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Requerimientos Técnicos para Obras Geotécnicas (Evergreen) - Coggle Diagram

- - - - Reconocimiento topográfico y geológico
        
        Levantamientos topográficos detallados del área de corte para identificar geometría y pendientes.
        
        Mapas geológicos y estructurales que permitan identificar discontinuidades, zonas de mayor debilidad y variabilidad del subsuelo.
      - Investigación in situ complementaria
        
        Perforaciones y ensayos in situ (como inclinómetros, ensayos SPT/CPT) que permitan obtener parámetros de resistencia al corte (cohesión, ángulo de fricción).
        
        Estudios geofísicos y monitoreo de desplazamientos, que en conjunto permiten modelar la estabilidad y definir zonas críticas.
    - - Normas INVIAS
        
        Art. 684-22: Estabilización de taludes con sistema combinado de muro plástico y anclajes – Proporciona criterios para implementar sistemas mixtos que combinan elementos prefabricados y anclajes para reforzar el talud.
        
        Art. 234-13: Conformación de taludes existentes – Define las medidas para el reforzamiento o la modificación geométrica de taludes que ya presentan condiciones de inestabilidad.
        
        Art. 810-13: Protección vegetal de taludes – Establece la relevancia de técnicas de revegetación y bioingeniería para la estabilización a largo plazo.
        
        Art. 687-22 y Art. 840-22: Disposiciones complementarias que incluyen medidas adicionales de seguridad y métodos de refuerzo.
        
        Art. 683-13: Muros de tierra estabilizada mecánicamente con geosintéticos – Describe la construcción y requisitos de muros compuestos en tierra estabilizada con refuerzos geosintéticos.
      - Normas IDU
        
        ET 420-18 y ET 421-18: Estas especificaciones brindan lineamientos para la estabilización de subrasantes y taludes mediante la incorporación de cal o cemento, aumentando así la rigidez y reduciendo la deformabilidad del suelo.
  - - - Evaluación y caracterización del subrasante
        
        Perforaciones y muestreo que permitan conocer la estratigrafía, rigidez y capacidad portante de la subrasante.
        
        Realización de ensayos in situ como el SPT, CPT y estudios de densidad para validar las características del terreno.
      - Análisis complementarios
        
        Estudios de tráfico y cargas esperadas, que son esenciales para dimensionar los espesores y materiales de las capas del pavimento.
        
        Reconocimiento de condiciones ambientales y climáticas que afecten el comportamiento del pavimento.
    - - Normas INVIAS
        
        Ensayo CBR (E148): Se utiliza para establecer la capacidad portante de la subrasante y definir la estructura de capas (base, sub-base y rodadura).
        
        Ensayos de Compactación (Proctor Estándar y/o Modificado): Fundamentales para garantizar que se alcance el 95% de la densidad seca máxima en obra, según lo establecido en los procedimientos de laboratorio.
      - Normas IDU
        
        Series de especificaciones ET 500-18 a ET 530-18: Definen los lineamientos para el diseño, dimensionamiento y construcción de bases y subbases granulares.
        
        ET 200-18 y ET 201-18: Especificaciones para cementos asfálticos y sus modificaciones con polímeros.
        
        ET 202-18, ET 203-18, ET 210-18 y ET 220-18: Criterios para emulsiones asfálticas y aditivos (incluyendo mejoradores de adherencia o grano de caucho reciclado).
      - Normas Internacionales (complementarias)
        
        ASTM D698 (Compactación de suelos) y ASTM D1557 (Ensayo modificado de Proctor) para armonizar procedimientos de control de calidad.
  - - - Recopilación y análisis de información cartográfica y documental
        
        Estudios previos de la zona (informes geotécnicos, exploraciones históricas y datos de plataformas de información de entidades).
        
        Registros de escarificaciones y evolución de la topografía en el área de obra.
        
        Mapas topográficos y geológicos del área.
        
        Análisis de antecedentes climáticos y de sismicidad para definir riesgos y necesidades de estabilización.
      - Reconocimiento y muestreo en campo
        
        Sondeos (perforaciones) estratégicamente distribuidos para identificar la estratigrafía, variabilidad del terreno y localización de zonas críticas para la conformación del terraplén (cimientos, núcleo y corona).
        
        Ensayos in situ adicionales (SPT, CPT o sondeos geofísicos) que permitan orientar la campaña y definir la intensidad de la variabilidad.
    - - ARTÍCULO 220-07 y ARTÍCULO 220-13 (Terraplenes): Estos artículos definen la construcción de terraplenes en obras viales, estableciendo el criterio de división en cimiento, núcleo y corona, así como pautas para la excavación, escarificación, nivelación y compactación.
      - Especificaciones en las series ET (por ejemplo, ET 300-18 para excavaciones y ET 400-18 en actividades de exploración), que complementan los criterios de construcción y control de calidad en terraplenes.
- - - - Selección y especificación de materiales: Determinar propiedades del relleno (análisis granulométrico, límites de Atterberg, ensayos de compactación y CBR, según normas E123, E125, E126, E148, etc.).
      - Modelado y simulaciones: Utilizar programas de modelación geotécnica para predecir el comportamiento ante cargas y asentamientos.
      - Geometría del Terraplén: Definir dimensiones, pendientes y zonificación (cimientos, núcleo y corona) de acuerdo con las especificaciones normativas.
      - Criterios de compactación y control de humedad: Establecer el porcentaje mínimo (usualmente 95% de la densidad seca máxima) y definir rangos óptimos de contenido húmedo.
    - - Ejecutar la campaña de exploración
        
        Realizar perforaciones en puntos críticos determinados durante la fase de planificación.
        
        Extraer muestras representativas y llevar a cabo ensayos in situ (SPT, CPT, mediciones de permeabilidad) y ensayos en laboratorio (análisis granulométrico, límites de consistencia, Proctor, CBR, etc.).
      - Interpretación de Resultados
        
        Establecer la estratigrafía del terreno, identificar interfaces y zonas de mayor variabilidad.
        
        Determinar parámetros fundamentales (coeficiente de compactación, cohesión, ángulo de fricción) que se utilizarán en los cálculos de estabilidad y en el dimensionamiento del terraplén.
  - - - Campaña de Monitoreo y Muestreo
        
        Realizar perforaciones en sectores críticos y obtener muestras para ensayos (ensayo de corte directo, triaxial, compresión).
        
        Instalar instrumentación para medir desplazamientos y cambios en la inclinación del talud durante y después de la ejecución.
      - Interpretación y Modelado
        
        Procesar los datos obtenidos para calcular parámetros de resistencia (cohesión y ángulo de fricción) y actualizar modelos de estabilidad.
        
        Evaluar el desempeño del talud mediante simulaciones, considerando escenarios de carga y sismoactividad.
    - - Diseño Definitivo
        
        Determinar la longitud, altura, inclinación del refuerzo o del muro.
        
        Incluir un diseño detallado de drenaje, que permita evitar la acumulación de agua en el talud.
        
        Definir procedimientos constructivos y protocolos de calidad durante la instalación de sistemas de estabilización.
      - Evaluación de Alternativas Técnicas
        
        Comparar distintas soluciones de estabilización: muros combinados (refuerzo con muro plástico y anclajes), estabilización mecánica con geosintéticos (Art. 683‑13) o bioingeniería (Art. 810‑13).
        
        Analizar el comportamiento de cada alternativa mediante análisis numéricos y verificaciones de factor de seguridad (mínimo ≥1.5 en estado estático).
  - - - Diseño Conceptual y Preliminar del Pavimento
        
        Selección de Materiales: Especificar agregados, ligantes y aditivos en función de ensayos de laboratorio (ensayo de compactación, análisis granulométrico y de composición del asfalto).
        
        Modelación del Comportamiento Estructural: Recurrir a software de análisis para validar la distribución de tensiones y asegurar la durabilidad del pavimento.
        
        Dimensionamiento de Capas: Utilizar métodos empíricos (CBR) y mecanismos-empíricos (pavimento mecanicista-empírico) para definir los espesores de subrasante, sub-base, base y rodadura.
      - Diseño Definitivo y Especificaciones Constructivas
        
        Consolidar los cálculos y definir planos de detalle, protocolos de ejecución y criterios de aceptación en obra.
        
        Incorporar medidas de drenaje (superficial y subterráneo) que protejan la subrasante y aseguren la longevidad del pavimento.
    - - Ejecutar Campaña de Exploración y Ensayos
        
        Realizar perforaciones, tomar muestras y ejecutar ensayos de campo (ensayo nucleal, SPT/CPT) y de laboratorio (Proctor, CBR, análisis de gradación).
        
        Evaluar el comportamiento dinámico y la fluctuación de parámetros en función de las condiciones ambientales.
      - Interpretación y Evaluación
        
        Determinar la capacidad portante de la subrasante y calcular factores de seguridad para las capas diseñadas.
        
        Validar los índices de compactación y especificar las recomendaciones de relleno.
- - - - Director de Obra: Arq. Only Castellanos
    - - Ing. Javier Sierra
      - Ing. David Rojas
- - - - IDU
        
        ET 420-18 – ESTABILIZACIÓN O MODIFICACIÓN DE SUBRASANTES CON CAL
        
        ET 421-18 – ESTABILIZACIÓN O MODIFICACIÓN DE SUBRASANTES CON CEMENTO
      - INVIAS
        
        Manual de Estabilidad de Taludes – Geotecnia Vial (1998)
        
        Artículo 811: Establece los requisitos para productos enrollados utilizados en el control de erosión en taludes, clasificándolos según su longevidad funcional y tipo de aplicación.
        
        Artículo 684-22: Describe sistemas combinados de estabilización de taludes que integran muros plásticos y anclajes, detallando materiales, diseño y procedimientos de instalación.
        
        Artículo 687-22: Regula el uso de muros en suelo reforzado con malla metálica para la conformación y estabilización de taludes.
        
        Articulo 234-13: Conformación de taludes existentes
        
        Articulo 810-13: Protección vegetal de taludes
        
        Articulo 683-13: Muros de tierra estabilizada mecánicamente con geosintéticos
    - - Trabajos de Campo
        
        Se recomienda realizar mínimo 2 a 3 perforaciones a lo largo del talud, ubicadas de manera estratégica (por ejemplo, en la parte superior, intermedia y base del talud) para capturar la variabilidad del suelo que influye en el comportamiento al corte.
        
        Ensayos In Situ: Incluyen pruebas como el Penetrómetro Estático (CPT), Penetrómetro Dinámico (SPT) y pruebas de permeabilidad para evaluar las propiedades del suelo en su estado natural.
      - Ensayos de Laboratorio
        
        Clasificación de Suelos
        
        Contenido de Humedad Natural
        
        Ensayo de Corte Directo
        
        Ensayo de Consolidación
        
        Ensayo de Compresión
    - - Factores de Seguridad: El diseño debe garantizar factores de seguridad adecuados según la importancia de la obra y las condiciones del sitio, generalmente superiores a 1.5 para condiciones estáticas y mayores para condiciones sísmicas.
      - Medidas de Mitigación: En caso de identificar riesgos de inestabilidad, se deben proponer medidas como drenajes, refuerzos o modificaciones en la geometría del talud.
      - Análisis de Estabilidad: Se deben realizar análisis de estabilidad de taludes utilizando métodos de equilibrio límite, considerando factores como la geometría del talud, propiedades del suelo, nivel freático y cargas externas.
      - Ángulo del Talud: Se define a partir de la resistencia al corte obtenida en laboratorio (cohesión y ángulo de fricción) y el análisis de estabilidad global.
      - Drenaje Adecuado: Es indispensable el diseño de un sistema de drenaje que minimice la presión hidrostática interna en el talud, lo que influye favorablemente en la estabilidad.
  - - - IDU
        
        ET 500-18: Generalidades para bases y subbases granulares.
        
        ET 510-18: Base y subbase granular para vías vehiculares.
        
        ET 514-18: Para vías que requieren una conformación mixta en función de los requerimientos del tráfico.
        
        ET 520-18 a ET 530-18: Normas que tratan sobre el mejoramiento de las bases y subbases (con cemento asfáltico, cemento hidráulico o emulsiones) y sobre técnicas de reciclaje de pavimentos asfálticos.
      - INVIAS
        
        Manual de Diseño de Pavimentos Asfálticos para Vías con Bajos Volúmenes de Tránsito: Proporciona lineamientos para el diseño estructural de pavimentos flexibles.
        
        Manual de Diseño de Pavimentos de Concreto para Vías con Bajos, Medios y Altos Volúmenes de Tránsito: Establece criterios para el diseño de pavimentos rígidos.
        
        Manual de Diseño de Cimentaciones Superficiales y Profundas para Carreteras: Ofrece directrices para el diseño de cimentaciones en proyectos viales.
    - - Trabajos de Campo
        
        De forma general, se deben realizar entre 3 a 5 perforaciones a lo largo del trazado, orientadas a caracterizar la subrasante y las posibles variaciones en la estratigrafía que influirán en el diseño de las capas de pavimento.
        
        Se recomienda realizar perforaciones cada 200 a 500 metros lineales en el eje de la vía y en zonas representativas de cambios en las condiciones del suelo
        
        Ensayos In Situ: Incluyen pruebas como el Penetrómetro Dinámico (SPT), pruebas de placa de carga y pruebas de deflexión para evaluar la capacidad portante y comportamiento del suelo.
      - Ensayos de Laboratorio
        
        Clasificación de Suelos
        
        Contenido de Humedad Natural
        
        Ensayo Proctor Modificado
        
        CBR (California Bearing Ratio)
        
        Análisis Granulométrico
        
        Determinación de Resiliencia o Módulo Elástico
        
        Pruebas Específicas para Materiales Asfálticos
    - - Dimensionamiento de Capas: Basado en los valores de CBR o, en métodos más avanzados, en el módulo resiliente; se determinan los espesores necesarios para distribuir de manera óptima las cargas del tráfico.
      - Control de Calidad de Materiales: Se exige el cumplimiento de especificaciones granulométricas, porcentajes de finos y rango de humedad, garantizando una adecuada compactación (usualmente superando el 95% de la densidad seca máxima).
      - Consideraciones Climáticas y de Drenaje: El diseño debe incluir medidas de drenaje tanto en el subrasante como en la estructura de la base, reduciendo la posibilidad de deterioro por acumulación de agua.
  - - - INVIAS
        
        220-13 TERRAPLENES
      - IDU
        
        ET 400-18: Lineamientos mínimos para la aprobación de actividades de exploración geotécnica
        
        ET 300-18: Excavaciones para la conformación de la subrasante.
    - - Selección de Materiales: Los materiales deben cumplir con los requisitos establecidos en la Especificación Técnica INVÍAS Artículo 220, que incluye suelos con CBR ≥ 3 para el núcleo y ≥ 5 para la corona del terraplén.
      - Compactación: Los materiales deben compactarse al 95% de la densidad seca máxima obtenida en el ensayo Proctor Modificado.
      - Control de Humedad: El contenido de humedad durante la compactación debe estar dentro del rango óptimo determinado por el ensayo Proctor.
    - - Trabajos de Campo
        
        En un terreno relativamente homogéneo se recomienda realizar, como mínimo, 3 perforaciones a lo largo de la extensión crítica del terraplén, espaciadas de manera que se cubra la variabilidad lateral y vertical.
        
        En terrenos donde se observe heterogeneidad o presencia de cambios en la estratigrafía se pueden ampliar a 4 o 5 perforaciones (o mayores) para asegurar un adecuado muestreo del in-situ.
        
        Generalmente, se recomienda una perforación cada 200 a 500 metros lineales, con una profundidad que alcance al menos 1.5 veces la altura del terraplén o hasta encontrar un estrato competente.
      - Ensayos de Laboratorio
        
        Clasificación de Suelos
        
        Contenido de Humedad Natural
        
        Ensayo Proctor Modificado
        
        CBR (California Bearing Ratio)
        
        Ensayo de Corte Directo
- - - - Muros en gaviones
    - - Muros con geoceldas
        
        Requieren anclaje al pie y capas escalonadas para estabilidad
        
        Ideal para pendientes pronunciadas y suelos con baja cohesión
        
        Permiten usar materiales granulares locales con buena compactación
        
        Incorporar refuerzo y drenaje posterior como parte del diseño
        
        Instalar dren francés: grava + tubo perforado + geotextil
        
        Ubicar en la base del muro con pendiente ≥ 1–2%
        
        Evita presiones intersticiales y saturación del relleno
        
        Complementar con subdrenes verticales si hay nivel freático alto
    - - Muros en concreto
  - - - Inyecciones de lechada de cemento
        
        Mejora la resistencia y rigidez del suelo blando
        
        Evita excavaciones y permite mejoramiento en profundidad
        
        Relación agua/cemento entre 0.5 y 1.0 (según suelo)
        
        Inyección a presión controlada en malla definida
      - Inyecciones con poliuretanos
      - Inyecciones con poliestirenos
    - - Conformación del nuevo relleno técnico
        
        Suelo in sitú
        
        Suelo mejorado químicamente o granularmente
        
        Suelo mejorado con geoceldas
      - Compactación mecánica y mejoramiento de la superficie
      - Sustitución de dos 2m de material en la corona