lingüísticas Según los expertos mencionados en el texto de Esperanza Maldonado Rondón, Gustavo Chio Cho20 en el cálculo del índice de vulnerabilidad es necesario definir adecuadamente las variables lingüísticas para describir los diferentes grados de vulnerabilidad.. 20. Esperanza Maldonado Rondón, Gustavo Chio Cho. Vulnerabilidad sísmica en centros urbanos. 1era edición. Bucaramanga: Ediciones Universidad industrial de Santander. 2008. P 97-100.. P á g i n a 40 | 112.

(42) Análisis Geotécnico y Estructural de un Edificio Ubicado en el Barrio El Chicó En Bogotá D.C Realizado con la Empresa INGEOSOLUM “Cada una de estas variables requiere de la asignación de un valor numérico, que se escoge arbitrariamente en una escala comprendida entre 0 y 10. Los valores numéricos asignados a cada variable para la recopilación de la información de los expertos son: . . . . . . 0 Nada vulnerable 3 Poco vulnerable 5 Medianamente vulnerable 7 Muy vulnerable 10 Absolutamente vulnerable”. 12 PROCEDIMIENTO DE TRABAJOS DE CAMPO 12.1.1 Prueba con FerroScan La prueba con FerroScan Hilti permite visualizar las armaduras inmediatamente de la estructura determinando la separación entre varillas, mediante campo magnético; permite realizar un control de calidad en la estructura, examinar el recubrimiento del concreto evitando daños sobre la estructura y permite evitar encontrar varillas de armado mientras se perforan los agujeros de fijaciones múltiples. . Procedimiento de extracción de núcleo en columna con denominación 6C. Figura N° 20. Detección profunda del acero con FerroScan Hilti en columna 6C. P á g i n a 41 | 112.

(43) Análisis Geotécnico y Estructural de un Edificio Ubicado en el Barrio El Chicó En Bogotá D.C Realizado con la Empresa INGEOSOLUM. Figura N° 31. Ubicación exacta para la extracción del núcleo sin afectar el acero.. Figura N° 32. Ubicación del taladro Hilti preparado para la extracción. P á g i n a 42 | 112.

(44) Análisis Geotécnico y Estructural de un Edificio Ubicado en el Barrio El Chicó En Bogotá D.C Realizado con la Empresa INGEOSOLUM. Figura N° 33. Extracción de núcleo de columna 6C. . Procedimiento de extracción de núcleo en columna con denominación 3A. Figura N° 34. Detección profunda del acero con Ferroscan Hilti en columna 3A. P á g i n a 43 | 112.

(45) Análisis Geotécnico y Estructural de un Edificio Ubicado en el Barrio El Chicó En Bogotá D.C Realizado con la Empresa INGEOSOLUM. Figura N° 35. Extracción del núcleo con el taladro Hilti en columna 3A. Figura N°36. Perforación ocasionada por extracción de núcleo de 2” en columna 3A. P á g i n a 44 | 112.

(46) Análisis Geotécnico y Estructural de un Edificio Ubicado en el Barrio El Chicó En Bogotá D.C Realizado con la Empresa INGEOSOLUM. . Figura N°37. Reparación de columna 3A. Procedimiento de extracción de núcleo en viga con denominación V.1.11 B. Figura N° 38. Detección profunda del acero con FerroScan Hilti. P á g i n a 45 | 112.

(47) Análisis Geotécnico y Estructural de un Edificio Ubicado en el Barrio El Chicó En Bogotá D.C Realizado con la Empresa INGEOSOLUM. Figura N° 39. Ubicación exacta del núcleo para evitar la afectación del acero. Figura N° 40. Extracción de núcleo en viga. P á g i n a 46 | 112.

(48) Análisis Geotécnico y Estructural de un Edificio Ubicado en el Barrio El Chicó En Bogotá D.C Realizado con la Empresa INGEOSOLUM. Figura N° 41. Reparación de la extracción. . Procedimiento de extracción de núcleo en viga con denominación V.1.9. Figura N° 42. Extracción de núcleo con taladro Hilti. P á g i n a 47 | 112.

(49) Análisis Geotécnico y Estructural de un Edificio Ubicado en el Barrio El Chicó En Bogotá D.C Realizado con la Empresa INGEOSOLUM La segunda fase de extracción correspondiente al primer nivel del edificio . Procedimiento de extracción de núcleo de β” en columna con denominación 1B. Figura N° 43. Detección profunda del acero con FerroScan Hilti para la columna 1B. P á g i n a 48 | 112.

(50) Análisis Geotécnico y Estructural de un Edificio Ubicado en el Barrio El Chicó En Bogotá D.C Realizado con la Empresa INGEOSOLUM. Figura N° 44. Extracción de núcleo en columna 1B. . Procedimiento de extracción de núcleo de γ” en columna con denominación βD. Figura N°45. Detección profunda del acero con FerroScan Hilti en la columna 2D. P á g i n a 49 | 112.

(51) Análisis Geotécnico y Estructural de un Edificio Ubicado en el Barrio El Chicó En Bogotá D.C Realizado con la Empresa INGEOSOLUM. Figura N° 46. Ubicación exacta para la extracción del núcleo sin afectar el acero.. Figura N°47. Extracción de núcleo de 3” en columna 2D. P á g i n a 50 | 112.

(52) Análisis Geotécnico y Estructural de un Edificio Ubicado en el Barrio El Chicó En Bogotá D.C Realizado con la Empresa INGEOSOLUM. Figura N° 48. Núcleo de 3” extraído de la columna 2D. Figura N° 49. Reparación de la extracción de núcleo de 3" en columna con denominación 2D. P á g i n a 51 | 112.

(53) Análisis Geotécnico y Estructural de un Edificio Ubicado en el Barrio El Chicó En Bogotá D.C Realizado con la Empresa INGEOSOLUM. 12.1.2 Determinación de profundidad de carbonatación del concreto Este ensayo tiene como objetivo determinar la profundidad que ha alcanzado el frente de carbonatación en el hormigón en el momento de realización de la evaluación. Una vez obtenida la solución (Capítulo 11.2.2) se transfiere a un rociador para su aplicación sobre el hormigón. Profundidad de carbonatación elementos extraídos en la fase 1 de trabajos:. Figura N° 50. Profundidad de carbonatación. Figura N° 51. Profundidad de carbonatación. P á g i n a 52 | 112.

(54) Análisis Geotécnico y Estructural de un Edificio Ubicado en el Barrio El Chicó En Bogotá D.C Realizado con la Empresa INGEOSOLUM. Figura N°52. Profundidad de carbonatación Columna 2D. Figura N° 53. Profundidad de carbonatación Columna 1B. P á g i n a 53 | 112.

(55) Análisis Geotécnico y Estructural de un Edificio Ubicado en el Barrio El Chicó En Bogotá D.C Realizado con la Empresa INGEOSOLUM 12.1.3 Realización de regatas estructurales Se realizaron 4 regatas de verificación del acero de refuerzo en 2 columnas, son franjas con 10 centímetros de ancho con el largo de la columna. Las fichas técnicas de estas columnas se encuentran en el Anexo 18.7.. Figura N°54. Regata de verificación de acero de refuerzo en columna 5B de sótano, sentido Norte-Sur. Figura N° 55. Regata de verificación de acero de refuerzo en columna 5B de sótano, sentido OrienteOccidente. P á g i n a 54 | 112.