CAPÍTULO 2. INFORME GEOTÉCNICO

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1 DISEÑO CONCEPTUAL Y DETALLADO PARA LA REPOSICIÓN Y OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO DEL SECTOR DENOMINADO CENTRO PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL CIRCUITO ORFELINATO CAPÍTULO 2. INFORME GEOTÉCNICO 1. INTRODUCCIÓN En este informe se presentan los resultados de las exploraciones de campo, efectuadas para caracterizar la geología del denominado Proyecto 9 de Alcantarillado del Grupo 2. La ubicación de estos proyectos se muestra en la Figura 1 y para mayor detalle, en el plano P-2213-G-009. Este informe incluye los resultados de los ensayos de laboratorio, se enuncia la metodología empleada y se relacionan los parámetros de resistencia obtenidos del estudio. Contiene además las conclusiones y las observaciones que se consideraron pertinentes dentro de la aplicación de los estudios y análisis efectuados. Agosto

2 DISEÑO CONCEPTUAL Y DETALLADO PARA LA REPOSICIÓN Y OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO DEL SECTOR DENOMINADO CENTRO PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL CIRCUITO ORFELINATO Figura 1. Localización Proyecto 9 con Geología y Exploración Agosto

3 DISEÑO CONCEPTUAL Y DETALLADO PARA LA REPOSICIÓN Y OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO DEL SECTOR DENOMINADO CENTRO PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL CIRCUITO ORFELINATO 2. EXPLORACIONES DE CAMPO CUMPLIMIENTO DE LA NORMA RAS 2000 El Título G Aspectos Complementarios de la Norma RAS-2000, en su numeral G.2 Aspectos Geotécnicos establece los requerimientos geotécnicos mínimos que deben cumplir los proyectos que se desarrollen en Colombia. Particularmente, se define la cantidad y profundidad mínima de los sondeos requeridos, dejando a criterio del ingeniero Geotecnista la libertad de realizar exploraciones complementarias. Para este proyecto en general correspondería a sondeos cada 100 m dado que se trata de un proyecto de alta complejidad en una zona aluvial relativamente homogénea. Sin embargo, se consideró innecesario ejecutar toda la exploración exigida por la RAS por las razones expuestas a continuación. Finalidad de la Norma El espíritu de la norma está enfocado al diseño donde se requieren excavaciones a cielo abierto; es decir, con zanjas donde su construcción en cercanía a edificaciones u otras estructuras puede resultar en daños a las mismas. La norma no es precisa en el caso de instalaciones de redes con metodología no convencionales como las que se pretende realizar en este proyecto, por ejemplo la tecnología sin zanja como PIPE BURSTING y CIPP, en las cuales se realiza la instalación del tubo nuevo aprovechando el tubo existente y sin realizar intervenciones significativas al suelo circundante, que corresponde al material de lleno de la zanja de la red antigua. En estos casos, la afectación a estructuras vecinas será insignificante. Por otro lado, en los casos donde se requiera la tecnología de Microtunelación, se anota que éste es un método que genera una perturbación muy baja al terreno ya que consiste, como su nombre lo dice, en un túnel de muy poco diámetro y el radio de afectación es igualmente muy pequeño, sin llegar a afectar las estructuras vecinas. Finalmente, según información de los diseñadores hidráulicos, las principales tecnologías a utilizar para estos proyectos serán zanja abierta y CIPP (Tabla 12). Para los sectores con zanja abierta, la profundidad de la zanja será del orden de 2,0 m a realizarse principalmente en llenos antrópicos y para estas profundidades y tipos de materiales, no es necesario realizar una exploración detallada y basta con información puntual ya que los ajustes (de requerirse) se pueden realizar durante construcción. Respecto a la tecnología CIPP, dado que ésta se realiza por dentro del tubo existente que está instalado en una zanja preexistente y no se afectan construcciones vecinas, la exploración puede realizarse con menor intensidad y detalle. Razones geológicas Agosto

4 DISEÑO CONCEPTUAL Y DETALLADO PARA LA REPOSICIÓN Y OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO DEL SECTOR DENOMINADO CENTRO PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL CIRCUITO ORFELINATO A partir del conocimiento geológico que se tiene del Valle de Aburrá por los proyectos en que se ha participado, y de las exploraciones realizadas para este proyecto, se logra determinar que el trazado de las redes de acueducto y alcantarillado en el área de estudio transcurren por materiales de origen aluvial, sean estos derivados por el río Medellín o sus corrientes afluentes, con una cobertura somera y muy continua en extensión de llenos antrópicos derivados de las obras de construcción a todo lo largo de la historia de la ciudad. Como se verá más adelante, los aluviales presentan variaciones principalmente en cuanto a su granulometría, se encuentran desde materiales finos como limos y arcillas, con una consistencia media a baja y localizados hacia las partes más superficiales en la columna estratigráfica, continuando con arenas y gravas de compacidad media a baja y finalmente encontrando un depósito aluvial grueso, consolidado y muy cementado. Existen además, algunos lentes o bolsas de materiales finos con un importante aporte de materia orgánica, los cuales no son continuos y tienen un origen lacustre o lagunar. Por encontrarse el área de estudio dentro del centro de la ciudad, en un sector totalmente urbanizado, estos depósitos se presentan con una cobertura de llenos de carácter antrópico, que muestran variaciones en cuanto su constitución la cual incluye arcillas negras, limos, arenas, escombros entre otros. De acuerdo con los estudios realizados, el modelo geológico es bastante homogéneo, lo que permite tener una confiabilidad alta en los materiales a excavar durante la construcción del proyecto y su comportamiento geo-mecánico. No obstante, es difícil predecir con exactitud la composición tanto de los depósitos aluviales como de los llenos antrópicos a lo largo de los alineamientos proyectados. Reducir la incertidumbre en cuanto a la presencia de un determinado estrato, implica realizar tantos sondeos que sería técnicamente inviable llevar a cabo los estudios del proyecto, y realizar los sondeos requeridos por el RAS no incrementará sustancialmente la certeza que se tiene actualmente del modelo geológico. Debido a lo anterior, se consideró conveniente recomendar parámetros geotécnicos más conservadores a fin de diseñar con condiciones más adversas. EXPLORACIÓN EJECUTADA Las investigaciones de campo ejecutadas para la caracterización geotécnica y estimación de los parámetros de resistencia del suelo, consistieron en siete apiques, veintidós sondeos a percusión con equipo de penetración, once nichos exploratorios y dos perforaciones con taladro rotatorio, con el fin de tomar muestras de los estratos encontrados, junto con la descripción y registro fotográfico de cada sondeo. Estas exploraciones se complementaron con la información obtenida de estudios anteriores realizados por Integral S.A. y Solingral S.A.S en el área en estudio. Agosto

5 DISEÑO CONCEPTUAL Y DETALLADO PARA LA REPOSICIÓN Y OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO DEL SECTOR DENOMINADO CENTRO PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL CIRCUITO ORFELINATO El total de perforación para la zona de estudio fue de 260,7 m. La ubicación de las exploraciones realizadas y disponibles en la zona de estudio se muestra en la Figura 1. La profundidad de las exploraciones y sus niveles freáticos se muestran en la Tabla 1. Las descripciones de las perforaciones y de los apiques se presentan al final del documento. 3. ENSAYOS DE LABORATORIO En la Tabla 2 se listan los resultados de los ensayos de laboratorio realizados para las muestras más representativas de las exploraciones ejecutadas. También, los resultados de laboratorio se complementaron con los disponibles de los estudios en la zona realizados por Integral S.A. y Solingral S.A.S en el área en estudio (véase tablas 13 y 14). Los resultados de laboratorio detallados para las exploraciones ejecutadas se presentan en el al final del documento. Tabla 1. Profundidades de exploraciones ejecutadas y disponibles DETALLE Exploración Ejecutada SONDEO Profundidad Explorada (m) Profundidad del Nivel Freático (m) Apique 1 (A1) 1,70 > 1,70 Apique 2 (A2) 3,30 > 3,30 Apique 3 (A3) 2,30 >2,30 Apique 4 (A4) 3,40 > 3,40 Apique 5 (A5) 1,80 > 1,80 Apique 6 (A6) 3,50 2,95 Apique 15 (A15) 3,50 >3,50 Perforación 1 (P1) 10,50 > 10,50 Perforación 2 (P2) 7,55 5,30 Perforación 4 (P4) 7,85 3,35 Perforación 6 (P6) 2,25 >2,25 Perforación 6B (P6B) 1,35 >2,25 Perforación 7 (P7) 4,20 >4,20 Perforación 9 (P9) 2,35 >2,35 Perforación 9B (P9B) 4,70 >4,70 Perforación 16 (P16) 1,70 >1,70 Perforación 16B (P16B) 7,30 >7,30 Agosto

6 DISEÑO CONCEPTUAL Y DETALLADO PARA LA REPOSICIÓN Y OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO DEL SECTOR DENOMINADO CENTRO PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL CIRCUITO ORFELINATO DETALLE Sondeos del estudio de Microzonificación sísmica de Medellín y el Valle de Aburrá Total Apiques Total Perforaciones SONDEO Profundidad Explorada (m) Profundidad del Nivel Freático (m) Perforación 17 (P17) 2,25 >2,25 Perforación 17B (P17B) 0,65 >0,65 P-MIC-01 25,35 6,00 P-MIC-02 20,15 6, TD-1 17,00 1, TD-1 20,00 4, TD TD-2 14,75 2, SAN-4 15,00 2, SAN-5 15,20 4, SAN-45 17,10 5, SAN ,00 3, SAN ,02 7,00 7 Apiques (19,50 metros) 22 Perforaciones (241,2 metros) Agosto

7 DISEÑO CONCEPTUAL Y DETALLADO PARA LA REPOSICIÓN Y OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO DEL SECTOR DENOMINADO CENTRO PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL CIRCUITO ORFELINATO Tabla 2. Descripción geológica y resultados de laboratorio de las exploraciones ejecutadas SONDEO MUESTRA NÚMERO PROFUNDIDAD ( m ) HUMEDAD NATURAL ( % ) LL ( % ) LP ( % ) IP ( % ) RETENIDO # 4 (CASCAJO) ( % ) DE #4 A #200 (ARENA) ( % ) PASA # 200 (FINOS) ( % ) Densidad Seca (KN/m3) Densidad húmeda (KN/m3) Peso Específico c (KPa) φ ( ) qult (Kpa) Cc eo Permeabilidad (cm/s) CLASIFICACIÓN AASHTO GRUPO USCS Material AP-1 2 1,00-1,70 6, ,6 29,9 6,5 A-1-a (0) GP-GC AP-2 3 2,00-3,00 44, ,7 35,1 63,2 13,0 18,2 2,8 27,1 30,1 A-7-6 (17) CH AP-3 1 0,00-1,00 30, ,0 32,9 67,1 A-7-6 (11) CL AP-3 2 1,00-2,00 9, ,0 54,1 11,9 A-2-6-(0) SC AP-4 2 1,00-2,00 24, ,5 36,7 51,9 A-7-6 (8) CL AP-4 3 2,00-3,00 24, ,8 24,0 64,2 13,4 16,6 A-7-6 (20) CH Lleno Antrópico: Depósito conformado por una matriz de arenas gruesas con fragmentos de roca que van desde tamaños gravas hasta bloques de roca subangulosos con diámetros hasta de 0,50 m. La matriz de color gris presenta una humedad media, humedad baja y compacidad baja. Depósito Aluvial Fino: Arcilla color café oscuro moteado de gris, consistencia muy blanda, plástico, humedad media. Lleno Antrópico: Fragmentos de rocas con tamaños hasta de 0,30 m de lado. Hace parte de la estructura del andén. Depósito Aluvial Grueso: Compuesto por arenas gruesas y fragmentos de roca. Humedad baja, plasticidad baja. Compacidad baja. El material se presenta disgregado. Lleno Antrópico: Conformado por escombros, basuras plásticas embebidos en una matriz limo arenosa de color gris calor, humedad baja, plasticidad baja y compacidad baja. Depósito: El depósito es matriz soportado. La matriz presenta un color rojizo conformado por limos, humedad alta, plasticidad media, consistencia media, presenta bloques de roca angulosos en una proporción del 30 % conformados por anfibolitas. Agosto

8 DISEÑO CONCEPTUAL Y DETALLADO PARA LA REPOSICIÓN Y OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO DEL SECTOR DENOMINADO CENTRO PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL CIRCUITO ORFELINATO SONDEO MUESTRA NÚMERO PROFUNDIDAD ( m ) HUMEDAD NATURAL ( % ) LL ( % ) LP ( % ) IP ( % ) RETENIDO # 4 (CASCAJO) ( % ) DE #4 A #200 (ARENA) ( % ) PASA # 200 (FINOS) ( % ) Densidad Seca (KN/m3) AP-6 1 0,00-1,00 21, ,1 41,9 39,0 A-7-6-(4) SC AP-6 2 1,00-2,00 26, ,4 39,9 48,7 15,3 19,4 42,2 25,1 6,83E-07 A-7-6 (11) SC AP-6 3 2,00-3,00 45, ,0 26,3 73,7 11,9 17,0 24,6 25,8 A-7-5 (20) CH AP ,50-2,00 22, ,5 43,5 45,0 15,5 19,3 21,9 36,0 A-6 (3) SC Densidad húmeda (KN/m3) Peso Específico c (KPa) φ ( ) qult (Kpa) Cc eo Permeabilidad (cm/s) CLASIFICACIÓN AASHTO GRUPO USCS Material Lleno Antrópico: Limo de color negro a café oscuro, plasticidad media a alta, fragmentos rocosos, gravas de formas subredondeadas, fracciones de basura, se observa una mayor compacidad del material Depósito Aluvial: Limo de color café amarillento con tintes rojizos, material plástico, menor fracción de limo de color negro a café oscuro de tipo orgánico, gravas de formas subredondeadas. Humedad media a alta, el agua se empoza en el fondo Lleno Antrópico y Depósito ALuvial: Mezcla de lleno antrópico y deposito aluvial grueso, conformado por fragmentos de ladrillo y concreto con granos tamaño grava, guijarro y bloque que alcanzan hasta 0.35 m de diámetro, de forma angular y subangular. Los granos están inmersos en una matriz arenosa, color café con partículas blancas, compacidad suelto a muy suelto, humedad media y sin plasticidad. La relación matriz granos es aproximadamente 60% - 40%. AP-15 AP ,50-3,00 2,50-3,00 30,6 32, ,4 20,0 23,8 24,8 55,8 55,2 14,4 18,9 26,8 32,3 5,89E-05 A-7-6 (13) A-7-5(12) CH CH Depósito Aluvial Medio: limo arenoso con gradaciones a limo arcilloso. Color café con tonalidad anaranjado y partículas rojas. AP ,00-3,50 30, ,9 54,7 43,4 A-4 (0) SM Consistencia firme a duro, matriz limo arenosa o limo arcillosa con muchos granos tamaño grava que alcanzan en promedio m de diámetro, de forma angular, subangular y subredondeado. Humedad media (al tacto) y plasticidad media a baja. Agosto

9 DISEÑO CONCEPTUAL Y DETALLADO PARA LA REPOSICIÓN Y OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO DEL SECTOR DENOMINADO CENTRO PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL CIRCUITO ORFELINATO SONDEO MUESTRA NÚMERO PROFUNDIDAD ( m ) HUMEDAD NATURAL ( % ) LL ( % ) LP ( % ) IP ( % ) RETENIDO # 4 (CASCAJO) ( % ) DE #4 A #200 (ARENA) ( % ) PASA # 200 (FINOS) ( % ) Densidad Seca (KN/m3) SPT # 1 3 0,90-1,40 31, ,2 34,1 54,8 A-7-6 (10) MH Densidad húmeda (KN/m3) Peso Específico c (KPa) φ ( ) qult (Kpa) Cc eo Permeabilidad (cm/s) CLASIFICACIÓN AASHTO GRUPO USCS Material Lleno Antrópico: Arena de color pardo con fracciones de gravas de formas subredondeadas y arcilla de color gris, muy plástica, fragmentos de concreto, ladrillos, raíces y suelo orgánico plástico de color pardo oscuro a negro. Compacidad baja, material suelto a medio denso, humedad baja a media, aumentando a profundidad SPT # 1 SPT # ,85-2,30 3,20-3,70 25,2 50, ,0 10,3 25,6 52,8 30,5 36,9 13,3 18,3 2,8 13,3 25,7 A-2-7 (1) A-7-5 (3) GC SM Lleno Antrópico: Material arcilloso con pocas arenas y gravas, arcilla de color blanco, pardo claro amarillento y gris, SPT # 1 9 3,70-4,15 33, ,8 23,8 40,5 A-7-5 (6) GM fracciones menores de arena, presencia de ladrillos y concreto. Humedad media a alta, aumentando a profundidad hasta saturación, consistencia baja, material blando SPT # ,60-5,05 47, ,6 25,6 71,8 A-7-6 (20) CH SPT # ,95-6,40 43, ,7 34,6 31,7 A-2-7 (3) GC Depósito: Material conformado por arcillas y limos con poco aporte de arenas y gravas, coloraciones rojizas, pardas y amarillentas. Consistencia baja a media, material firme a blando, humedad media a alta, aumentando a profundidad, hasta un material saturado, plasticidad media a alta SPT # 1 SPT # ,75-8,20 8,65-9,15 24,7 50, ,4 18,5 27,5 29,9 6,1 51,6 12,0 17,7 47,0 12,5 A-2-7 (0) A-7-6 (15) GP-GC CH Suelo Residual VI: Mezcla de materiales arcilloso, limosos, arenas y gravas pequeñas, además de fragmentos rocosos intensamente meteorizados, pero donde se SPT # ,60-10,05 35, ,3 24,5 21,3 A-2-7 (3) GC alcanza a reconocer la textura de la roca de tipo dominante dunita. Bandas en color pardo, amarillo, rojizo, gris, verde y gris verdosa, fracciones micaceas que dan un brillo y un tacto sedoso, se presenta oxidación en las fracciones finas y en las Agosto

10 DISEÑO CONCEPTUAL Y DETALLADO PARA LA REPOSICIÓN Y OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO DEL SECTOR DENOMINADO CENTRO PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL CIRCUITO ORFELINATO SONDEO MUESTRA NÚMERO PROFUNDIDAD ( m ) HUMEDAD NATURAL ( % ) LL ( % ) LP ( % ) IP ( % ) RETENIDO # 4 (CASCAJO) ( % ) DE #4 A #200 (ARENA) ( % ) PASA # 200 (FINOS) ( % ) Densidad Seca (KN/m3) Densidad húmeda (KN/m3) Peso Específico c (KPa) φ ( ) qult (Kpa) Cc eo Permeabilidad (cm/s) CLASIFICACIÓN AASHTO GRUPO USCS Material SPT # 2 7 2,95-3,45 43,7 NA NA NA NA NA NA 12,04 17,29 2,77 0,44 1,30 SPT # ,85-5,30 40, ,3 24,5 21,3 A-2-7 (3) GC SPT # ,65-7,10 17, ,1 25,7 16,2 A-2-7 (0) GM SPT # ,60-6,05 42, ,3 21,4 45,3 A-7-6 (7) GM SPT # ,95-7,40 24, ,1 40,2 42,7 A-4 (0) SM SPT # 6 2 0,50-0,95 23, ,6 18,3 81,1 A-7-5 (20) MH SPT # 6 5 1,85-2,30 11, ,7 14,6 18,7 A-2-6 (0) GC pequeñas gravas de óxidos presentes. Consistencia baja, material suelto y blando, humedad media a alta, aumentando a profundidad Depósito: Arcilla de color pardo rojizo con manchas grises y amarillentas, fracciones de arcilla de color gris muy plástica, diferentes fragmentos rocosos de anfibolita, dunita, granodiorita, esquistos. Consistencia alta a media, material duro, humedad media a baja Depósito: Limo de color gris y pardo, fracciones de limo y arena, bloques y fragmentos rocosos más abundantes de anfibolita, esquisto, dunitas. Consistencia baja, material más blando, plasticidad media a alta Depósito: Arenas y gravas de color pardo amarillento y rojizo. Compacidad media a baja, material más suelto, humedad alta Depósito: Limo, arena y arcilla en coloraciones grises, pardas amarillentas, blanco, pardo rojizo, amarillo, fragmentos rocosos tanto sanos como intensamente meteorizados, fracciones de limo micáceo Lleno Antrópico: Limo de color café oscuro a negro que obedece a materia orgánica, consistencia baja, plasticidad alta, humedad media a baja, se da la presencia de raíces. Limo de color café amarillento. Fragmentos rocosos y gravas subredondeadas a subangulares, compacidad baja, material suelto, contiene escombros, ladrillos Agosto

11 DISEÑO CONCEPTUAL Y DETALLADO PARA LA REPOSICIÓN Y OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO DEL SECTOR DENOMINADO CENTRO PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL CIRCUITO ORFELINATO SONDEO MUESTRA NÚMERO PROFUNDIDAD ( m ) HUMEDAD NATURAL ( % ) LL ( % ) LP ( % ) IP ( % ) RETENIDO # 4 (CASCAJO) ( % ) DE #4 A #200 (ARENA) ( % ) PASA # 200 (FINOS) ( % ) Densidad Seca (KN/m3) SPT # 6B 3 0,90-1,20 18, ,9 26,8 51,3 A-7-6 (7) CL SPT # 7 2 0,45-0,90 34, ,0 15,5 84,5 A-7-5 (20) MH SPT # 7 5 1,85-2,35 42, ,2 19,3 71,5 11,6 17,2 2,4 40,5 16,5 A-7-5 (20) CH Densidad húmeda (KN/m3) Peso Específico c (KPa) φ ( ) qult (Kpa) Cc eo Permeabilidad (cm/s) CLASIFICACIÓN AASHTO GRUPO USCS Material Depósito: Arcilla de color café con manchas grises, consistencia alta, material compactado, humedad baja. Contiene gravas, fragmentos rocosos y escombros. Lleno Antrópico: Arcilla de color café claro con manchas rojizas de oxidación, compacidad baja, material suelto, arcilla de color gris, plástica y de consistencia media a baja. Fragmentos rocosos de formas subangulares, gravas redondeadas. Material de aspecto muy mezclado, heterogeneo, con escormbros, ladrillos, cemento. SPT # 7 SPT # ,35-2,80 3,25-3,75 32,7 36, ,8 5,4 35,4 30,6 57,9 64,1 15,1 17,7 2,6 35,2 26,5 A-7-6 (6) A-7-6 (8) ML ML Depósito Aluvial: Limo de color rojizo y café con manchas negras, consistencia media a baja, plasticidad media. Arena micácea de SPT # 7 9 3,75-4,20 31, ,9 31,2 44,9 A-4 (1) SM color café, donde se reconocen las escamas plateadas de las micas, compacidad media. SPT # 7B 3 0,90-1,35 41, ,5 11,4 88,1 A-7-5 (20) CH SPT # 9 5 1,90-2,10 12, ,3 20,1 17,6 A-2-6 (0) GC Lleno Antrópico: Arcilla limosa de color negro y café oscuro que corresponde a materia orgánica, consistencia baja, material plástico y blando. Limo de color amarillo y café claro, fracciones de arena de grano medio de color café y gravas de formas subredondeadas a subangulares, presencia de ladrillos, adobes, escombros y raíces. Lleno Antrópico: Arcilla de color café oscuro, limo negro que corresponde a materia orgánica, fracciones menores de arena café amarillenta y arena gris de grano medio, consistencia media a baja, material suelto, humedad baja a media. Fragmentos Agosto

12 DISEÑO CONCEPTUAL Y DETALLADO PARA LA REPOSICIÓN Y OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO DEL SECTOR DENOMINADO CENTRO PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL CIRCUITO ORFELINATO SONDEO MUESTRA NÚMERO PROFUNDIDAD ( m ) HUMEDAD NATURAL ( % ) LL ( % ) LP ( % ) IP ( % ) RETENIDO # 4 (CASCAJO) ( % ) DE #4 A #200 (ARENA) ( % ) PASA # 200 (FINOS) ( % ) Densidad Seca (KN/m3) Densidad húmeda (KN/m3) Peso Específico c (KPa) φ ( ) qult (Kpa) Cc eo Permeabilidad (cm/s) CLASIFICACIÓN AASHTO GRUPO USCS Material rocosos y pedazos de cuarzo lechoso y gravas de formas subangulares y ladrillos y escombros, presencia de raíces SPT # 9B SPT # 9B 3 4 0,54-0,80 0,80-1,25 9,8 28, ,0 5,2 23,5 30,1 13,5 64,7 A-2-4 (0) A-7-6 (11) GM ML Lleno Antrópico: Arena limosa de color café oscuro, fracciones de arcilla limosa de color café rojizo, compacidad baja, material SPT # 9B 6 1,70-2,15 16, ,2 27,7 31,1 A-2-4 (0) GM suelto de humedad media a baja. Gravas de formas redondeadas y fragmentos rocosos subangulares. Limo plástico de color café osuro que obedece a materia orgánica, también se presentan pedazos de ladrillos, escombros y raíces. SPT # 9B 8 2,60-3,05 17, ,8 32,0 33,2 A-2-7 (3) GC SPT # 9B 10 3,50-3,95 24, ,4 26,0 30,6 A-2-6 (1) GC SPT # 9B 11 3,95-4,40 26, ,9 35,4 51,8 A-7-6 (9) CL SPT # ,35-1,70 11, ,1 31,6 44,3 5,75E-07 A-7-5 (2) SM Lleno Antrópico: Arcilla limosa de color café oscuro, café rojizo, amarillo, negro y azul oscuro a gris, pequeños nodulos ferrosos de color rojizo, pedazos de escombros. Consistencia firme, material compacto, humedad media a alta. Fragmentos rocosos de formas subagulares, gravas menores, material suelto. Depósito Aluvial: Arena fina de color gris verdoso, fracciones de arcilla de color café claro y amarillento y arcilla gris, compacidad media a baja, material suelto, humedad baja. Fracciones de gravas y fragmentos rocososo de formas subangulares. Lleno Antrópico: Limo de color café oscuro a negro que corresponde a materia orgánica, consistencia baja, plasticidad media a alta. Arena de grano medio de color café claro y gris, compacidad media, Agosto

13 DISEÑO CONCEPTUAL Y DETALLADO PARA LA REPOSICIÓN Y OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO DEL SECTOR DENOMINADO CENTRO PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL CIRCUITO ORFELINATO SONDEO MUESTRA NÚMERO PROFUNDIDAD ( m ) HUMEDAD NATURAL ( % ) LL ( % ) LP ( % ) IP ( % ) RETENIDO # 4 (CASCAJO) ( % ) DE #4 A #200 (ARENA) ( % ) PASA # 200 (FINOS) ( % ) Densidad Seca (KN/m3) Densidad húmeda (KN/m3) Peso Específico c (KPa) φ ( ) qult (Kpa) Cc eo Permeabilidad (cm/s) CLASIFICACIÓN AASHTO GRUPO USCS Material humedad baja. Fragmentos rocosos de baja compacidad, sueltos, de formas subangulares, pedazos de adobes, ladrillos, escombros, cemento. SPT # 16B SPT # 16B ,25-2,70 4,05-4,50 11,9 29, ,7 5,1 33,8 44,3 38,5 50,7 5,95E-07 A-7-6 (2) A-6 (3) SM ML Lleno Antrópico: Limo arenoso de color café oscuro y claro con fracciones de arenas amarillentas, escamas de micas de color gris SPT # 16B 16 6,85-7,30 17, ,6 30,1 18,3 A-1-b (0) GC - GM plata, consistencia media baja, material blando, plástico, humedad media a baja. SPT # 16B 11 4,50-5,00 15, ,9 35,2 32,9 16,4 18,5 A-2-4 (0) SM Fragmentos rocosos, gravas, escombros, SPT # 16B 14 5,90-6,40 15, ,2 21,2 64,6 15,1 18,5 2,7 23,3 28,1 A-7-5 (16) MH ladrillos, se da la presencia de raíces y materia orgánica de carácter limoso en color café oscuro a negro SPT # ,45-0,90 28, ,8 28,4 61,9 A-7-6 (13) CL SPT # ,35-1,80 17, ,1 22,4 46,6 A-7-6 (4) GM Lleno Antrópico: Mezcla de diferentes materiales que incluyen limo de color café oscuro, negro, amarillo, consistencia media a alta, humedad baja. Fracciones de arena de color café, rojizo y amarillo. Gravas y fragmentos rocosos, además de escombros, ladrillos, cemento, material de compacidad baja, material suelto. Tabla 3. Resultados de ensayos por la carrera Bolívar con la Avenida Oriental Agosto

14 DISEÑO CONCEPTUAL Y DETALLADO PARA LA REPOSICIÓN Y OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO DEL SECTOR DENOMINADO CENTRO PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL CIRCUITO ORFELINATO Exploración Muestra Número Profundidad (m) Humedad Natural (%) LL (%) LP (%) IP (%) Retenido # 4 (Cascajo) (%) De # 4 a #200 (Arena) (%) Pasa # 200 (Finos) (%) Densidad Húmeda (KN/m 3 ) Densidad Seca (KN/m 3 ) Esfuerzo Máximo (KPa) Módulo de Elasticidad (KPa) Otros Parámetros Grupo USCS Descripción Geológica P1 4 3,00-3,60 46, ,1 13,0 85,9 17,9 12, P1 7 4,50-4,65 39, ,6 44,2 51,2 18,6 13, eo =1,31 Cc= 0,64 C = 16 Kpa Φ =26 P1 14 9,65-9,75 23, ,8 22,3 18, MH CH Depósito de Llanura de Inundación: Arcilla de color negro a café pardo, muy plástica y húmeda, con abundante presencia de materia orgánica. A 1,35 m presenta una bolsa de arena de color gris, tamaño medio. Depósito Aluvial: Compuesto por gravas y cascajo en arena gruesa los fragmentos de roca están frescos, subredondeados, con diámetros entre 3 y 25 cm de composición variada; anfibolita, dunita, tonalita, cuarzodiorita y cuarzo. La matriz es arena gruesa en los primeros metros de color gris que pasa a una arena fina hasta limo a profundidad. P2 P ,50-2,25 4,50-4,90 48,8 55, ,7 0, ,5 43,3 79,5 15,7 16,4 10,5 10, SM CH Depósito de Llanura de Inundación: Mezclado con vidrios y plásticos. Arcilla limosa de color negro a pardo, con fragmentos de cuarzo y dunita y material orgánico. A profundidad aumenta el tamaño, se pasa a una arena fina con gravas que tiene diámetros hasta de 3 cm SPT ,50-9,50 39, ,0 27,7 72, CL Depósito Llanura de Inundación: Limo arcilloso de color café pardo SPT-1 9 4,05-4,50 34, ,0 59,3 40, SM a negro, que a profundidad se vuelve arenoso y de color más oscuro y más húmedo. Presenta materia orgánica y algunos SPT ,40-5,65 16, ,7 39,2 16, fragmentos de dunita de diámetro hasta de 1 cm A-1 1 2,00 30, ,8 38, ,0 14, CH Limo Arcilloso: De color café pardo con motas amarillas. Humedad media a alta. Consistencia blanda. Agosto

15 DISEÑO CONCEPTUAL Y DETALLADO PARA LA REPOSICIÓN Y OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO DEL SECTOR DENOMINADO CENTRO PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL CIRCUITO ORFELINATO Tabla 4. Resultados de ensayos por la calle 57 con carrera 49 Profundidad (m) Muestra No. Retenido # 4 (Cascajo) (%) De #4 a #200 (Arena) (%) Pasa #200 (Finos) (%) Humedad Natural (%) LL (%) LP (%) IP (%) USCS AASHTO Descripción Geológica 2,10 2,55 3 7,2 25,0 67,8 43, CH A-2-7 (18) 3,00 3, , ,60 4,00 6 0,0 21,1 78,9 47, CH A-7-6 (19) Lleno Antrópico (Qll): Arcilla color gris oscuro moteado de café y rojizo, consistencia baja, humedad media, plasticidad alta, contaminada con materia orgánica. Fragmentos de anfibolita, frescos, subangulares, menores a 5 cm de diámetro, fragmentos de adobes. 4,50 5, , Depósito Aluvial Fino (Qalf): Arena limosa, color café rojizo, compacidad baja, humedad 5,10 5, ,4 49,7 25,7 18, SM A-2-7 (0) media, escasos bloques angulosos de roca anfibolita, menores a 2 cm de diámetro. 6,60 6, , ,50 7, ,5 25,7 73,7 62, ML A-7-5 (12) 9,00 9, , ,10 9, ,8 39,0 37,2 24, SC A-4 (0) Depósito Aluvial (Qal): Arcilla arenosa, color café claro, consistencia baja entre 6.60 m m de profundidad exhibe consistencia pastosa. Bordea bloques de anfibolita y roca granítica, dunita y cuarzo, frescos subredondeados que alcanzan 10 cm de diámetro. 10,50 10,80 12,40 12, ,3 5,3 31,9 25,5 41,9 69,1 30,6 39, SM MH A-7-6 (0) A-7-5 (17) Depósito Aluvial (Qal): Arena limosa, color café rojizo, compacidad baja, humedad media, bordeando fragmentos de anfibolita frescos y de dunita oxidados, subredondeados, con tamaños variables menores a 10 cm de diámetro. Algunos fragmentos rocosos están completamente meteorizados y conservan la textura de la roca original. 13,50 13,90 15,00 15, ,5-24,8-68,6 42,6 42, MH - A-7-5 (16) Depósito Aluvial (Qal): Limo arenoso, color café rojizo, consistencia baja, humedad media, plasticidad media, bordeando fragmentos de anfibolita frescos y dunita oxidados, subredondeados, de tamaño heterogéneo, menores a 8 cm de diámetro. Algunos fragmentos rocosos están completamente meteorizados y conservan la textura de la roca original. Agosto

16 DISEÑO CONCEPTUAL Y DETALLADO PARA LA REPOSICIÓN Y OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO DEL SECTOR DENOMINADO CENTRO PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL CIRCUITO ORFELINATO 4. GEOLOGÍA Y GEOMORFOLOGÍA Se presentan en este capítulo las condiciones geológicas y geomorfológicas de los terrenos por los que transcurren los proyectos 6 y 9 del sistema de alcantarillado del sector denominado Centro Parrilla, Grupo 2. Los hallazgos geológicos y geomorfológicos que aquí se definen son derivados de la revisión bibliográfica de estudios anteriores realizados por Integral y Solingral en el área en estudio. Como fuente de información primaria se llevó a cabo el reconocimiento del terreno y exploraciones del subsuelo representadas por siete apiques, veinte perforaciones a percusión y once nichos exploratorios a lo largo del corredor de interés. La localización y profundidad alcanzada en las exploraciones del subsuelo se citan en la y se muestran en la planta correspondiente al mapa geológico del corredor (P-2213-G-009). GEOLOGÍA Las unidades litoestratigráficas del área de estudio corresponden a un basamento conformado por rocas ígneas del tipo dunita, la cual en la literatura se denomina como Dunitas de Medellín (JKuM) que hacen parte del Complejo Ofiolítico de Aburrá y un cuerpo intrusivo del cretáceo llamado Gabro de San Diego (KgSD). Las dunitas, son rocas de carácter ultrabásico, se presentan fuertemente serpentinizadas y muestran un desarrollo de perfiles de meteorización potentes por lo que es difícil de encontrarlas en estado fresco. Los gabros por su parte corresponden, a rocas graníticas de composición básica y pueden variar composicionalmente desde gabros hasta dioritas. Estas rocas también exhiben un avanzado proceso de meteorización desarrollando suelos residuales limo arcillosos de gran espesor. Las rocas anteriormente mencionadas, en el área de estudio aparecen en su totalidad cubiertas por materiales más recientes, donde se incluyen los depósitos de vertiente y/o flujos de lodos y/o escombros (Qd, Qf), los depósitos aluviales (Qal) del fondo del valle asociados al río Medellín y a sus quebradas afluentes; y adicionalmente se muestra una cobertura muy generalizada de llenos de origen antrópico (Qll), en general de bajas especificaciones técnicas con alto contenido de escombros, basura y materia orgánica; estos materiales han sido generados por el gran desarrollo urbano dentro del área de estudio. Estas unidades se encuentran cartografiadas en el Mapa Geológico (P-2213-G-009). Según las condiciones mencionadas, el perfil estratigráfico típico para el área de estudio tiene un predominio en cobertura de llenos antrópicos que alcanzan entre menos del metro y pueden llegar hasta los 10 m de profundidad. Estos depósitos están conformados por gravas, fragmentos rocosos, cuarzo lechoso, además de basuras, plásticos, madera, ladrillos y escombros en general, todo esto embebido en Agosto

17 DISEÑO CONCEPTUAL Y DETALLADO PARA LA REPOSICIÓN Y OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO DEL SECTOR DENOMINADO CENTRO PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL CIRCUITO ORFELINATO una matriz limo arenosa de color gris claro y limo micáceo y arcillas parda y rojizas. Son materiales de baja humedad, con baja plasticidad y compacidad baja; en estos depósitos se encuentra un importante aporte de materia orgánica y abundantes raíces. En general son llenos de bajas especificaciones técnicas que han sido acumulados según el crecimiento urbano de la ciudad. Hacia la parte central de la zona de estudio y más cercana al río Medellín, se tienen los depósitos aluviales, cubiertos en su mayor parte por los llenos antrópicos mencionados. Dichos depósitos aluviales presentan a su vez variaciones tanto composicionales como en su grado de consolidación, que en general aumenta con la profundidad. Los materiales más superficiales corresponden a una mezcla de materiales entre arcillas, limos, arenas y gravas y los lacustres con fracciones finas con predominio de arcillas grises y materia abundante orgánica que hace la diferencia, además son depósitos blandos y plásticos. Continuando en la secuencia a profundidad se observa una gradación textural hacia materiales gruesos tipo gravas y fragmentos rocosos de diferente composición y grado de meteorización encontrando anfibolitas, dunitas, serpentinita, diorita, etc., pasando por los de grano medio que están representados por arenas en general cuarzosas de tamaño de grano medio a grueso. Los depósitos más gruesos exhiben un alto grado de consolidación a profundidades mayores de los 15 m. Localmente y en especial hacia la zona donde se presenta el cambio de pendiente con las laderas, se tiene el predominio de los depósitos de vertiente del tipo flujo de lodos y/o escombros de gran extensión hacia la vertiente oriental del Valle de Aburrá. Estos depósitos muestran en el área de estudio espesores que pueden superar los 10 m, según algunas de las exploraciones llevadas a cabo. La composición corresponde a una abundante matriz de limosa a limo-arcillosa de coloraciones rojizas, cafés, grises y amarillentas, de plasticidad media a alta, con poco aporte de arenas y gravas; que envuelve fragmentos rocosos de anfibolita, dunita, granodiorita que pueden estar desde frescos hasta totalmente meteorizadosy de tamaños de hasta 0,5 m. En general estos depósitos, presentan una consistencia blanda a firme, la humedad va de media a alta, aumentando con la profundidad, hasta llegar localmente a un material saturado en las zonas donde se da la presencia del nivel freático. Finalmente, como ya se mencionó, el basamento rocoso no aflora en la zona de estudio, solamente se encontró en la exploración SPT-1, ubicada en el barrio Boston, a una profundidad cercana a los siete metros y hacen parte del suelo residual derivado de las dunitas; por su parte, los gabros no fueron encontrados ni sus suelos residuales. El suelo residual de la dunita es una mezcla de materiales arcillosos, limosos, arenas y gravas pequeñas con nódulos de hierro, además de fragmentos rocosos intensamente meteorizados, pero donde aún se reconoce la textura de la roca, la cual se muestra en bandas en color café, amarillo, rojizo, gris, verde y gris verdosa, fracciones micáceas Agosto

18 DISEÑO CONCEPTUAL Y DETALLADO PARA LA REPOSICIÓN Y OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO DEL SECTOR DENOMINADO CENTRO PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL CIRCUITO ORFELINATO que dan un brillo y un tacto sedoso, se presenta oxidación en las fracciones finas y en las pequeñas gravas de óxidos presentes. Estos materiales tienen una consistencia baja, el material esta suelto y blando, de humedad media a alta, aumentando a profundidad. GEOLOGÍA LOCAL Para la zona correspondiente al proyecto Centro Parrilla, según las diferentes exploraciones del subsuelo llevadas a cabo tanto para este proyecto, como información base de referencia, así como otras realizadas para otros estudios y que hacen parte de la revisión bibliográfica; se llevó a cabo una sectorización generalizada donde se definen características comunes de materiales, enfatizando que estos sectores, al ser urbanos, tienen un predominio superficial de llenos de carácter antrópico que hacen de cobertura generalizada a diferentes profundidades. Así, para el análisis de la sectorización, se obviaron estos llenos y se trabajó hasta profundidades máximas de seis metros. Es de anotar además, que esta sectorización es generalizada y que se pueden presentar variaciones, dependiendo de la dinámica misma del río Medellín y sus afluentes principales, como es el caso de la quebrada Santa Elena. Estas variaciones se verían reflejadas a nivel superficial y también a profundidad a modo de lentes o bolsas de materiales con otras características diferentes a las generalizadas para cada sector. A continuación se definen los cinco sectores, presentados en la Figura 2 y en el plano P-2213-G-010. Este proyecto hace parte del Sector 1. Agosto

19 DISEÑO CONCEPTUAL Y DETALLADO PARA LA REPOSICIÓN Y OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO DEL SECTOR DENOMINADO CENTRO PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL CIRCUITO ORFELINATO Figura 2. Sectorización Geológica Local Agosto

20 DISEÑO CONCEPTUAL Y DETALLADO PARA LA REPOSICIÓN Y OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO DEL SECTOR DENOMINADO CENTRO PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL CIRCUITO ORFELINATO Sector 1: Se define como materiales gruesos de tipo gravas, cascajos y arenas gruesas de composición cuarzosa, y en menor proporción limo a modo de matriz; pueden estar o no bien cementados y son los que conforman depósitos aluviales. Las coloraciones son café, gris oscuro y verde. Esta zona está caracterizada principalmente hacia el cauce torrencial de la quebrada Santa Elena. Sector 2: Son materiales aluviales dominados por secuencias finas de limos y arcillas de color café y amarillo, micáceas, con fracciones menores de arenas y ocasionalmente gravas. La consistencia es baja a media. Sector 3: Corresponde a materiales derivados de los depósitos de vertiente de las partes medias a altas. Se definen como limo arcilloso con carácter laterítico y con fracciones menores de arena y gravas de formas subangulares, las coloraciones son café, rojo y amarillo y son materiales de consistencia media. Sector 4: Hace parte de los depósitos aluviales, constituido por arena con fracciones de limo, además de gravas subredondeadas más ocasionales; las coloraciones son café y gris, son materiales sueltos. Sector 5: Estos materiales corresponden a los depósitos aluviales que tienen un importante aporte de materia orgánica que incluye madera y raíces. Son de carácter limo arcilloso y arcillo limoso en coloraciones dominantes grises y gris verdoso, hasta negro, tienen una muy baja consistencia, son materiales blandos y plásticos, además de que la arcilla tiene un carácter hidromorfo y que se observa presencia de oxidación. GEOMORFOLOGÍA El área de estudio se localiza en la parte central del Valle de Aburra, el cual corresponde a una depresión topográfica alargada de dirección general norte sur. Las condiciones geomorfológicas dividen el área de estudio en dos unidades geomorfológicas, clasificadas en planicies aluviales y terrazas, las cuales corresponden a las partes planas aledañas al río Medellín y la segunda unidad son las superficies moderadas a suaves en depósitos de vertiente de geoformas moderadas con topes redondeados. La unidad de planicies aluviales y terrazas, es la de mayor cobertura dentro del área de estudio, morfogenéticamente está relacionada con la planicie aluvial derecha río Medellín y sus quebradas o afluentes, para esta unidad se incluyen además algunas zonas un poco más elevadas a modo de terrazas pero igualmente de topes planos con pendientes menores de 5% y constituidas en su totalidad por los depósitos aluviales de Agosto

21 DISEÑO CONCEPTUAL Y DETALLADO PARA LA REPOSICIÓN Y OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO DEL SECTOR DENOMINADO CENTRO PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL CIRCUITO ORFELINATO diferente composición y espesor como fueron definidos anteriormente y los llenos antrópicos que cubren a su vez los materiales aluviales. La otra unidad geomorfológica corresponde a la unidad de superficies moderadas a suaves en depósitos de vertiente. Esta se localiza inmediatamente después de la anterior, hacia la parte baja y media de la vertiente oriental del Valle de Aburrá. Las formas del relieve corresponden a los lomos que ascienden en la vertiente, con pendientes suaves a moderadas, de geoformas largas con topes redondeados de baja altura y están constituidos, como su nombre lo indica por depósitos de vertiente del tipo flujos y/o lodos, de espesores desconocidos y con un grado de consolidación y madurez y que cubren el basamento rocoso. Dentro de las condiciones geomorfológicas de los terrenos se consideran de gran importancia los procesos morfodinámicos, los cuales guardan una estrecha relación con las geoformas del paisaje, su constitución, modelado usos del suelo. Para la zona de estudio no se encontraron procesos morfodinámicos latentes, activos o inactivos, pues los terrenos en su mayor parte, están dominados por el desarrollo urbano de la ciudad que enmascara los mismos. 5. ASPECTOS GEOTÉCNICOS A continuación se presenta la caracterización geotécnica de los materiales presentes en el subsuelo, los parámetros geotécnicos para el diseño de las redes a reponer y las principales conclusiones y recomendaciones del estudio. PERFIL ESTRATIGRÁFICO ESPERADO La descripción desde el punto de vista geológico se presentó en el Numeral 4. Sin embargo, para fines constructivos y de diseño se presentan las principales características de los materiales que pueden encontrarse en la zona del proyecto. Una columna estratigráfica típica para estos terrenos se muestra en la Figura 3. En la columna se observa la secuencia total generalizada y más adelante se presenta la descripción detallada de cada una de las secuencias litológicas que lo conforman y que fueron encontradas tanto en la recopilación de información bibliográfica como en los sondeos realizados en particular para este estudio. Lleno antrópico (0,5 10,0 m) Depósitos de vertiente tipo flujos (1,0 7,0 m) Depósito aluvial fino con abundante materia orgánica (5,50 m) Agosto

22 DISEÑO CONCEPTUAL Y DETALLADO PARA LA REPOSICIÓN Y OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO DEL SECTOR DENOMINADO CENTRO PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL CIRCUITO ORFELINATO Depósito aluvial fino (0,5 6,0 m) Depósito aluvial grueso (0,5 40,0 m) Suelo residual de gabro Suelo residual de dunita Figura 3. Columna estratigráfica generalizada proyecto Centro Parrilla Para la zona de estudio, se elaboró un perfil estratigráfico esperado el cual se presenta en la Figura 4 y en el Plano (P-2213-G-009). Agosto

23 DISEÑO CONCEPTUAL Y DETALLADO PARA LA REPOSICIÓN Y OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO DEL SECTOR DENOMINADO CENTRO PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL CIRCUITO ORFELINATO Figura 4. Perfil Estratigráfico para el proyecto 9 Agosto

24 DISEÑO CONCEPTUAL Y DETALLADO PARA LA REPOSICIÓN Y OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO DEL SECTOR DENOMINADO CENTRO PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL CIRCUITO ORFELINATO La descripción de los diferentes estratos identificados es la siguiente: Llenos Antrópicos En la tabla 15 se presenta el espesor de los llenos antrópicos encontrados en las exploraciones realizadas: Tabla 5 Espesor de llenos Antrópicos encontrados Profundidad Espesor del Exploración Desde Hasta Lleno (m) Apique 1 (A1) 0,40 1,70 1,30 Apique 2 (A2) 0,40 1,30 0,90 Apique 3 (A3) 0,06 0,90 0,84 Apique 4 (A4) 0,00 2,60 2,60 Apique 5 (A5) 0,00 1,80 1,80 Apique 6 (A6) 0,18 0,75 0,57 Apique 14 (A14) 0,00 2,00 2,00 Apique 15 (A15) 0,00 1,90 1,90 Apique 16 (A16) 0,00 1,95 1,95 Perforación 1 (P1) 0,00 4,00 4,00 Perforación 2 (P2) 0,00 1,45 1,45 Perforación 4 (P4) 1,10 1,60 0,50 Perforación 6 (P6) 0,00 2,25 2,25 Perforación 6B (P6B) 0,00 0,45 0,45 Perforación 7 (P7) 0,00 2,10 2,10 Perforación 7B (P7B) 0,00 2,10 2,10 Perforación 8 (P8) 0,00 3,80 3,80 Perforación 9 (P9) 0,00 2,40 2,40 Perforación 9B (P9B) 0,00 4,00 4,00 Perforación 14 (P14) 0,00 6,40 6,40 Perforación 15 (P15) 0,00 5,40 5,40 Perforación 15B (P15B) 0,00 3,50 3,50 Perforación 16 (P16) 0,00 1,70 1,70 Perforación 16B (P16B) 0,00 6,40 6,40 Perforación 17 (P17) 0,00 2,30 2,30 Perforación 17B (P17B) 0,00 0,70 0,70 Perforación 18 (P18) 0,00 4,10 4,10 Perforación 18B (P18B) 0,00 4,90 4,90 Agosto

25 DISEÑO CONCEPTUAL Y DETALLADO PARA LA REPOSICIÓN Y OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO DEL SECTOR DENOMINADO CENTRO PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL CIRCUITO ORFELINATO Exploración Profundidad Espesor del Desde Hasta Lleno (m) Perforación 19 (P19) 0,00 0,00 0,00 Perforación 20 (P20) 0,00 3,10 3,10 De la anterior tabla y de acuerdo a las exploraciones consultadas, se puede concluir que en términos generales, los llenos antrópicos alcanzan entre uno y diez metros de profundidad. Corresponden a una mezcla de gravas, fragmentos rocosos, cuarzo lechoso, basuras, plásticos, madera, concreto, ladrillos y escombros, dentro de una matriz limo arenosa gris clara, con limo micáceo y arcillas de color café claro, gris y rojizo. En estos llenos es normal encontrar un importante aporte de materia orgánica y raíces. Son ligeramente compactos y pueden clasificarse como de pobres condiciones geotécnicas. Son materiales de baja humedad, con baja plasticidad y compacidad baja. Exhiben altas permeabilidades, alta deformabilidad, baja capacidad de soporte y bajos módulos de reacción asociado a la baja resistencia a la penetración. No obstante, sus parámetros tienden a incrementarse con la profundidad debido al mayor confinamiento de los mismos. Depósitos aluviales con alto contenido de material orgánico Corresponde a arcillas de color negro a café muy oscuro y gris, material de muy alta plasticidad, alta humedad y consistencia baja, muy blando. Estos depósitos tienen un origen asociado a lagunas o aguas empozadas (lacustre). Puede alcanzar hasta seis metros de espesor y con un alto contenido de materia orgánica. Corresponden a materiales de pobres condiciones geotécnicas. Son materiales de mayor plasticidad, humedad y, por tanto, de consistencia baja y de deformabilidad media a alta y una baja resistencia a la penetración estándar. De acuerdo con lo anterior, puede esperarse que ofrezcan una baja capacidad de soporte y bajos módulos de reacción. Depósitos aluviales finos Limos arcillosos y arcillas, de color café claro, rojizo, moteado de gris y amarillo; fracciones menores de arena y fragmentos rocosos de anfibolita, dunita, granodiorita, esquistos intensamente meteorizados que dejan a su vez un residuo arenoso. Estos materiales presentan bajas permeabilidades, baja a media resistencia a la penetración estándar y por tanto, tienen capacidades de soporte medias a altas (que se incrementan con la profundidad). Pueden encontrarse con una consistencia baja mas hacia la superficie hasta alcanzar consistencias altas a medida que se Agosto

26 DISEÑO CONCEPTUAL Y DETALLADO PARA LA REPOSICIÓN Y OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO DEL SECTOR DENOMINADO CENTRO PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL CIRCUITO ORFELINATO profundizan, también su grado de consolidación se incrementa con la profundidad. Debido al alto contenido de finos y alta consolidación, ofrecen bajas permeabilidades. Depósitos aluviales gruesos Corresponden a arenas gruesas, cuarzosas de color café, gris y blanco. Fracciones de arcilla y limo en coloraciones café rojizas; abundantes fragmentos rocosos de anfibolita, cuarzo lechoso, dunita oxidadas, de formas subredondeadas, de hasta 30 cm de diámetro, resistentes, localmente con arena arcillosa café rojiza. Estos horizontes aluviales por lo general se muestran muy consolidados. Estos materiales presentan altas permeabilidades, alta resistencia a la penetración estándar y por tanto, tienen altas capacidades de soporte, son compactos debido a la mayor profundidad a la que se encuentran y a que se encuentran más consolidados. Estos materiales presentan altas permeabilidades, alta resistencia a la penetración estándar y por tanto, tienen altas capacidades de soporte, son compactos debido a la mayor profundidad a la que se encuentran y a que se encuentran más consolidados. Suelos residuales Los suelos residuales de gabro clasifican como limos arcillosos con fracciones de arena, las coloraciones van desde café rojizo, amarillo y blanco. Localmente se pueden presentar fracciones de cuarzo lechoso y arena cuarzosa. En el caso de suelo residual de dunita corresponden a una mezcla arcilla, limos, arenas y fragmentos rocosos con nódulos ferrosos, donde se reconoce la textura de la roca de tipo dunita. Bandas de color pardo, amarillo, rojizo, gris, verde y gris verdoso, fracciones micáceas que dan un brillo y un tacto sedoso, hay oxidación en las fracciones finas y en los pequeños nódulos de óxidos. NIVEL FREÁTICO En la Tabla 1 se puede observar que el nivel freático en general se encuentra a una profundidad mayor de tres metros. Para el cálculo del espesor del recubrimiento, el valor a usar debe corresponder con la condición más crítica de cada tramo. LLENOS DE ZANJAS DE LAS TUBERÍAS EXISTENTES El material de lleno presente en la zanja de las tuberías existentes se exploró con la ejecución de nichos exploratorios, que para la zona de estudio corresponde a once nichos. En la Tabla 6 se presenta la descripción geológica de los materiales encontrados, los cuales pueden ser de especial utilidad para la ejecución de las Agosto

27 DISEÑO CONCEPTUAL Y DETALLADO PARA LA REPOSICIÓN Y OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO DEL SECTOR DENOMINADO CENTRO PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL CIRCUITO ORFELINATO tecnologías CIPP y Pipe Bursting para la sustitución y rehabilitación de las tuberías de las redes proyectadas: Tabla 6. Descripción de nichos exploratorios Nicho Ubicación Profundidad (m) Descripción Carrera 54 (Cúcuta) X Calle 58 0,00 1,00 Carrera 54 entre Calle 54 y calle 53 (Av. de Greiff) 0,00 0,95 Calle 53 (Av. de Greiff) X Carrera 54 0,00 1,36 Carrera 50 (Palacé) entre Calle 55 (Perú) Y Calle 54 (Caracas) 0,00 1,10 Carrera 50 (Palacé) X Calle 53 0,00 0,80 Carrera 55 X Calle 50 0,00 1,05 14B 14C Av. Primero de Mayo entre Carrera 49 (Junín) y Carrera 50 (Palacé) 0,00 0,25 0,00 2, Calle 53(Maracaibo) entre Carrera 43 (Girardot) y Carrera 45 (El Palo) 0,00 0,90 Carrera 50 (Palacé) X Carrera. 51 0,00 0,95 Carrera 56 X Calle 54 Total Nichos Exploratorios (m) 0,00 1,00 1,00 3,00 Lleno Antrópico: Arena limosa, color café oscuro a negro; fragmentos de escombros y ladrillos, abundantes gravas que alcanzan hasta 4cm de diámetro, de forma angular y subangular, derivados de roca metamórfica. Compacidad baja, humedad media y plasticidad baja. Lleno Antrópico: Arcilla limosa café oscura y amarilla, con contenido de materia orgánica limosa de color café oscuro, contiene gravas de formas subangulares. Consistencia baja, humedad media a alta, plasticidad media. Lleno Antrópico: Gravas y arenas micáceas en color café y rojizo. Compacidad baja, humedad media a baja. Lleno Antrópico: Limo arenoso con arcilla de color gris verdoso y manchas blancas y anaranjadas, fracciones menores de gravas de formas subredondeadas. Consistencia baja, humedad media. Lleno Antrópico: Arena limosa de color gris y verde con manchas blancas, gravas de formas subangulares a subredondeadas. Compacidad baja, humedad media a alta, fracción fina es plástica. Lleno Antrópico: Material mezclado entre gravas, arenas micáceas en color café y rojizo. Compacidad baja, humedad media. Lleno Antrópico: Arena cuarzosa de grano grueso, coloraciones verdes, grises con manchas blancas. Compacidad baja, humedad media. Lleno Antrópico: Limo y arena de color café y rojizo con manchas amarillas, naranjas, presencia de gravas y fragmentos de ladrillos. Consistencia baja, humedad media Lleno Antrópico: Arena limosa, micácea, de color café con abundantes gravas de formas subangulares a subredondeadas, contiene además escombros y materiales de construcción como ladrillos. Compacidad baja, humedad media a alta. Lleno Antrópico: Limo con materia orgánica de color café oscuro, fragmentos de escombros y ladrillos, arena micácea y arcilla en menor proporción. Consistencia blanda, material suelto Depósito Aluvial Grueso: Arenas cuarzosas gruesas y gravas de formas redondeadas, color café oscuro y gris oscuro con manchas, compacidad baja a muy baja, humedad media y sin plasticidad. Matriz areno gravosa y abundantes gravas y guijarros que alcanzan hasta 10cm de diámetro, de forma subangular y subredondeado, algunos planares y alongados. Depósito Aluvial Fino: Limo, color café con partículas grisáceas y anaranjadas, con manchas de oxidación, fracciones menores de gravas de forma planar y subangular. Consistencia firme a blando, humedad media y plasticidad media a baja. 11 Nichos Exploratorios (13,9 metros) Agosto

28 DISEÑO CONCEPTUAL Y DETALLADO PARA LA REPOSICIÓN Y OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO DEL SECTOR DENOMINADO CENTRO PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL CIRCUITO ORFELINATO Adicionalmente se hicieron ensayos de laboratorio sobre las muestras más representativas tomadas en los nichos realizados en la totalidad del área del Circuito Orfelinato, éstos y los resultados obtenidos se presentan en la Tabla 7. Agosto

29 DISEÑO CONCEPTUAL Y DETALLADO PARA LA REPOSICIÓN Y OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO DEL SECTOR DENOMINADO CENTRO PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL CIRCUITO ORFELINATO Tabla 7. Descripción geológica y resultados de laboratorio nichos exploratorios SONDEO MUESTRA NÚMERO PROFUNDIDAD ( m ) HUMEDAD NATURAL ( % ) LL ( % ) LP ( % ) IP ( % ) RETENIDO # 4 (CASCAJO) ( % ) DE #4 A #200 (ARENA) ( % ) PASA # 200 (FINOS) ( % ) CLASIFICACIÓN AASHTO GRUPO USCS Material Nicho 1 1 0,00-1,00 10, ,4 44,2 23,4 A-2-4 (0) SC Nicho 6 1 0,00-0,95 21, ,5 46,8 38,7 A-6 (1) SC Nicho ,00-1,10 23, ,6 51,2 38,1 A-4 (0) SM Nicho ,00-0,80 14, ,0 47,8 30,2 A-2-4 (0) SC Nicho ,00-1,05 12, ,6 45,8 21,6 A-2-4 (0) SC-SM Lleno Antrópico: Arena arcillosa, color café oscuro a negro; fragmentos de escombros y ladrillos, abundantes gravas que alcanzan hasta 4cm de diámetro, de forma angular y subangular, derivados de roca metamórfica. Compacidad suelta, humedad media y plasticidad baja Lleno Antrópico: Arcilla limosa café oscura y amarilla, con contenido de materia orgánica limosa de color café oscuro, contiene gravas de formas subangulares. Consistencia suelta, humedad media a alta, plasticidad media Lleno Antrópico: Limo arenoso con arcilla de color gris verdoso y manchas blancas y anaranjadas, fracciones menores de gravas de formas subredondeadas. Consistencia suelta, humedad media Lleno Antrópico: Arena arcillosa de color gris y verde con manchas blancas, gravas de formas subangulares a subredondeadas. Compacidad suelta, humedad media a alta, fracción fina es plástica Lleno Antrópico: Material mezclado entre gravas, arenas micáceas en color café y rojizo. Compacidad suelta, humedad media Nicho ,90-1,05 10, ,9 36,7 20,4 A-2-4 (0) GC Nicho 14 C 1 0,00-2,50 16, ,3 40,8 25,8 A-2-6 (0) SC Nicho ,00-1,50 13, ,0 40,1 28,9 A-2-6 (0) SC Lleno Antrópico: Limo arcilloso de color verde y gris con gravas de formas subredondeadas y fragmentos rocosos mayores, se presenta mucha oxidación. Consistencia suelta, plasticidad media Lleno Antrópico: Arcilla y arena de color café y rojizo con manchas amarillas, naranjas, presencia de gravas y fragmentos de ladrillos. Consistencia suelta, humedad media Depósito Aluvial: Arena de color gris verdoso con pequeñas gravas de formas redondeadas, material de aspecto homogéneo. Compacidad suelta, humedad media Agosto

30 DISEÑO CONCEPTUAL Y DETALLADO PARA LA REPOSICIÓN Y OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO DEL SECTOR DENOMINADO CENTRO PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL CIRCUITO ORFELINATO SONDEO MUESTRA NÚMERO PROFUNDIDAD ( m ) HUMEDAD NATURAL ( % ) LL ( % ) LP ( % ) IP ( % ) RETENIDO # 4 (CASCAJO) ( % ) DE #4 A #200 (ARENA) ( % ) PASA # 200 (FINOS) ( % ) CLASIFICACIÓN AASHTO GRUPO USCS Material Nicho ,00-0,90 10, ,3 35,6 16,1 A-2-6 (0) GC Nicho ,00-0,90 26, ,8 30,8 54,4 A-6- (5) ML Nicho ,00-1,20 23, ,8 35,6 55,6 A-7-6 (8) CL Nicho ,00-1,00 5,24 NP NP NP 59,9 37,6 2,5 A-1-a (20) GW Nicho ,00-3, ,1 18,4 78,5 A-7-5 (20) MH Nicho 35B 1 1,00-1,80 30, ,6 20,7 73,7 A-7-5 (20) MH Nicho ,00-1,00 31, ,0 20,4 79,6 A-7-6 (20) CH Lleno Antrópico: Arena arcillosa, micácea, de color café con abundantes gravas de formas subangulares a subredondeadas, contiene además escombros y materiales de construcción como ladrillos. Compacidad suelta, humedad media a alta. Lleno Antrópico: Limo arcilloso de color café oscuro y rojizo, fracciones de arena micácea de color café y gravas de formas subredondeadas, contiene material de construcción, escombros. Compacidad suelta, humedad media a alta Lleno Antrópico: Limo arcilloso de color café oscuro, gravas y fragmentos de escombros y ladrillos. Consistencia suelta, humedad media Depósito Aluvial Grueso: Arenas cuarzosas gruesas y gravas de formas redondeadas, color café oscuro y gris oscuro con manchas, compacidad suelto a muy suelto, humedad media y sin plasticidad. Matriz areno gravosa y abundantes gravas y guijarros que alcanzan hasta 10cm de diámetro, de forma subangular y subredondeado, algunos planares y alongados. Depósito Aluvial Fino: Limo, color café con partículas grisáceas y anaranjadas, con manchas de oxidación, fracciones menores de gravas de forma planar y subangular. Consistencia firme a blando, humedad media y plasticidad media a baja. Lleno Antrópico: Limo color café con partículas anaranjadas y amarillentas, consistencia firme a blanda, humedad media y plasticidad baja. Material de lleno, escombros y ocasionalmente gravas derivadas de roca metamórfica completamente meteorizada. Lleno Antrópico: Limoarcilloso de color café oscuro a negro, aspecto grumoso. Consistencia firme, material duro, humedad media Agosto

31 DISEÑO CONCEPTUAL Y DETALLADO PARA LA REPOSICIÓN Y OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO DEL SECTOR DENOMINADO CENTRO PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL CIRCUITO ORFELINATO A partir de los resultados de ensayos de muestras de nichos se puede observar que el material de lleno de las zanjas de las tuberías existentes corresponden en general a materiales arenosos con presencia de finos que van desde el 16% hasta el 80%, por lo que se puede considerar un material relativamente homogéneo (Véase Figura 5 y Figura 6), fácil de excavar en el cual no se prevén problemas para la instalación y/o rehabilitación de las tuberías existentes.. Figura 5. Clasificación USCS vs Frecuencia Nichos Exploratorios Agosto

32 DISEÑO CONCEPTUAL Y DETALLADO PARA LA REPOSICIÓN Y OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO DEL SECTOR DENOMINADO CENTRO PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL CIRCUITO ORFELINATO Figura 6. Carta de Plasticidad Nichos Exploratorios PARÁMETROS GEOTÉCNICOS A continuación se presentan parámetros geotécnicos obtenidos de las exploraciones. Clasificación USCS En la Figura 7 se muestra la distribución de la clasificación de suelos USCS para los diferentes sectores. Se presenta en el Sector 1 un predominio de arenas limosas (SM), arenas arcillosas (SC), arena limosa y pobremente gradada (SM-SP) y arcilla de baja y alta compresibilidad. En el Sector 2 predominan las arenas limosas (SM), las arcillas de alta compresibilidad (CH), los limos de alta plasticidad (MH) y las arenas limosas pobremente gradadas (SM-SP). En el Sector 3 predominan las arcillas de alta compresibilidad (CH), los limos de alta plasticidad (MH) y las gravas arcillosas (GC) y limosas (GM). Es importante anotar que la frecuencia de materiales grueso granulares ensayados es menor debido principalmente a la dificultad de muestrearlos en condiciones inalteradas, pero su presencia es evidente durante la ejecución de los sondeos y al analizar los resultados de las perforaciones y de los ensayos de penetración estándar. Agosto

33 DISEÑO CONCEPTUAL Y DETALLADO PARA LA REPOSICIÓN Y OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO DEL SECTOR DENOMINADO CENTRO PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL CIRCUITO ORFELINATO Figura 7. Clasificación USCS vs Frecuencia Humedad natural En la Figura 8 se muestra la variación de la humedad con la profundidad de las diferentes muestras analizadas. Se puede observar que para la zona de estudio en general el porcentaje de humedad se concentra entre el 10% y el 50%. Las humedades más altas están asociadas a los depósitos de limos con presencia de materia orgánica. Figura 8. Variación de la humedad con la profundidad Plasticidad y consistencia de los materiales Agosto

34 DISEÑO CONCEPTUAL Y DETALLADO PARA LA REPOSICIÓN Y OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO DEL SECTOR DENOMINADO CENTRO PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL CIRCUITO ORFELINATO En la Figura 9 se presenta la distribución los materiales ensayados en la carta de plasticidad para los diferentes sectores geológicos anteriormente definidos. Se puede observar que en cada sector se encontró toda clase de materiales finos. Figura 9. Carta de Plasticidad Densidad húmeda En la Figura 10 se presenta la variación de la densidad húmeda con la profundidad. Agosto

35 DISEÑO CONCEPTUAL Y DETALLADO PARA LA REPOSICIÓN Y OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO DEL SECTOR DENOMINADO CENTRO PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL CIRCUITO ORFELINATO Figura 10. Variación Densidad Húmeda con la Profundidad Resistencia a la Penetración Estándar En la Figura 11 se presenta la resistencia a la penetración estándar medida en las diferentes perforaciones. Como era de esperarse, ésta se incrementa con la profundidad, aunque se presentan estratos intermedios blandos donde el número de golpes disminuye lo cual ocurre en depósitos aluviales. En algunas exploraciones se obtuvo rechazo a partir de los 2,00 m de profundidad. En muchos casos el rechazo se debe a la presencia de bolos de roca en los depósitos aluviales. En la gráfica, los suelos ensayados corresponden en general a suelos finos como limos, arcillas y arenas finas, que es donde normalmente se puede realizar el ensayo de penetración estándar. Gran cantidad de datos se encuentran entre los 10 y 40 golpes por pie, valores asociados a estos materiales. Los valores detallados de resistencia a la penetración estándar SPT se presentan al final del documento. Figura 11. Variación de la Penetración Estándar con la Profundidad PARÁMETROS DE RESISTENCIA Agosto

36 DISEÑO CONCEPTUAL Y DETALLADO PARA LA REPOSICIÓN Y OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO DEL SECTOR DENOMINADO CENTRO PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL CIRCUITO ORFELINATO A continuación se presentan los parámetros de resistencia obtenidos por ensayos de laboratorios para los Sectores 1, 2 y 3. Exploración Tabla 8. Parámetros de Resistencia de Laboratorio Sector 1 Material Profundidad Media Muestra (m) C (kpa) φ ( ) Resist. Comp. Simple, qu (kn/m²) 316 TD-1 Arcilla 0, TD-5 0,75 60 Arcilla Orgánica 298 TD-6 0, S-1 3,42 82 Arena Cascajosa 9 S-1 7, S-1 9,43 53 Cascajo y Arena 9 S-1 11, AP-15 Gravas 1, SAN-3 Gravas y Bolos de 13,00 89 SAN-3 Serpentinita 14,50 46 AP-6 1, Limo AP-6 2, AP-15 2, Limo arenoso SPT # 16B 6, Exploración Tabla 9. Parámetros de Resistencia de Laboratorio - Sector 2 Material Profundidad Media Muestra (m) C (kpa) φ ( ) Resist. Comp. Simple, qu (kn/m²) SPT # 7 2, AP-2 2, P1 PV 3,30 93 Arcilla 6 TD-1 4, TD-1 4,23 64 P1 PV 4, TD-1 1, TD-1 Arcilla Areno Limosa 2, TD-1 Arcilla Arenosa 1, TD-1 0, P2 PV 1, SAS-34 2, TD-1 2,75 87 SAN-47 4, Arcilla Limosa P2 PV 4, TD TD-1 5, TD TD-1 6,22 40 Agosto

37 DISEÑO CONCEPTUAL Y DETALLADO PARA LA REPOSICIÓN Y OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO DEL SECTOR DENOMINADO CENTRO PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL CIRCUITO ORFELINATO Exploración Material Profundidad Media Muestra (m) C (kpa) φ ( ) Resist. Comp. Simple, qu (kn/m²) SAN-47 6, TD TD-1 7,30 24 SAS-2-4 2, SAN-4 Gravas y Bolos 13,00 90 SAN-47 15,53 31 SPT # 7 Limo 3, TD-1 Limo Arcillo Arenoso 1, TD TD-1 1, A-1 PV 2, TD-1 Limo Arcilloso 2, TD-1 3,58 54 SAS-2-4 4, SAS-2-4 4, TD-1 1, TD-1 2, TD-1 Limo Arenoso 2, TD-1 3, TD-1 3,23 55 Exploración Tabla 10. Parámetros de Resistencia de Laboratorio Sector 3 Material Profundidad Media Muestra (m) c (kpa) φ ( ) qu-cs (kn/m²) AP-10 2, SPT # 1 Arcilla 3, SPT # 1 8, TD-1 1, TD-1 Arcilla Limosa 2, TD-1 4,42 82 AP-14 Arena 1, SPT # 10 Arena, limo y arcilla 1, SPT # 10 Gravas 4, Agosto

38 DISEÑO CONCEPTUAL Y DETALLADO PARA LA REPOSICIÓN Y OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO DEL SECTOR DENOMINADO CENTRO PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL CIRCUITO ORFELINATO Exploración Material Profundidad Media Muestra (m) c (kpa) φ ( ) qu-cs (kn/m²) SPT # 10 6, AP-8 1, AP-10 3, Limo SPT # 24 3, SPT # 24 5, Sin Información En la Tabla 11 se muestran los parámetros geotécnicos recomendados para los materiales encontrados. Sin embargo, debido a que el perfil estratigráfico es muy heterogéneo (Véase P-2213-G-009), tanto a lo largo como ancho de la zona de estudio y a la imposibilidad de contar con exploración detallada, los parámetros geotécnicos mostrados deben considerarse como indicativos, por lo que se definieron en base a las exploraciones realizadas y disponibles, a datos bibliográficos, a la experiencia que se tiene en estos tipos de materiales y a las características mencionadas en el numeral anterior. Agosto

39 DISEÑO CONCEPTUAL Y DETALLADO PARA LA REPOSICIÓN Y OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO DEL SECTOR DENOMINADO CENTRO PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL CIRCUITO ORFELINATO Tabla 11. Parámetros Geotécnicos Recomendados Agosto

40 DISEÑO CONCEPTUAL Y DETALLADO PARA LA REPOSICIÓN Y OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO DEL SECTOR DENOMINADO CENTRO PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL CIRCUITO ORFELINATO 6. PARÁMETROS PARA ANÁLISIS DINÁMICO PERFIL DE SUELO Según el perfil estratigráfico descrito, el perfil sísmico recomendado para la zona de estudio clasifica como PERFIL TIPO D. ZONAS HOMOGÉNEAS Según la división por zonas homogéneas realizada en la Microzonificación Sísmica de Medellín (Véase Figura 12), el sector en estudio abarca las zonas 6, 7, 8 y 12. Descritas por el estudio de microzonificación así: Zona Homogénea 6. Depósitos aluviales gruesos Los terrenos de esta zona están constituidos por depósitos aluviales gruesos asociados al curso y evolución normal del río Medellín. El espesor de estos depósitos es muy variable, desde 10 m hasta más de 200 m, lo cual evidencia una topografía muy irregular del lecho rocoso en la zona de planicie del valle. Zona Homogénea 7: Depósitos aluviales finos (sector oriental) Desde el punto de vista geológico esta zona se caracteriza por depósitos meteorizados finos de poco espesor que suprayacen depósitos aluviales blandos, sobre un relieve muy plano. Subyacente a estos sedimentos finos se encuentra el horizonte de suelos aluviales grueso granulares. Los espectros propuestos para esta zona coinciden con los definidos para la zona homogénea 5, debido a que los perfiles estratigráficos típicos de estos sectores muestran patrones de comportamiento muy similares. Zona Homogénea 8: Suelos residuales de dunita parte baja En esta zona predominan los suelos residuales de dunita y los depósitos de ladera tipo flujos maduros. También se encuentran depósitos aluviales conformando fajas de terreno discontinuas y relativamente estrechas. La morfología de los terrenos refleja su constitución litológica, ya que se desarrollan vertientes desde moderadas hasta empinadas, así como relieves moderados hasta suaves y casi planos. Las áreas de influencia de los diferentes perfiles estratigráficos identificados en la zona fueron un parámetro clave en la definición de sus recomendaciones de diseño. Zona Homogénea 12: Transición anfibolita - gabro Los terrenos de la zona están constituidos en su mayoría por suelos residuales de gabro del Stock de San Diego y en menor proporción por anfibolitas y depósitos de vertiente del tipo coluvión. Morfológicamente los terrenos de la zona presentan pendientes de moderadas a suaves, con lomos y colinas de tope redondeado. Agosto

41 DISEÑO CONCEPTUAL Y DETALLADO PARA LA REPOSICIÓN Y OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO DEL SECTOR DENOMINADO CENTRO PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL CIRCUITO ORFELINATO ZONA CENTRO PARRILLA Figura 12. Zonas Según Microzonificación Sísmica de Medellín INTERVENCIÓN DE TUBERÍAS Para la rehabilitación y/o cambio de las redes de alcantarillado en la zona de estudio se tiene proyectado utilizar las tecnologías que se muestran en la Tabla 12, donde se puede apreciar que las más usadas posiblemente serán con zanja y CIPP. Tabla 12. Tecnologías a Utilizar Porcentaje Estimado Tecnología Proyecto 6 Proyecto 9 Zanja Pipe Bursting (PB) 4 Cured in Place Pipe (CIPP) De estas tecnologías, algunas serán para rehabilitación de tuberías y otras para cambio de las existentes. A continuación, se dan recomendaciones para cada tipo de tecnología, según su finalidad. TECNOLOGÍAS PARA LA REHABILITACIÓN DE TUBERÍAS Para la tecnología que se utilizará en la rehabilitación de tuberías (Cured in Place Pipe), se considera que el tipo de suelo existente en el sitio no es una limitante Agosto

42 DISEÑO CONCEPTUAL Y DETALLADO PARA LA REPOSICIÓN Y OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO DEL SECTOR DENOMINADO CENTRO PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL CIRCUITO ORFELINATO porque en éstas la intervención se hará desde el interior mismo del tubo y el suelo del entorno poco afecta este proceso. Excepto cuando se tienen suelos muy permeables y un nivel freático alto (tubo sumergido), debido a que el agua y las presiones hidrostáticas afectan el curado y el espesor de la tubería. Al respecto se anota que esto no sería una dificultad mayor por cuanto los niveles freáticos se encuentran relativamente profundos respecto a la tubería, por lo que puede considerarse que la instalación se hará en condiciones secas y de presión hidrostática nula. Una eventualidad se daría en los sitios donde se presenten tuberías de acueducto con fugas, pero esta sería una condición puntual que no se identificó durante el proceso de exploración y podrá presentarse construcción. TECNOLOGÍAS PARA LA REPOSICIÓN DE TUBERÍAS Zanja La excavación con zanja es una de las dos tecnologías de mayor aplicación en la zona de estudio. Este tipo de excavación se realizará principalmente (como se había mencionado anteriormente) sobre llenos antrópicos, los cuales se consideran de fácil excavación. Para este tipo de tecnología se hacen las siguientes recomendaciones: Por ser un método de excavación a cielo abierto y a poca profundidad, los imprevistos pueden ser fácilmente diagnosticados y manejados durante construcción. Por lo que en caso de ser necesario y en general para profundidades mayores a 1,5 m se deberá utilizar entibado de madera (tablas, tacos y puntales). El avance de la zanja debe ser por lo menos 1,5 veces la longitud del tramo de tubería. Tener en cuenta las especificaciones de los productores con relación a la deflexión máxima que permite la tubería. Es necesario que la excavación y la cimentación de la tubería se realicen según las especificaciones de las Empresas Públicas de Medellín (EPM). Dentro de las cuales se destacan las siguientes: o Especificación 200, Excavaciones y Llenos o Especificación 201Excavaciones o Especificación 202 Entibados en madera o Especificación 204 Llenos compactados. Agosto

43 DISEÑO CONCEPTUAL Y DETALLADO PARA LA REPOSICIÓN Y OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO DEL SECTOR DENOMINADO CENTRO PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL CIRCUITO ORFELINATO o Especificación 700: Instalación de tuberías. o Especificación 800: Instalación de tuberías. Para la instalación de la tubería: - El material de relleno inicial cumplirá con la especificación NEGC 204 o ASTM tipo II, III o IV compactado al 90%. - El material de relleno final tanto para andén, zona verde o pavimento, será material seleccionado proveniente de la excavación o en su defecto material de préstamo. - El material de la cimentación cumplirá con la especificación ASTM tipo I o material granular Ø1/4 a Ø11/2. Cálculo de Presiones Laterales del Suelo Para garantizar la estabilidad de las paredes de las excavaciones mayores a 1,50 m se debe calcular la presión lateral del suelo. La presión lateral del suelo se calcula haciendo uso de la distribución de presiones de Terzaghi y Peck (1967) como se muestra en la Figura 13; y para el cálculo del coeficiente de presión activa (K a) se utiliza la teoría de Rankine. Figura 13. Distribución de presiones sobre entibados. Agosto

44 DISEÑO CONCEPTUAL Y DETALLADO PARA LA REPOSICIÓN Y OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO DEL SECTOR DENOMINADO CENTRO PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL CIRCUITO ORFELINATO Donde: Ø = Ángulo de fricción = Peso específico del suelo H = Altura de la excavación K a = Coeficiente de presión activa R = Resultante por metro lineal de longitud P m = Presión máxima lateral Presión máxima = 0,65KaɣH En la Tabla 13 se estimaron presiones laterales para diferentes alturas típicas. Tabla 13. Estimación de presiones para el cálculo de entibados Ƴ (KN/m 3 ) φ ka H (m) Pm (KN/m 2 ) R (KN/m) ,49 1, ,49 2, ,49 3, ,49 4, ,49 5, Pipe Bursting (PB) Esta tecnología junto con la excavación con zanja son las de mayor aplicación en la zona de estudio. Respecto a esta tecnología se considera que los suelos existentes por donde cruza la tubería (que corresponden a llenos antrópicos heterogéneos, tipo escombros) no serían un inconveniente importante por cuanto las tuberías se encuentran embebidas en el lleno estructural de la zanja fácil de excavar. Por esta razón, se considera que la aplicación de esta metodología no ofrecerá inconvenientes importantes. Agosto

45 DISEÑO CONCEPTUAL Y DETALLADO PARA LA REPOSICIÓN Y OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO DEL SECTOR DENOMINADO CENTRO PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL CIRCUITO ORFELINATO 7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Los llenos antrópicos pueden clasificarse como de pobres condiciones geotécnicas, de alta permeabilidad y eventuales materiales difíciles de excavar. No obstante, sus parámetros tienden a incrementarse con la profundidad debido al mayor confinamiento de los mismos. También, para el caso del lleno antrópico en la zona de la cobertura de la Quebrada Santa Elena, este lleno corresponde a un lleno estructural, el cual seguramente estaría construido con arenilla y/o material seleccionado de buenas características, sin presencia de bolas de roca, por lo que corresponde a un material fácil de excavar. Los depósitos aluviales finos presentan bajas permeabilidades y en general capacidades de soporte medias a altas que se incrementan con la profundidad. El depósito aluvial con materia orgánica corresponde a materiales de pobres condiciones geotécnicas, con bajas permeabilidades y con un grado de excavabilidad media a baja. El depósito aluvial grueso puede ofrecer una dificultad importante para realizar excavaciones. Estos materiales presentan altas permeabilidades y son más duros y compactos. La intervención de tuberías con zanja por ser un método de excavación a cielo abierto, los imprevistos pueden ser fácilmente diagnosticados y manejados durante construcción. Respecto a la tecnología de Pipe Bursting (PB) se considera que los suelos existentes por donde cruza la tubería no serían un inconveniente importante por cuanto éstas se encuentran embebidas en un lleno estructural de la zanja, el cual es fácil de excavar. Por esta razón, se considera que la aplicación de esta metodología no ofrecerá inconvenientes importantes. Para la tecnología de rehabilitación CIPP se considera que el principal limitante sería la presencia de nivel freático, pero esto es poco probable dado que éste se encuentra a profundidades mayores. Agosto

46 DISEÑO CONCEPTUAL Y DETALLADO PARA LA REPOSICIÓN Y OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO DEL SECTOR DENOMINADO CENTRO PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL CIRCUITO ORFELINATO Agosto

47 DISEÑO CONCEPTUAL Y DETALLADO PARA LA REPOSICIÓN Y OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO DEL SECTOR DENOMINADO CENTRO PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL CIRCUITO ORFELINATO 8. LIMITACIONES Las recomendaciones ofrecidas en el presente estudio están basadas en los resultados de las investigaciones de campo y de laboratorio y en los análisis de ingeniería anteriormente descritos. Si durante la construcción del proyecto llegaran a presentarse condiciones diferentes a las enunciadas y asumidas como típicas, o surgiese alguna dificultad imprevista, esta situación deberá informársenos oportunamente para evaluar el asunto y hacer los ajustes pertinentes. Se pone de manifiesto que la ingeniería, incluyendo la ingeniería geotécnica y geológica, es una profesión que puede garantizar medios, más no resultados. Esto significa que el deber del ingeniero es aplicar la buena práctica profesional, haciendo el mejor esfuerzo razonable en términos de recursos y de la aplicación del conocimiento para proponer soluciones a los problemas ingenieriles que enfrenta. En todo caso la naturaleza es aleatoria en cuanto a la intensidad y frecuencia en la ocurrencia de los fenómenos, por lo que el ingeniero puede estimar más no predecir la ocurrencia de los eventos naturales que pueden afectar una obra de ingeniería. En consecuencia, a pesar de que en este estudio se aplicó la buena práctica profesional se recomienda adquirir una póliza de seguros de bienes, para proteger la inversión que se realice en este proyecto. Agosto

48 DISEÑO CONCEPTUAL Y DETALLADO PARA LA REPOSICIÓN Y OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO DEL SECTOR DENOMINADO CENTRO PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL CIRCUITO ORFELINATO DESCRIPCIÓN DE SONDEOS Y REGISTRO GEOLÓGICO DE LAS PERFORACIONES INFORME DISEÑO DETALLADO PROYECTO 9 I-2213-ALC-F02-DD09-AN-R00 Agosto

49 DISEÑO CONCEPTUAL Y DETALLADO PARA LA REPOSICIÓN Y OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO DEL SECTOR DENOMINADO CENTRO PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL CIRCUITO ORFELINATO INFORME DISEÑO DETALLADO PROYECTO 9 I-2213-ALC-F02-DD09-AN-R00 Agosto

56 DISEÑO CONCEPTUAL Y DETALLADO PARA LA REPOSICIÓN Y OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO DEL SECTOR DENOMINADO CENTRO PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL CIRCUITO ORFELINATO RESULTADOS DE LOS ENSAYOS DE LABORATORIO INFORME DISEÑO DETALLADO PROYECTO 9 I-2213-ALC-F02-DD09-AN-R00 Agosto

88 DISEÑO CONCEPTUAL Y DETALLADO PARA LA REPOSICIÓN Y OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO DEL SECTOR DENOMINADO CENTRO PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL CIRCUITO ORFELINATO PARÁMETROS GEOTÉCNICOS. VALORES DETALLADOS DE RESISTENCIA A LA PENETRACIÓN ESTÁNDAR SPT INFORME DISEÑO DETALLADO PROYECTO 9 I-2213-ALC-F02-DD09-AN-R00 Agosto

92 DISEÑO CONCEPTUAL Y DETALLADO PARA LA REPOSICIÓN Y OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO DEL SECTOR DENOMINADO CENTRO PARRILLA Y DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL CIRCUITO ORFELINATO INFORME DISEÑO DETALLADO- PROYECTO 9 I-2213-ALC-F02-DD09-R01 Agosto de