ESCUELA COLOMBIANA DE INGENIERÍA
IV ENCUENTRO DE INGENIEROS DE SUELOS Y ESTRUCTURAS
FORO INTERNACIONAL SOBRE MICROZONIFICACIÓN SISMICA
EL PUENTE BARRANCABERMEJA – YONDÓ SOBRE EL RÍO MAGDALENA
Darío Farías y Julio Moya
BOGOTÁ D. C. Mayo 3, 4 Y 5 de 2006
BOLÍVAR
COLOMBIARÍO MAGDALENA
FERROCARRIL
ANTIOQUIA
ANTIOQUIA
RÍ O
MA
GD
AL
EN
A
RÍO
CA
UC
A
SANTANDER
YONDÓ
BUCARAMANGA
PUENTE BARRANCA - YONDÓ
SANTANDER
A YO
NDÓ
RÍOMAGDALENA
YONDÓ
A BARRANCA
LOCALIZACIÓN GEOGRÁFICA
Figura 1
Figura 2
DINAMICA FLUVIAL
12 PILOTES Ø2.00 mL= 35.00 m
12 PILOTESØ2.00 m
L= 35.00 mN+74.20 AGUAS MAXIMAS
N+68.55 AGUAS MÍNIMAS
ALTERNATIVA 1. PUENTE ATIRANTADO
200.00
L= 151.05 m. GÁLIBO ≥15.50 m
PUENTE PRINCIPAL L= 399.20 m
93.00091.2486.559
71.000
99.60
8 7
91.24 86.559
71.000
99.60
6 5
8 PILOTES Ø2.00 m
L= 35.00 m
8 PILOTES Ø2.00 mL= 35.00 m
N+74.20 AGUAS MAXIMAS
N+68.55 AGUAS MÍNIMAS
ALTERNATIVA 2. PUENTE METÁLICO
200.00
L= 127.53 m. GÁLIBO ≥15.50 m
PUENTE PRINCIPAL L= 399.20 m
87.696
71.000
99.60
8
94.170
7
97.10087.696
71.000
99.60
94.170
6 5
Figura 3
EJE LONG. PUENTE
EJE LONG. PUENTE
SECCIÓN TRANSVERSAL COLUMNA
SECCIÓN TRANSVERSAL TABLERO
2.50
67.50
27.00
23.127
2.50
2.502.50
4.00
.28
12.70
4.10
6.35
2.00 4.10 .50
.28
6.35
2.00
ALTERNATIVA 1. PUENTE ATIRANTADO
Figura 4
VAR.
.24
.18
1.00
6.00
9.00
.30
1.00
SECCIÓN TRANSVERSAL
ALTERNATIVA 2. PUENTE METÁLICO
Figura 5
(3x5) PILOTESØ2.00 m
L= 35.00 mN+74.20 AGUAS MAXIMAS
N+68.55 AGUAS MÍNIMAS
(3x5) PILOTESØ2.00 mL= 35.00 m
ALTERNATIVA 3. PUENTE EN CONCRETO
PUENTE PRINCIPAL L= 399.20 m
L= 137.74 m. GÁLIBO ≥15.50 m
200.00
87.696
71.000
99.60
8 7
94.170 97.10087.696
71.000
56
99.60
94.170
�Peso de superestructura mayor
�Mayor número de pilotes
�Mayores requerimientos sísmicos
�Disposición en pórtico continuo que elimina conexiones con infraestructura y favorece el
comportamiento sísmico
�Menores requerimientos de mantenimiento
�Mejor comportamiento ante vibraciones y deflexiones por
carga viva
�Participación total de ingeniería nacional y mano de obra nacional
Figura 6
RÍO
MA
GD
AL
EN
A
AP
. 1AP
. 2
AP
. 3
AP
. 4
AP
. 5
AP
. 6
AP
. 7
AP
. 8
AP
. 9
AP
. 10
AP
. 11
AP
. 12
40.4540.0039.50 40.00 99.60
CURVA VERTICAL PARÁBOLICA
DE 90.00 m
CURVA VERTICAL PARÁBOLICA
DE 90.00 mTRAMO HORIZONTAL
DE 20.00 m 99.60
A BARRANCA
A YONDÓ
CURVA CIRCULARr = 420.00 mL = 281.99 m
CURVA ESPIRAL
39.5040.00
40.0040.45
AP
. 17
AP
. 16
AP
. 15
AP
. 13
AP
. 14
40.00 40.0040.00 40.0040.00
77.100 80.240 83.400 86.560 95.25289.720 94.17085.067 79.867
N+68.55 AGUAS MÍNIMAS
N+74.20 AGUAS MÁXIMAS
97.100
87.696 82.467 77.29991.31888.14084.98081.82078.660
VOLADIZO 1
PUENTE PRINCIPAL L= 399.20 m
VOLADIZO 4
AP
. 12
AP
. 11
AP
. 10
AP
. 9
AP
. 8
AP
. 7
AP
. 6
AP
. 5
AP
. 4
AP
. 3
AP
. 2
AP
. 1
AP
. 14
AP
. 15
AP
. 16
AP
. 13
AP
. 17
9 LUCES DE ~40.00 m 4 LUCES DE ~40.00 m
A BARRANCAA YONDÓ
VOLADIZO 2 VOLADIZO 3
LONGITUD TOTAL = 919.10 m
VIADUCTO DE ACCESO M.I. L= 359.95 m
VIADUCTO DE ACCESO M.D. L= 159.95 m
BAJA 6.5%BAJA 3.95%
Figura 7
Figura 8 (a)
GEOLOGÍA LOCAL
Figura 8 (b)
Figura 8 (c)
PERFIL GEOTÉCNICO
Figura 9
Figura 10
Figura 11
95.252 97.100 94.170 A BARRANCA
VOLADIZO 4VOLADIZO 1 VOLADIZO 3VOLADIZO 2
PUENTE PRINCIPAL L= 399.20 m
AP
. 6
AP
. 5
AP
. 8
AP
. 7
A YONDÓ
N+68.55 AGUAS MÍNIMAS
N+74.20 AGUAS MÁXIMAS
6 PILOTES Ø1.50 mL= 35.00 m15 PILOTES Ø2.00 m
L= 35.00 m15 PILOTES Ø2.00 m
L= 47.00 m
6 PILOTES Ø2.00 m
L= 40.00 m
BAJA 3.95 % BAJA 6.5%
99.6099.60
TRAMOHORIZONTAL
DE 20.00 m
CURVA VERTICAL PARÁBOLICA
DE 90.00 m
CURVA VERTICAL PARÁBOLICA
DE 90.00 m
SECCION LONGITUDINAL PUENTE PRINCIPAL
77.100 80.240 83.400 86.560 89.720
78.660 81.820 84.980 88.140 91.318
A YONDÓ
VIADUCTO DE ACCESO MARGEN IZQUIERDA L= 359.95 m
40.4540.0040.0040.0040.00 40.00 40.00 40.0039.50
AP
. 17
AP
. 16
AP
. 14
AP
. 13
AP
. 15
AP
. 11
AP
. 10
AP
. 12
AP
. 9
AP
. 8
4 PILOTES Ø1.50 m, L= 35.00 m3 PILOTES Ø1.50 m, L= 35.00 m
BAJA 3.95 %
VIADUCTO DE ACCESO MARGEN IZQUIERDA
Figura 12
3 PILOTES Ø1.20 m L= 35.20 m
4 PILOTES Ø1.20 m, L= 33.50 m
VIADUCTO DE ACCESO MARGEN DERECHA L= 159.95 m
40.00
85.06787.696
40.45
77.29982.467 79.867
39.5040.00
A BARRANCA
AP
. 3
AP
. 4
AP
. 5
AP
. 2
AP
. 1
BAJA 6.5%
VIADUCTO DE ACCESO MARGEN DERECHA
Figura 13
Figura 14
9.50
2.80
2.50 6.00 2.50
5.50
11.00
BAJA 2%
5.50
BAJA 2%
SECCION TRANSVERSAL PUENTE PRINCIPAL
Figura 14
10 DOVELAS DE 4.00 m
100.00
VOLADIZO 2 (VOLADIZO 3)
ZONA SOBRE CIMBRA
5.50
EJE APOYO 7 ó 6
9 DOVELAS DE 3.50 m7 DOVELAS DE 3.00 m
DOVELACENTRAL
2.00
C.L.
SECCIÓN LONGITUDINAL TABLERO VOLADIZOS 2 ó 3
Figura 15
68 CABLES 19 Ø5/8"LONGITUD MÍNIMA = 11.23 mLONGITUD MÁXIMA = 196.36 mTENSIÓN EN EL ANCLAJE = 395 t/cableTENSIÓN EFECTIVA 18700 t
2 CABLES 12 Ø5/8" EN PLACA INFERIORTENSIÓN EN EL ANCLAJE = 250 t/cableTENSIÓN EFECTIVA 350 t
2 CABLES 12 Ø5/8" EN PLACA SUPERIORTENSIÓN EN EL ANCLAJE = 250 t/cableTENSIÓN EFECTIVA 350 t
4 CABLES Ø12 5/8" LONGITUD MÍNIMA = 36.15 m
LONGITUD MÁXIMA = 44.15 mTENSIÓN EN EL ANCLAJE = 250 t/cable
TENSIÓN EFECTIVA 700 t
20 CABLES 12 Ø5/8"LONGITUD MÍNIMA = 28.15 m
LONGITUD MÁXIMA = 91.15 mTENSIÓN EN EL ANCLAJE = 250 t/cable
TENSIÓN EFECTIVA 3500 t
99.60 100.00
VOLADIZO 2 ó 3VOLADIZO 1 ó 4
EJE DOVELA EXTREMA
C.L.
EJE APOYO 7ó EJE APOYO 6
EJE APOYO 8ó EJE APOYO 5
ESQUEMA GENERAL DE TENSIONAMIENTO VOLADIZOS 1 A 4
Figura 16
2.40
5.50
11.00
5.50
.20
3.50 3.50 2.002.00
.70
2.40
.55
BAJA 2%BAJA 2%
SECCIÓN TRANSVERSAL VIADUCTOS
Figura 17
SECCIÓN TRANSVERSAL APOYO PUENTE PRINCIPAL
5.095
7.895
27.00
10.00
(5x3) PILOTES Ø2.00 mL= 47.00 m (APOYO 7)L= 35.00 m (APOYO 6)
2.50
JUNTAS DE CONSTRUCCIÓN
6.00
1.00
10
.60
2.50
JUNTA DECONSTRUCCIÓN
1.05 1.40
3.50
24.00 (APOYO 7)36.00 (APOYO 6)
71.000
10
10.0
08
74.500
6.002.50
.60
73.500
1.05
84.508
1.40
EJE LONG. PUENTE
94.170
ACCESO (EN APOYO 6)
10.0
08.
80EJE LONG. PUENTE
5.00
CORTE TRANSVERSALCOLUMNA
4.00.50
.80
.50
.60
.80
ACCESO (EN APOYO 7)
EJE APOYO 6 ó 7
.60
PILAS PRINCIPALES
Figura 18
SECCIÓN TRANSVERSAL APOYOS VIADUCTOS DE ACCESO
VA
R.
VAR.VAR. VAR.
4 PILOTES
.35 .35
71.0001.50
72.500
8.00
2.30
1.50
.35
2.50
1.50
.352.50
3.50
EJE LONG. PUENTE
EJE VIGAEJE VIGA.50
EJE VIGA
3.50 .50
VAR.
VAR.
VA
R.
VA
R.
.35
1.80
.35
EJE LONG.PUENTE
.35
EJE APOYOS11, 10 ó 9
4, 3 ó 2
CORTE TRANSVERSAL COLUMNA
PILAS VIADUCTOS DE ACCESO
Figura 19
Figura 20. Modelo de análisis puente principal
Figura 21. Modelo de análisis viaducto margen derecha
Figura 22. Modelo de análisis viaducto margen izquierda
Figura 23. Modelo de análisis estribo margen derecha (elementos SHELL)
Figura 24. Modelo de análisis estribo margen izquierda (elementos SHELL)
Figura 25. Modelo Tridimensional Zapata Apoyo 7 (elementos SOLID)
PERFIL GEOTÉCNICO
Figura 26
C D V ESTUDIO DE SUELOS Y CIMENTACIONESCONSORCIO DESARROLLO DE VIAS PUENTE BARRANCABERMEJA - YONDO
CLASIFICACION DE LOS SUELOS POR EL TAMAÑO DE PARTICULA (MARGEN DERECHA)
0
10
20
30
40
50
60
70
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Contenido de gravas (%)
Pro
fun
did
ad (
met
ros)
0
10
20
30
40
50
60
70
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Contenido de arenas (%)
Pro
fun
did
ad (
met
ros)
0
10
20
30
40
50
60
70
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Contenido de finos (%)
Pro
fun
did
ad (
met
ros)
Figura 27
VARIACION DE LOS LIMITES DE ATTERBERG CON LA PROFUNDIDAD( MARGEN DERECHA )
0
10
20
30
40
50
60
70
0 20 40 60 80 100 120 140
Pro
fun
did
ad (
met
ros)
Wn: Humedad natural (%)
LL: Límite líquido
LP: Límite plástico
Figura 28
Figura 29
Figura 30
VARIACION DEL PESO UNITARIO EN FUNCION DE LA PROFUNDIDAD( MARGENES DERECHA E IZQUIERDA)
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
1,00 1,20 1,40 1,60 1,80 2,00 2,20 2,40 2,60 2,80
Peso unitario, γγγγt (ton/m3)
Pro
fun
did
ad (
met
ros)
MARGEN DERECHA
MARGEN IZQUIERDA
Figura 31
VARIACION DE LA RESISTENCIA AL CORTE NO DRENADA CON LA PROFUNDIDAD( MARGENES DERECHA E IZQUIERDA)
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
0 10 20 30 40 50 60
Resistencia al corte no drenada, Cu (ton/m²)
Pro
fun
did
ad (
met
ros)
MARGEN DERECHA
MARGEN IZQUIERDA
Figura 32
VARIACION DE LOS MODULOS DE ELASTICIDAD EU0 y EU50 CON LA PROFUNDIDAD
( MARGEN DERECHA )
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
0 200 400 600 800 1000 1200
Módulos de elasticidad no drenados, Eu (ton/m²)
Pro
fun
did
ad (
met
ros)
MODULO EUO
MODULO EU50
VALORES CALCULADOS A PARTIR DE ENSAYOS DE COMPRESIÓN INCONFINADA
Figura 33
PERFORACION N°: P - 1
MUESTRA N°: M - 1
PROFUNDIDAD (m): 2.95 - 3.55 m
DESCRIPCION:
LIMO arcilloso gris verdoso
HUMEDAD NATURAL (%): 53,4
LIMITE LIQUIDO : 63
LIMITE PLASTICO: 32
INDICE DE LIQUIDEZ: 0,54
PESO UNITARIO (ton/m³): 1,73
REL. DE VACIOS eo: 1,35
PESO ESPECIFICO Gs: 2,66
ESF. EFECTIVO VERTICAL
INICIAL σ'o (ton/m²) 4,6
ESF. DE PRECONSOLID.
σ'p (ton/m²) 15,9
RELACION DE
SOBRECONSOLID. RSC: 3,43
INDICE DE
COMPRESION Cc: 0,595
INDICE DE
RECOMPRESION Cr: 0,111
INDICE DE
EXPANSION Ce: 0,111
RESISTENCIA AL
CORTE NO DRENADA
Cu (ton/m²) (penetrómetro): 1,9
ENSAYO DE CONSOLIDACION UNIDIMENSIONALCURVA DE COMPRESIBILIDAD
0,60
0,70
0,80
0,90
1,00
1,10
1,20
1,30
1,40
0,1 1,0 10,0 100,0 1000,0
Esfuerzo efectivo, σσσσv' (ton/m²)
Rel
ació
n d
e va
cío
s, e
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
Cv
(cm
²/d
ía)
Curva de compresibilidad
Cv (cm²/día)
Figura 34
PERFORACION N°: P - 2
MUESTRA N°: M - 2
PROFUNDIDAD (m): 7.85 - 8.30 m
DESCRIPCION:
ARCILLA gris, plástica
HUMEDAD NATURAL (%): 30,2
LIMITE LIQUIDO : 55
LIMITE PLASTICO: 28
INDICE DE LIQUIDEZ: 0,21
PESO UNITARIO (ton/m³): 1,94
REL. DE VACIOS eo: 0,77
PESO ESPECIFICO Gs: 2,64
ESF. EFECTIVO VERTICAL
INICIAL σ'o (ton/m²) 14,6
ESF. DE PRECONSOLID.
σ'p (ton/m²) 19,4
RELACION DE
SOBRECONSOLID. RSC: 1,32
INDICE DE
COMPRESION Cc: 0,300
INDICE DE
RECOMPRESION Cr: 0,063
INDICE DE
EXPANSION Ce: 0,063
RESISTENCIA AL
CORTE NO DRENADA
Cu (ton/m²) (penetrómetro): 9,4
ENSAYO DE CONSOLIDACION UNIDIMENSIONALCURVA DE COMPRESIBILIDAD
0,40
0,45
0,50
0,55
0,60
0,65
0,70
0,75
0,80
0,1 1,0 10,0 100,0 1000,0
Esfuerzo efectivo, σσσσv' (ton/m²)
Rel
ació
n d
e va
cío
s, e
0
20
40
60
80
100
120
140
Cv
(cm
²/d
ía)
Curva de compresibilidad
Cv (cm²/día)
Figura 35
PERFORACION N°: P - 4
MUESTRA N°: M - 1
PROFUNDIDAD (m): 22.70 - 23.20 m
DESCRIPCION:
ARCILLA limosa gris verdosa
HUMEDAD NATURAL (%): 43,6
LIMITE LIQUIDO : 67
LIMITE PLASTICO: 28
INDICE DE LIQUIDEZ: 0,43
PESO UNITARIO (ton/m³): 1,82
REL. DE VACIOS eo: 1,13
PESO ESPECIFICO Gs: 2,69
ESF. EFECTIVO VERTICAL
INICIAL σ'o (ton/m²) 5,8
ESF. DE PRECONSOLID.
σ'p (ton/m²) 12,9
RELACION DE
SOBRECONSOLID. RSC: 2,21
INDICE DE
COMPRESION Cc: 0,435
INDICE DE
RECOMPRESION Cr: 0,075
INDICE DE
EXPANSION Ce: 0,075
RESISTENCIA AL
CORTE NO DRENADA
Cu (ton/m²) (penetrómetro): 2,50
ENSAYO DE CONSOLIDACION UNIDIMENSIONALCURVA DE COMPRESIBILIDAD
0,50
0,60
0,70
0,80
0,90
1,00
1,10
1,20
0,1 1,0 10,0 100,0 1000,0
Esfuerzo efectivo, σσσσv' (ton/m²)
Rel
ació
n d
e va
cío
s, e
100
110
120
130
140
150
160
170
Cv
(cm
²/d
ía)
Curva de compresibilidad
Cv (cm²/día)
Figura 36
VARIACION DE LOS INDICES DE COMPRESION Y DE RECOMPRESION CON LA PROFUNDIDAD
(MARGEN DERECHA)
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80
Indices de Consolidación
Pro
fun
did
ad, (
met
ros)
Indice de compresión Cc
Indice de recompresión Cr
1,36
Figura 37
VARIACION DE LOS ESFUERZOS VERTICALES(MARGEN DERECHA)
0
5
10
15
20
25
30
35
0 10 20 30 40 50 60 70
Esfuerzo vertical (ton/m²)
Pro
fun
did
ad (
met
ros)
ESFUERZO VERTICALTOTAL INICIAL
PRESION DE POROS
(Curva piezométrica)
ESFUERZO VERTICAL
EFECTIVO INICIAL
ESFUERZO DE
PRECONSOLIDACION(Ensayos de laboratorio)
Figura 38
C D V ESTUDIO DE SUELOS Y CIMENTACIONESCONSORCIO DESARROLLO DE VIAS PUENTE BARRANCABERMEJA - YONDO
CLASIFICACION DE LOS SUELOS POR EL TAMAÑO DE PARTICULA (MARGEN IZQUIERDA)
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Contenido de gravas (%)
Pro
fun
did
ad (
met
ros)
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Contenido de arenas (%)
Pro
fun
did
ad (
met
ros)
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Contenido de finos (%)
Pro
fun
did
ad (
met
ros)
Figura 39
VARIACION DE LOS LIMITES DE ATTERBERG CON LA PROFUNDIDAD( MARGEN IZQUIERDA )
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
0 20 40 60 80 100 120
Pro
fun
did
ad (m
etro
s)
Wn: Humedad natural (%)
LL: Límite líquido
LP: Límite plástico
Figura 40
NOTA:
Valores calculados
a partir de ensayos
de compresión
inconfinada
VARIACION DE LOS MODULOS DE ELASTICIDAD EU0 y EU50 CON LA PROFUNDIDAD
( MARGEN IZQUIERDA )
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Módulos de elasticidad no drenados, Eu (ton/m²)
Pro
fun
did
ad (
met
ros)
MODULO EUO
MODULO EU50
Figura 41
Figura 42
C D V B ESTUDIO DE SUELOS Y CIMENTACIONESCONSORCIO DESARROLLO DE VIAS PUENTE BARRANCABERMEJA - YONDO
ENSAYO DE CORTE DIRECTO
PERFORACION P - 9 HUMEDAD INICIAL (%) 13,3
MUESTRA - HUMEDAD FINAL (%) -
PROFUNDIDAD 59.45 - 60.00 m PESO UNITARIO SECO (ton/m3) 1,61
DESCRIPCION ARCILLA gris clara PESO UNITARIO TOTAL (ton/m3) 1,83
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
0 2 4 6 8 10 12 14 16
Desplazamiento horizontal / ancho (%)
Esf
uer
zo d
e co
rte
(kg
/cm
²)
ENSAYO 1
ENSAYO 2
ENSAYO3
-2,00
-1,75
-1,50
-1,25
-1,00
-0,75
-0,50
-0,25
0,00
0,25
-2 0 2 4 6 8 10 12 14 16
Desplazamiento horizontal / ancho (%)
Def
orm
ació
n v
olu
mét
rica
(%
)
ENSAYO 1
ENSAYO 2
ENSAYO 3
Figura 43
PERFORACION P - 9 PARAMETROS DE RESISTENCIA
MUESTRA - RESISTENCIA PICO
PROFUNDIDAD 59.45 - 60.00 m c (kg/cm²)= 0,72
DESCRIPCION ARCILLA gris clara ΦΦΦΦ (°) = 21,4
C D V B ESTUDIO DE SUELOS Y CIMENTACIONESCONSORCIO DESARROLLO DE VIAS PUENTE BARRANCABERMEJA - YONDO
ENSAYO DE CORTE DIRECTO
TRAYECTORIAS NATURALES DE ESFUERZOS
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0
Esfuerzo normal, (kg/cm²)
Esf
uer
zo c
ort
ante
, (k
g/c
m²)
ENSAYO 1
ENSAYO 2
ENSAYO 3
ENV-PICO
Figura 44
VARIACION DEL ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR (SPT) CON LA PROFUNDIDAD
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
Ensayo de penetración estándar (golpes/pie)
Pro
fun
did
ad, z
(m)
Ncampo P-7
Ncampo P-8
Ncampo P-9
Ncampo P-10
Ncampo P-11
Ncampo P-12
Ncampo K1+860
Ncampo K2+060
Ncampo K2+200
Ncampo K2+371
Ncampo S-3
Ncampo S-4
Ncampo S-6
Ncampo S-7
Figura 45
74
72 (S.M.: Socavación máxima)7170
68
66
64
62
60
58
56
5554
52
50
48
47464544
42
40
39383736
34
32
30
28
26
24 422
2120
18
16
3
5
CONGLOMERADO
ARCILLOLITA
ARENISCA DURA A FRIABLE
2,0 m
25,0 m
9,0 m
17,0 m
PILOTE 1 (De= 35m)
PILOTE 2 (De= 40m)
PILOTE 3 (De= 45m)
PILOTE 4 (De= 50m)
Cu= 50,0 ton / m2
fsu= 10,0 ton / m2
fsu= 10,0 ton / m2
73,0
71,0
46,0
37,0
20,0
PILOTE 5 (De= 55m)
AGUA
16,0 4,0 mfsu= 10,0 ton / m2
Cu= 50,0 ton / m2
CAPACIDAD PORTANTE - COMPRESION AXIAL
PILA No. 7 (S.M.: Socavación máxima)
PF1= 0,0 (ton)
PF2= 0,0 (ton)
PF3= ππππ x B x 10,0 x 9,0 = 282,7 B (ton)
PF4= ππππ x B x D4 x 10,0 = 31,4 x D4 x B (ton) (D4 = variable entre 1 y 17 m)
PF5= ππππ x B x 4,0 x 10,0 = 125,7 B (ton)
σσσσBU4= ( 9 x 50 ) + ( 1 x 27 + 2 x 9 + 2 x D4 ) = 450 + ( 45 + 2 x D4 ) (ton / m2)
PBU4= ππππ x B2 x ( 450 + ( 45 + 2 x D4) ) / 4 = 353,4 x B2 + ( 35,3 + 1,6 x D4 ) x B2 (ton)
σσσσBU5= ( 450 ) + ( 1 x 27 + 2 x 30 ) = 537 ton / m2
PBU5= ππππ x B2 x ( 450 + 87 ) / 4 = 353,4 x B2 + 68,3 x B2 = 421,7 x B2 (ton)
Figura 46
NOTA:Ps: Carga de seguridad del pilote (sin descontar el peso propio del pilote.
PILA No. 7- SOCAVACION HASTA LA COTA 46 m.VARIACION DE LA CARGA DE DISEÑO EN FUNCION DEL DIAMETRO DEL PILOTE
0
500
1000
1500
2000
2500
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3
Diámetro del pilote, B (m)
Car
ga
de
dis
eño
, Ps
(to
n)
Pilote 1, De= 35m
Pilote 2, De= 40m
Pilote 3, De= 45m
Pilote 4, De= 50m
Pilote 5, De= 55m
De= longitud efectiva del pilote (m)
Figura 47
Figura 48
Figura 49
Figura 50
Figura 51
Figura 52
Figura 53
Figura 54
Figura 55
COEFICIENTE DE REACCION DE SUBRASANTE
PILA No. 7 - S.M. Máxima profundidad de socavación a partirde los estudios de hidráulica del río.
Cota superficie del terreno: 73,0 mCota base cabezal del grupo de pilas de cimentación: 71,0 mCota máxima del nivel del agua: 73,0 m
74
7271
70
68
66
64
62
60
58
565554
52
50
4847464544
42
4039383736
34
32
30
28
26
24
22 42120
18
165
3 CONGLOMERADO
ARCILLOLITA
ARENISCA DURA A FRIABLE
2,0 m
25,0 m
9,0 m
17,0 m
PILOTE 1 (De= 35m)
PILOTE 2 (De= 40m)
PILOTE 3 (De= 45m)
PILOTE 4 (De= 50m)
73,0
46,0
37,0
20,0
PILOTE 5 (De= 55m)16,0
Kh en ton / m3
Kh= 7623 / B
Kh= 10800 / B
Kh= 31800 / B
Kh= 2152 / B a
Kh= 10000 / B
AGUA
71,0
Figura 56
Figura 57
Figura 58
Figura 59
PRESIONES PASIVAS
(S.M.: Socavación máxima)
Máxima profundidad de socavación a partirde los estudios de hidráulica del río.
PILA No. 7 - S.M.
74
72
7170
68
66
64
62
60
58
56
5554
52
50
48
47464544
42
40 339383736
34
32
30
28
26
24
22 42120
18
165
CONGLOMERADO
ARCILLOLITA
ARENISCA DURA A FRIABLE
2,0 m
25,0 m
9,0 m
17,0 m
PILOTE 1 (De= 35m)
PILOTE 2 (De= 40m)
PILOTE 3 (De= 45m)
PILOTE 4 (De= 50m)
73,0
71,0
46,0
37,0
20,0
PILOTE 5 (De= 55m)
AGUA
16,0 4,0 m
sHP= 124 ton / m2
sHP= 124 ton / m2
sHP= 359 ton / m2
sHP= 400 ton / m2
36
35
34
33
32
31
30
29
28
27
26
25
24
23
22
APOYO 6Y
ondó
Río
Magda
len
a
12-feb/14-feb
18-feb/19-feb
24-feb/25-feb
15-feb/17-feb
20-feb/23-feb
04-feb/05-feb
29-ene/31-ene
10-feb/12-feb
1-feb/3-feb
7-feb/9-feb
21-ene/22-ene
16-ene/17ene
25-ene/27-ene
19-ene/20-ene
22-ene/24-ene
51
50
49
48
47
46
45
44
43
42
41
40
39
38
37
APOYO 7
Barr
anca
berm
eja
21-ene/22-ene
16-ene/17ene
25-ene/27-ene
19-ene/20-ene
22-ene/24-ene
K0+745.40 K0+846.00
Figura 60
SECCIÓN TRANSVERSAL APOYO PUENTE PRINCIPAL
5.095
7.895
27.00
10.00
(5x3) PILOTES Ø2.00 mL= 47.00 m (APOYO 7)L= 35.00 m (APOYO 6)
2.50
JUNTAS DE CONSTRUCCIÓN
6.00
1.00
10
.60
2.50
JUNTA DECONSTRUCCIÓN
1.05 1.40
3.50
24.00 (APOYO 7)36.00 (APOYO 6)
71.000
10
10.0
08
74.500
6.002.50
.60
73.500
1.05
84.508
1.40
EJE LONG. PUENTE
94.170
ACCESO (EN APOYO 6)
10.0
08.
80EJE LONG. PUENTE
5.00
CORTE TRANSVERSALCOLUMNA
4.00.50
.80
.50
.60
.80
ACCESO (EN APOYO 7)
EJE APOYO 6 ó 7
.60
PILAS PRINCIPALESPILAS PRINCIPALESPILAS PRINCIPALESPILAS PRINCIPALES
Figura 61
APOYO 4
Río
Magda
len
a
21
20
19
18
17
16
APOYO 5
Barr
anca
berm
eja
20-ene/21-ene
26-ene/26ene
18-ene/19-ene
24-ene/25-ene
13-ene/16ene
19-ene/23-ene
K0+745.40
K0+709.95
15
14
13
12
2-feb/2-feb
31-ene/1-feb
22-feb/23feb
20-feb/21-feb
APOYO 3K0+665.95
11
10
9
8
10-feb/11-feb
3-feb/4-feb
6-feb/6-feb
1-feb/2-feb
APOYO 2K0+625.95
7
6
5
4
14-feb/14-feb
5-feb/6-feb
11-feb/13feb
10-feb/11-feb
APOYO 1K0+586.00
2
1
11-feb/13-feb
15-feb/16-feb
316-feb/16-feb
Figura 62
SECCIÓN TRANSVERSAL APOYOS VIADUCTOS DE ACCESO
VA
R.
VAR.VAR. VAR.
4 PILOTES
.35 .35
71.0001.50
72.500
8.00
2.30
1.50
.35
2.50
1.50
.352.50
3.50
EJE LONG. PUENTE
EJE VIGAEJE VIGA.50
EJE VIGA
3.50 .50
VAR.
VAR.
VA
R.
VA
R.
.35
1.80
.35
EJE LONG.PUENTE
.35
EJE APOYOS11, 10 ó 9
4, 3 ó 2
CORTE TRANSVERSAL COLUMNA
PILAS VIADUCTOS DE ACCESO
Figura 63
Figura 64
Figura 65
Figura 66
PILA: 7 PILOTE: 44 Cota máxima camisa = 75.50 msnm Longitud camisa = 14.81 m
Diámetro = 2.00 m Cota mínima camisa = 60.69 msnm Peso del trépano = 6 ton
MUESTRACOTA msnm
DESCRIPCIÓN R.P. kg/cm² EXCAVACIÓNID según perfil
resúmen. Fig 23AHora REGISTRO FOTOGRÁFICO
1 73,00
Lámina de agua. En la
fotografía se señala el
pilote número 44. Al
fondo la camisa sin
hincar del pilote 46. A la
derecha se ve la primera
hilera de pilotes ya
construidos.
Lámina de agua.
2 66,00
Arena fina de color gris,
suelta. Material de
arrastre del río, no
plástico y sin materia
orgánica.
Dificultad media.
Presión hidráulica
del equipo = 120 -
150 bar
Limos arenosos a
arenas limosas
sueltos.
14:30
3 63,50
Arcilla color gris oscuro,
con algo de arcilla. Salen
en bloques de baja
resistencia que se
deshacen con un leve
golpe. Alto contenido de
materia orgánica. Se ven
pedazos de troncos
antiguos, y ramas de
color amarillo embebidos
en el material.
Dificultad media.
Presión hidráulica
del equipo = 120 -
150 bar
Arcillas de
consistencia blanda a
media de origen
reciente.
15:52
PUENTE BARRANCABERMEJA - YONDÓREGISTRO DE EXCAVACIÓN
Figura 67 (a)
MUESTRACOTA msnm
DESCRIPCIÓN R.P. kg/cm² EXCAVACIÓNID según perfil
resúmen. Fig 23AHora REGISTRO FOTOGRÁFICO
4 59,50
Arcilla gris de alta
plasticidad sin materia
orgánica, ni arena ni
grava. Baja consistencia.
Fácil de cortar.
Fácil de excavar
con el balde.
Presión = 50 - 80
bar
Arcillas de
consistencia blanda a
media de origen
reciente.
16:09
5 58,50Arena fina arcillosa o limo
arcilloso.
Fácil de excavar
con el balde.
Presión = 50 - 80
bar
Arcillas de
consistencia blanda a
media de origen
reciente
14:23
6 55,20
Arcilla color gris claro a
blanco de alta plasticidad
y muy baja resistencia.
Presenta un leve
contenido de arena en su
interior pero nada
representativo.
Fácil de excavar
con el balde.
Presión = 50-80
bar
Arcillas de
consistencia blanda a
media de origen
reciente
14:48
7 50,50
Conglomerado de grava
en matriz arenosa
gruesa, de plasticidad
nula. Muy resistente y
difícil de excavar. Grava
de tamaño máximo 10
cm y mínimo de 3 cm,
conformada por
partículas aplanadas de
forma ovalada, con
aristas redondeadas.
Difícil de excavar
con el balde.
Material muy duro.
Presión = 220 bar
Conglomerado gravas
en matriz de arenas
con finos.
15:20
Figura 67 (b)
MUESTRACOTA msnm
DESCRIPCIÓN R.P. kg/cm² EXCAVACIÓNID según perfil
resúmen. Fig 23AHora REGISTRO FOTOGRÁFICO
8 47,00
Conglomerado arenoso
con algo de plasticidad.
Contiene grava de
tamaño máximo igual a
5.0 cm.
Difícil de excavar
con el balde.
Material muy duro.
Presión = 220 bar
Conglomerado gravas
en matriz de arenas
con finos.
15:23
9 45,00
Conglomerado areno
arcilloso. La matriz
arenosa es de color
pardo, mientras que la
fracción arcillosa de la
matriz es de color gris
claro. Gravilla de tamaño
promedio de 4.0 cm.
Difícil de excavar
con el balde.
Material muy duro.
Presión = 220 bar
Conglomerado gravas
en matriz de arenas
con finos.
15:29
10 43,50
Conglomerado areno
arcilloso, de matriz
verdosa. Contenido de
grava y gravilla Tmáx= 5
cm. Ligeramente plástico.
Difícil de excavar
con el balde.
Material muy duro.
Presión = 220 bar
Conglomerado gravas
en matriz de arenas
con finos.
15:39
Figura 67 (c)
MUESTRACOTA msnm
DESCRIPCIÓN R.P. kg/cm² EXCAVACIÓNID según perfil
resúmen. Fig 23AHora REGISTRO FOTOGRÁFICO
11 40,00
Arena fina, densa,
identificada como
arenisca friable. Pueden
obtenerse bloques
compactos de material,
pero que se puede
romper o separar con las
manos haciendo poca
fuerza.
Muy difícil de
excavar. Presión >
200 bar. Sin
embargo el
material se deja
cortar con el
balde.
Arenisca friable. 16:05
12 35,35
Arcilla gris con arena muy
fina. Es uno de los
estratos arcillosos
intercalados dentro de la
arenisca friable. Pueden
aparecer eventuales
cantos rodados de
Tmáx= 5 cm.
Muy difícil de
excavar. Presión >
200 bar. Sin
embargo el
material se deja
cortar con el
balde.
Arenisca friable. 16:41
13 34,00
Arenisca friable con
bloques de arcillolita
medianamente
resistentes, que se
rompen con un golpe
contra un elemento rígido
o el piso del planchón. La
fracción arenosa está
conformada por granos
gruesos.
Muy difícil de
excavar. Presión >
200 bar. Sin
embargo el
material se deja
cortar con el
balde.
Arenisca friable. 17:38
Figura 67 (d)
MUESTRACOTA msnm
DESCRIPCIÓN R.P. kg/cm² EXCAVACIÓNID según perfil
resúmen. Fig 23AHora REGISTRO FOTOGRÁFICO
14 22,00
Estrato de transición
entre la arenisca friable y
la arcillolita. Alto
contenido de gravilla
redondeada. Las vetas
blancas son altamente
arcillosas y plásticas.
Trépano Arenisca friable. 07:25
15 19,00
Fin del pilote. Arcillolita
de alta resistencia.
Prácticamente imposible
de excavar con balde y
trépano. Se obtenían
baldados con 20 cm de
material. Muy bajo
rendimiento.
Trépano Arcillolita. 07:56
Figura 67 (e)
de a de a de a de a
74,2 66,0 Agua
66,0 63,5 Arenas limosas sueltas 14:30 16:09 68,5 59,5 01:39 01:39 9,00 5,45 5,45
63,5 50,5 Arcilla 15:52 16:09 63,5 59,5 00:17 00:17 4,00 14,12 14,12
50,5 40,0 Conglomerado 10:14 11:40 48,50 40,00 01:26 01:26 8,50 5,93 5,93
40,0 22,0 Arenisca friable 11:40 18:12 40,00 22,00 12:00 13:00 06:32 05:32 18,00 2,76 3,25
22,0 10,0 Arcillolita 16:35 19:02 21,60 20,60 02:27 02:27 1,00 0,41 0,41
DATOS PARA GRAFICAS DE RENDIMIENTO
Estrato Penetración acumulada
Agua
Arenas limosas sueltas 5,45
Xi Yi Xf Yf Arcilla 19,57
Agua 0,0 74,2 50,0 74,2 Conglomerado 25,50
Arenas limosas sueltas 0,0 66,0 50,0 66,0 Arenisca friable 28,26
Arcilla 0,0 63,5 50,0 63,5 Arcillolita 28,67
Conglomerado 0,0 50,5 50,0 50,5
Arenisca friable 0,0 40,0 50,0 40,0
Arcillolita 0,0 22,0 50,0 22,0
Socavación 0,0 41,4 50,0 41,4
Pilote 24,0 73,0 24,0 19,0
24,0 19,0 26,0 19,0
26,0 19,0 26,0 73,0
26,0 73,0 24,0 73,0
Nota: La detención fue la hora de almuerzo. No hubo más detenciones.
CotaEstrato
Hora Rendimiento sin detenciones (m/h)
DIBUJO DE ESTRATOS Y PILOTE
RENDIMIENTO DE LA EXCAVACIÓN Y ESQUEMA GENERAL DE LA CIMENTACIÓN
Tiempo total
Rendimiento con detenciones (m/h)
Avance perforación Detenciones Tiempo efectivo
Penetración (m)
ESQUEMA DEL PILOTE
Agua
Arenas limosas sueltas
Conglomerado
Arenisca friable
Arcillolita
Socavación
Arcilla
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
70,0
80,0
Cot
a (m
.s.n
.m.)
RENDIMIENTO DE LA EXCAVACIÓN DE GALANTE
5,5
14,1
5,9
2,8
0,4
5,5
14,1
5,9
3,3
0,4
0,00
5,00
10,00
15,00
Arenas limosas
sueltas
Arcilla Conglomerado Arenisca friable Arcillolita
Tipo de material
Ren
dim
ient
o (m
/h)
Rendimiento con detenciones (m/h) Rendimiento sin detenciones (m/h)
Figura 68
Tabla 1: Características promedio de los pilotes de cada apoyo
13,604,30Conglomerado443,43693,7315,6535,9252,7373,001,5017
22,604,30Conglomerado611,64858,0525,6445,9152,7373,001,5016
12,5012,50Conglomerado518,81663,6120,7341,0052,7373,001,5015
13,6013,60Conglomerado598,41767,1221,9842,2552,7373,001,5014
18,2013,42Conglomerado543,96754,4620,2240,5052,7273,001,509
3,000,08Arcillolita1131,651346,2022,0953,6941,4073,002,007
9,300,40Arcillolita o
Arenisca friable1028,091028,6738,8337,3874,4573,002,006
3,050,47Arcillolita692,89692,8937,9837,2373,7473,001,505
15,204,00Conglomerado497,09497,0935,9035,8873,0273,001,204
5,503,10Conglomerado463,79463,7936,3936,4972,9073,001,203
7,281,60Arcillolita o
Conglomerado476,56476,5235,6335,8072,8373,001,202
3,500,19Arcillolita448,12448,1235,5535,7172,8473,001,201
MáximoMínimoCon
socavaciónSin
socavación
Empotramiento en último estrato (m)Estrato en la
punta
Capacidad portante de trabajo según socavación
(toneladas)Lefec
(m)
Lprom
(m)
Cota socavación
(msnm)
Cota cabezal (msnm)
Diámetro (m)
Apoyo
Figura 69
Figura 70
Figura 71
Gato
Placa
Pistón
Manguera de aceite a alta
presión.
Tubería de acero que encamisa la
guaya.
Guaya para registro de
desplazamientos de la placa de fondo.
Contrapeso para tensionamiento
de la guaya.
Bomba de aceite a alta presión.
Suelo: Arenisca friable ligeramente cementada,
Referencia o “punto cero” de
desplazamiento de la guaya.
NOTA: Cualquier desplazamiento de la placa de fondo deberá generar en la guaya un desplazamiento vertical en sentido descendente que se registraría como un descenso del “punto cero”.
Figura 72
11 22
(1) Parte de la guaya de acero que está amarrada a la placa de carga al fondo del pilote. (2) Parte de la guaya que está amarrada al contrapeso identificado como 3. (3) Contrapeso de no más de 80 kg. (4) Armazón de acero para conformación del sistema de medición de deformaciones.
33
44
Figura 73
Bomba de aceite para incremento de presión en el gato.
Detalle del manómetro de la bomba. Escala externa: PSI, escala interna: Bar.
Figura 74
Figura 75
RESULTADOS PRUEBAS DE CARGA DE PILOTES
PILA No. 7
Pilotes de prueba
Diámetro, B: 2,00 m
Longitud total, Lt: 54,00 m
Longitud efectiva total, Lefec: 45,00 m (aproximadamente)
CAPACIDAD PORTANTE POR FRICCION LATERAL
Máxima presión aplicada a la celda de carga: 1128,0 ton/m²
Carga por fricción lateral: 3127,2 ton
Fricción lateral unitaria promedio: 11,1 ton/m²
En este ensayo no se suministró información sobre las deformaciones del pilote.
CAPACIDAD PORTANTE POR LA BASE
Área del gato: 71,3 cm²
Área de la placa: 490,9 cm²
Máxima presión aplicada: 703 kg/cm²
Carga aplicada por el gato: 50,1 ton
Presión transmitida al suelo: 1021 ton/m²
Capacidad portante movilizada por la base del pilote: 3205,9 ton
Durante la ejecución de este ensayo, el sistema para medir deformaciones no funcionó como estaba previsto.
Figura 76
CURVA ESFUERZO - DEFORMACION EN LA BASE DEL PILOTE ( PILA No. 12 )
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
DEFORMACION, (cm)
ES
FU
ER
ZO
(K
g/c
m²)
Figura 77
RESULTADOS PRUEBAS DE CARGA DE PILOTESPILA No. 12
Pilotes de prueba
Diámetro, B: 1,50 m
Longitud total, Lt: 40,00 m
Longitud efectiva total, Lefec: 40,00 m (aproximadamente)
CAPACIDAD PORTANTE POR FRICCION LATERAL
Máxima presión aplicada a la celda de carga: 703,0 ton/m²
Carga por fricción lateral: 1074,4 ton
Fricción lateral unitaria promedio: 5,7 ton/m²
Durante la ejecución de este ensayo, el sistema para medir deformaciones no funcionó como estaba previsto.
CAPACIDAD PORTANTE POR LA BASE
Área del gato: 71,3 cm²
Área de la placa: 490,9 cm²
Máxima presión aplicada: 457 kg/cm²
Carga aplicada por el gato: 32,6 ton
Presión transmitida al suelo: 663,6 ton/m²
Capacidad portante última por la base del pilote: 1174,6 ton
Presión crítica (fluencia) para una deformación de 4 a 6 cm: 35,0 kg/cm²
Capacidad crítica: 619,5 ton
Figura 78
Figura 79
Figura 80
Figura 81
Figura 82