Asentamientos generados por consolidación secundaria del barrio S

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Universidad de La Salle Universidad de La Salle 
Ciencia Unisalle Ciencia Unisalle 
Ingeniería Civil Facultad de Ingeniería 
10-9-2006 
Asentamientos generados por consolidación secundaria del Asentamientos generados por consolidación secundaria del 
barrio San José de Bavaria perteneciente a la localidad de Suba barrio San José de Bavaria perteneciente a la localidad de Suba 
en Bogotá D.C en Bogotá D.C 
Germán Eduardo Castro Bermeo 
Universidad de La Salle, Bogotá 
Juan José Daza Marín 
Universidad de La Salle, Bogotá 
Carlos Fabian García Torres 
Universidad de La Salle, Bogotá 
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Citación recomendada Citación recomendada 
Castro Bermeo, G. E., Daza Marín, J. J., & García Torres, C. F. (2006). Asentamientos generados por 
consolidación secundaria del barrio San José de Bavaria perteneciente a la localidad de Suba en Bogotá 
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ASENTAMIENTOS GENERADOS POR CONSOLIDACIÓN SECUNDARIA DEL 
BARRIO SAN JOSÉ DE BAVARIA PERTENECIENTE A LA LOCALIDAD DE 
SUBA EN BOGOTÁ D.C. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
GERMÁN EDUARDO CASTRO BERMEO 
JUAN JOSÉ DAZA MARÍN 
CARLOS FABIAN GARCÍA TORRES 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
UNIVERSIDAD DE LA SALLE 
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL 
BOGOTÁ D.C. 
2006 
ASENTAMIENTOS GENERADOS POR CONSOLIDACIÓN SECUNDARIA DEL 
BARRIO SAN JOSÉ DE BAVARIA PERTENECIENTE A LA LOCALIDAD DE 
SUBA EN BOGOTÁ D.C. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
GERMÁN EDUARDO CASTRO BERMEO 
JUAN JOSÉ DAZA MARÍN 
CARLOS FABIAN GARCÍA TORRES 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Trabajo de grado presentado como requisito parcial para optar el título de 
Ingeniero Civil 
 
 
 
 
 
Director temático 
Ing. Fernando Alberto Nieto Castañeda 
 
Asesora metodológica 
Mag. Rosa Amparo Ruiz Saray 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 UNIVERSIDAD DE LA SALLE 
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL 
BOGOTÁ D.C. 
2006 
 
Nota de aceptación: 
___________________________________________
___________________________________________
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___________________________________________
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________________________________ 
Firma del presidente de jurado 
 
 
 
________________________________ 
Firma del jurado 
 
 
 
________________________________ 
Firma del jurado 
 
 
 
Bogotá D.C. Octubre 09 del 2006 
DEDICATORIA 
 
A mis padres José Castro Ramírez, Marlén Bermeo y mi hermana Andrea 
Castro, por estar conmigo en los mejores momentos de lo que hasta ahora he 
podido vivir, pero sobre todo por acompañarme en las circunstancias difíciles, 
guiándome, brindándome su apoyo incondicional e incentivándome para seguir 
adelante y así lograr alcanzar todas las metas que hasta ahora me he 
propuesto, poniendo en práctica todos sus consejos y su ejemplo que es lo 
más importante que me han podido enseñar. A mi abuelita Inés Ramírez a 
quién aún recuerdo con mucho cariño, el mismo que nos entregó durante sus 
años de vida y que fue pilar fundamental para que mi familia sea lo que es hoy 
en día. 
 
 
GERMÁN EDUARDO CASTRO BERMEO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DEDICATORIA 
 
A mi padre Iván José Daza Peralta que me brindó su apoyo para cumplir con 
mis estudios, a mi tía Cira Jaiset Fuentes Peralta quien desde niño me ha 
guiado con amor y aconsejado siempre, en esta corta vida que llevo. A mi 
madre Elizabet Marín Gouriyu por darme la vida y apoyarme y estar pendiente 
de mí. 
 
A mi tía Maria Yadira Cerchar Peralta y mi abuela Priscila Lorenza Peralta 
Mendoza por sus consejos en los momentos difíciles de mi vida. 
 
A mi tía Luz Mila Cerchar Peralta, a mis primos hermano Gilbert José meza 
Cerchar, Emilio José Meza Cerchar, Pablo José meza Cerchar y Emelina 
Almazo Cerchar por estar conmigo en todos los momentos de mi vida y a todos 
mis hermanos por darme su amor y apoyo, por último quiero dedicarle este 
triunfo a mi tío fallecido Pedro José Peralta Mendoza y a todos aquellos 
familiares que ya se fueron y no me acompañan en este momento de gloria, Sé 
que desde el cielo me iluminarán para realizar bien las cosas en mi vida 
profesional. 
 
 
JUAN JOSÉ DAZA MARÍN 
 
DEDICATORIA 
 
A mi padre Carlos Alfredo García Vargas, quien me brindo su apoyo para 
cumplir con mis laborales académicas y mediante sus consejos he logrado 
superar los obstáculos y dificultades que se han presentado a lo largo de mi 
vida, considerándolo más que padre un amigo. Cumpliéndole así, el sueño de 
ver a otro de sus hijos como ingeniero. A mi madre Sonia Torres de García, 
junto con mi hermana Margarita García quienes hicieron lo posible para que yo 
siguiera en la universidad y quienes formaron de mí, una persona integra; 
gracias a su paciencia, motivación y apoyo incondicional que me brindaron 
durante los años de estudio, para la culminación de la carrera. 
 
A todos ellos, quienes estarán junto a mí para toda la vida y disfrutarán de los 
frutos cosechados. 
 
 
CARLOS FABIAN GARCÍA TORRES 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
AGRADECIMIENTOS 
 
Los autores expresan su agradecimiento: 
 
A FERNANDO NIETO, el cual como director nos orientó y colaboró durante 
todo el desarrollo del proyecto y nos facilitó la obtención de la extracción de las 
muestras a estudiar. 
 
A ROSA AMPARO RUÍZ SARAY, guiándonos en la forma de presentación del 
proyecto de grado y aportando ideas para mejorar la calidad del trabajo escrito. 
 
 A EXPLORACIONES GEOTÉCNICAS: J. EDILBERTO GRANADOS (JEG), del 
cual obtuvimos las muestras a ensayar para determinar la importancia de los 
asentamientos que se presentan por consolidación secundaria en la localidad 
de Suba. 
 
A JOSÉ LUIS ROZO y RICARDO FAJARDO, quienes brindaron su 
colaboración durante los ensayos realizados a las muestras en los laboratorios 
de la Universidad de la Salle. 
 
Igualmente expresamos nuestros agradecimientos a todas aquellas personas 
que de manera indirecta, colaboraron para la culminación del presente trabajo 
de grado. 
CONTENIDO 
 
 Pág.
INTRODUCCIÓN 18
1. EL PROBLEMA 19
1.1 LÍNEA 19
1.2 TÍTULO 19
1.3 DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA 19
1.4 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA 22
1.5 JUSTIFICACIÓN 22
1.6 OBJETIVOS 23
1.6.1 Objetivos generales 23
1.6.2 Objetivos específicos 23
2. MARCO REFERENCIAL 24
2.1 MARCO TEÓRICO 24
2.1.1 El proceso de consolidación 24
2.1.1.1 Consolidación secundaria 29
 
 
 
 
 
 
2.1.2 Asentamientos 37
2.2 MARCO CONCEPTUAL 39
2.3 MARCO NORMATIVO 43
2.4 MARCO CONTEXTUAL 44
3. METODOLOGÍA 47
3.1 DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN 47
3.2 OBJETO DE ESTUDIO 49
3.3 INSTRUMENTOS 49
3.4 VARIABLES 50
3.5 HIPÓTESIS 50
4. TRABAJO INGENIERÍL 51
4.1 DESARROLLO 51
4.2 RESULTADOS 57
4.2.1 Determinación de la humedad 574.2.2 Límites de consistencia 58
4.2.3 Gravedad específica 60
4.2.4 Análisis por hidrómetro 61
4.2.5 Determinación del contenido de materia orgánica 63
4.2.6 Ensayo de Consolidación 63
4.2.6.1 Curvas de Compresibilidad 65
4.2.6.2 Curvas de Consolidación 70
4.3 ANÁLISIS DE RESULTADOS 83
5. COSTOS DE LA INVESTIGACIÓN 88
5.1 RECURSOS MATERIALES 88
5.2 RECURSOS INSTITUCIONALES 88
5.3 RECURSOS TECNOLÓGICOS 89
5.4 RECURSOS HUMANOS 89
5.5 RECURSOS FINANCIEROS 90
6. CONCLUSIONES 91
7. RECOMENDACIONES 94
BIBLIOGRAFÍA 96
ANEXOS 100
 
 
 
 
 
 
LISTA DE TABLAS 
 
 Pág.
Tabla 1. Trabajos de grado e investigaciones que incluyen consolidación 
ffffffffffffffsecundaria 
21
Tabla 2. Parámetro según el cambio en la deformación (εα) 34
Tabla 3. Tipo de suelo según la relación de Cα/Cc 35
Tabla 4. Compresibilidad del suelo según los índices de compresión 36
Tabla 5. Normas Técnicas Colombianas (NTC) contenidas en la NRS-98 43
Tabla 6. Identificación de variables 50
Tabla 7. Contenido de humedad 57
Tabla 8. Gravedad específica de cada muestra 60
Tabla 9. Resultados del ensayo del hidrómetro 61
Tabla 10. Actividad de las muestras extraídas 62
Tabla 11. Resultados del ensayo del contenido de materia orgánica 63
Tabla 12. Relación de preconsolidación 70
Tabla 13. Porcentajes de asentamiento por consolidación primaria y 
ssssssssssecundaria 
 
81
Tabla 14. Datos y resultados del ensayo de consolidación 81
Tabla 15. Presupuesto de materiales, suministros e insumos 88
Tabla 16. Presupuesto de material tecnológico 89
Tabla 17. Presupuesto para recursos humanos 89
Tabla 18. Presupuesto global 90
Tabla 19. Esfuerzos para el perfil estratigráfico 103
Tabla 20. Datos de laboratorio, límites de consistencia muestra 1 110
Tabla 21. Resultados límites de consistencia muestra 1 110
Tabla 22. Datos de laboratorio, límites de consistencia muestra 2 111
Tabla 23. Resultados límites de consistencia muestra 2 111
Tabla 24. Datos de laboratorio, límites de consistencia muestra 3 112
Tabla 25. Resultados límites de consistencia muestra 3 112
Tabla 26. Datos de laboratorio, límites de consistencia muestra 4 113
Tabla 27. Resultados límites de consistencia muestra 4 113
Tabla 28. Datos de laboratorio, límites de consistencia muestra 5 114
Tabla 29. Resultados límites de consistencia muestra 5 114
 
LISTA DE FIGURAS 
 
 Pág.
Figura1.2Celda convencional para consolidación con pesas 27
Figura 2. Curva de consolidación de Casagrande 28
Figura 3. Curva de consolidación de Taylor 31
Figura 4. Mapa de localidades de Bogotá, D.C. Zona de estudio 46
Figura 5. Perfil estratigráfico 54
Figura 6. Carta de plasticidad 58
Figura 7. Curva de compresibilidad. Muestra 1 66
Figura 8. Curva de compresibilidad. Muestra 2 67
Figura 9. Curva de compresibilidad. Muestra 3 68
Figura 10. Curva de compresibilidad. Muestra 4 69
Figura 11. Curva de consolidación por Taylor. Muestra 1 73
Figura 12. Curva de consolidación por Casagrande. Muestra 1 74
Figura 13. Curva de consolidación por Taylor. Muestra 2 75
Figura 14. Curva de consolidación por Casagrande. Muestra 2 
Figura 15. Curva de consolidación por Taylor. Muestra 3 
76
77
Figura 16. Curva de consolidación por Casagrande. Muestra 3 78
Figura 17. Curva de consolidación por Taylor. Muestra 4 79
Figura 18. Curva de consolidación por Casagrande. Muestra 4 80
Figura 19. Curva de fluidez muestra 1 110
Figura 20. Curva de fluidez muestra 2 111
Figura 21. Curva de fluidez muestra 3 112
Figura 22. Curva de fluidez muestra 4 113
Figura 23. Curva de fluidez muestra 5 114
Figura 24. Curva de consolidación por Taylor (Errada). Muestra 5 119
Figura 25. Correlación 1 120
Figura 26. Correlación 2 120
Figura 27. Correlación 3 121
Figura 28. Correlación 4 121
Figura 29. Correlación 5 122
Figura 30. Correlación 6 122
Figura 31. Correlación 7 123
 
LISTA DE FOTOGRAFÍAS 
 
 Pág.
Fotografía 1. Lote para extracción de muestras 51
Fotografía 2. Lote para extracción de muestras 51
Fotografía 3. Equipo utilizado para la extracción de las muestras 52
Fotografía 4. Muestras para humedad 57
Fotografía 5. Proceso de remoción de aire 60
Fotografía 6. Cilindros de sedimentación y control 61
Fotografía 7. Bancos de consolidación 63
Fotografía 8. Bancos de consolidación 63
Fotografía 9. Montaje del equipo para extracción de las muestras 100
Fotografía 10. Iniciación de la perforación 100
Fotografía 11 Tubo de pared delgada con la muestra 101
Fotografía 12. Extracción de la muestra del interior del tubo de pared 
dgdggggggggb delgada 
101
 
 
LISTA DE ANEXOS 
 
 Pág.
ANEXO A. Fotografías de extracción de muestras 100
ANEXO B. Modelo de cálculo para determinar , tabla de esfuerzos Tγ
fffffggfgfggPerfil estratigráfico y determinación de cargas en banco de 
fgfhhjhjkhjfconsolidación 
 
102
ANEXO C. Formato de laboratorio. Humedad del suelo y Limites de 
fgfffnhfgshConsistencia 
104
ANEXO D. Determinación del contenido de materia orgánicaa 
ssssssssssMediante pérdida por ignición 
105
ANEXO E. Formato de laboratorio. Gravedad Específica 106
ANEXO F. Formato de laboratorio. Análisis por Hidrómetro 107
ANEXO G. Formato de laboratorio. Consolidación 108
ANEXO H. Resultados de los ensayos de límites de consistencia 110
ANEXO I. Tablas de datos y resultados. Ensayo de consolidación 115
ANEXO J. Curva de consolidación muestra 5 (13.20 – 14.00 m) 119
ANEXO K. Correlaciones según Tabla 11 120
 
 
 
 
INTRODUCCIÓN 
 
Los estudios de los asentamientos son de vital importancia para el diseño de las 
cimentaciones de las obras civiles, evitándose así las fisuras en muros, placas u 
otros elementos ó colapsos que se pueden producir en el tiempo debido a estas 
deformaciones del suelo. 
 
Los asentamientos que se presentan pueden ser catalogados como instantáneos, 
por consolidación primaria y por consolidación secundaria, para el desarrollo del 
trabajo de grado que enfatiza en estos últimos se realizó una recopilación de todos 
los estudios e investigaciones que al respecto se han elaborado, con el fin de 
orientar la investigación. Una vez establecida la metodología de la investigación, 
por medio de un sondeo profundo en el lugar de estudio se obtuvieron cinco 
muestras a diferentes profundidades, las cuales previo análisis que involucró 
ensayos de caracterización que permitieron conocer el suelo en estudio, fueron 
luego analizadas mediante el proceso de la consolidación secundaria. 
 
Esta investigación es el punto de partida de un documento completo y consistente 
al respecto que de cobertura a distintas zonas de la ciudad con futuros trabajos de 
grado que sirvan como complemento a los lineamientos iniciales que aquí se 
impartieron. 
 
1. EL PROBLEMA 
 
1.1 LÍNEA 
El proyecto de investigación desarrollado corresponde a la línea de investigación 
de eventos naturales y riesgos en obras civiles según las líneas de investigación 
establecidas por la facultad de Ingeniería Civil. 
 
1.2 TÍTULO 
Asentamientos generados por consolidación secundaria del barrio San José de 
Bavaria perteneciente a la localidad de Suba en Bogotá D.C. 
 
1.3 DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA 
La investigación que se adelantó como proyecto de grado surgió bajo la necesidad 
de analizar el comportamiento de los suelos blandos existentes en Bogotá D.C. 
frente al proceso de consolidación; haciendo énfasis en su etapa secundaria, que 
generalmente es catalogada con una importancia de menor grado en cuanto al 
asentamiento que es producido en la consolidación primaria. 
 
Este es un tema poco tratado académica y experimentalmente en el país, debido a 
que las observaciones y búsquedas efectuadas arrojaron resultados 
verdaderamente pobres al respecto; es decir, que se contó con un material de 
apoyo escaso en el ámbito de los estudios realizados sobre el tema a tratar, lo 
cuallo hace igualmente relevante dentro del campo investigativo; éste fue 
desarrollado en el barrio San José de Bavaria, una zona de suelos blandos 
perteneciente a la localidad de Suba de la ciudad de Bogotá, como parte inicial de 
un estudio que se llevará a cabo para cubrir la totalidad de las zonas donde se 
encuentren este tipo de suelos y en algunos casos se evidencien daños sobre 
diferentes tipos de estructuras (edificios, puentes, etc.), debidos a los procesos de 
consolidación que sufre el suelo y que traen consigo los asentamientos. 
 
Se ha observado que en ocasiones los suelos de gran parte de la ciudad 
continúan asentándose en mayor magnitud y por mucho tiempo después de haber 
culminado la consolidación primaria y por ende se supone que los asentamientos 
más importantes que pudieran presentarse han cesado. Por tanto teóricamente los 
asentamientos que ahora se presentan son aquellos que se generan por 
consolidación secundaria y cobrarían importancia de acuerdo a lo expuesto 
anteriormente. 
 
 20
Tabla 1. Trabajos de grado e investigaciones que incluyen consolidación secundaria 
 
TÍTULO 
 
AUTOR (ES) 
 
NACIONALIDAD 
 
INSTITUCIÓN 
 
DESCRIPCIÓN 
Comportamiento 
argotrópico y creep 
en arcillas de 
Bogotá 
Ana Karina Hoyos 
Cuadrado Colombiana 
Universidad de los 
Andes 
Tesis de grado 
(Magíster en 
Ingeniería Civil). 
2005 
 
Comportamiento de 
losas de 
cimentación durante 
el proceso de 
consolidación 
John Jairo Silva 
Castro Colombiano 
Universidad 
Nacional de 
Colombia 
Tesis (Magíster en 
Geotecnia). 
Facultad de 
Ingeniería. 2003 
Tratamiento 
numérico del 
problema de la 
consolidación 
unidimensional 
José Agustín Clavijo 
Mendoza Colombiano 
Universidad 
Nacional de 
Colombia 
Tesis (Ingeniero 
Civil). Facultad de 
Ingeniería. 2003 
Alejandro Sabelli 
Esteban Rodríguez 
Arcillas activas en 
Argentina. 
Diagnóstico y 
remediación 
Walter Rago 
Argentinos 
Universidad 
Tecnológica 
Nacional 
Informe de avance 
No.5 Relaciones de 
tensión-
deformación-tiempo-
compresibilidad de 
estratos confinados. 
2002 
La consolidación 
secundaria de las 
arcillas 
Fernando Muzás 
Labad Español 
Revista de obras 
públicas 
Artículo de carácter 
científico. 1998 
No. 3374 
Cimentar C Versión 
1.5 
Geovanni H. 
Castellanos G. Colombiano 
Pontificia 
Universidad 
Javeriana 
Tesis (Ingeniero 
Civil). Programa. 
1996 
Andrzej Niemunis Polaco Technical University of Gdañsk 
Viscous behaviour 
of soil under 
oedometric 
condition Stefan Krieg Alemán 
Technical University 
os Karlsruhe 
Investigación de 
carácter científico. 
1996 
Asientos de 
cimentaciones sobre 
arcillas rígidas 
José A. Jiménez 
Salas Español 
Revista de obras 
públicas 
Artículo de carácter 
científico. 1992 
No. 3315 
Validación de 
correlaciones entre 
propiedades de 
consolidación, 
compresión 
encofinada y Límites 
de Atterberg 
Álvaro Ignacio Coto 
Torres Colombiano 
Revista de ciencias 
e ingeniería al día 
Artículo de carácter 
científico. 
 
 21
Consolidation and 
settlement in clay 
William Miller Jr. Americano No especificado 
Artículo de carácter 
científico. 
 
 
1.4 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA 
¿Cuál es la importancia de los asentamientos por consolidación secundaria en la 
localidad de suba (barrio San José de Bavaria), de Bogotá D.C? 
 
1.5 JUSTIFICACIÓN 
Los aspectos principales a tener en cuenta para el diseño y construcción de una 
obra civil son: estabilidad, deformación, impacto ambiental y el factor económico. 
La deformación en los suelos blandos ha traído consecuencias para las 
estructuras, lo cual lleva a pensar que diseños y modelos carecen de aspectos 
que hacen que los asentamientos que se producen superen los estimados, este 
hecho trae consigo la generación de daños importantes e irreparables en la 
estructura de una edificación ó el colapso de la misma en el peor de los casos. 
 
El proceso de consolidación tiene lugar principalmente en los suelos denominados 
“finos” como las arcillas. Como se sabe los suelos de la ciudad de Bogotá son en 
su mayor parte de este tipo, afectando diferentes edificaciones que se encuentran 
en el suelo mencionado por dicho fenómeno. La consolidación puede presentar 
dos fases o etapas, que la clasifican en consolidación primaria y secundaria. El 
presente trabajo de grado se ocupa de esta última, ya que es la menos estudiada 
 22
académicamente de las dos y puede ser la causa de deformaciones importantes 
en suelos blandos, lo cual indica la importancia de estudiar este fenómeno. 
 
1.6 OBJETIVOS 
1.6.1 Objetivo general 
Evaluar los asentamientos producidos por consolidación secundaria en el 
laboratorio, con muestras tomadas en el barrio San José de Bavaria, perteneciente 
a la localidad de Suba de la Ciudad de Bogotá. 
 
1.6.2 Objetivos específicos 
• Determinar el procedimiento que se va a adoptar para el análisis de las 
muestras con base en estudios previos, dicho procedimiento estará enfocado 
en el ámbito experimental mediante ensayos de laboratorio y no define en 
ningún momento un seguimiento a una cimentación de una estructura real. 
• Especificar los procesos de consolidación secundaria que sufren las muestras 
recolectadas en la zona de estudio, a partir de los ensayos de laboratorio 
realizados a dichas muestras. 
• Establecer cual de los procesos de consolidación; primaria ó secundaria, 
produce mayor porcentaje de asentamiento sobre los suelos analizados. 
 23
2. MARCO REFERENCIAL 
 
2.1 MARCO TEÓRICO 
2.1.1 El proceso de consolidación, todo suelo tiende a deformarse cuando se 
aplican cambios en su estado de esfuerzos; dicha deformación se debe a un 
cambio de volumen, en el cual influyen características como la permeabilidad del 
suelo. En el caso de los suelos finos como las arcillas este cambio tiene lugar en 
un amplio intervalo de tiempo, debido a su baja ó incluso muy baja permeabilidad, 
durante dicho cambio de volumen gradualmente se presentan un flujo lento de 
agua, una compresión del suelo y una transferencia del esfuerzo aplicado que se 
traduce en un aumento de la resistencia; dicho esfuerzo es asumido en principio 
en su totalidad por el agua intersticial presente, por lo que la presión intergranular 
inicial que presenta el suelo en ese momento aún se mantiene; el fenómeno 
descrito anteriormente es denominado consolidación. 
 
La compresión que se genera en el fluido causa excesos en las presiones de 
poros cuyo valor inicial al instante de la aplicación de la carga es máximo e igual a 
ésta y va en disminución con el transcurrir del tiempo a medida que ocurre el 
fenómeno de la consolidación, en el que la relación de vacíos inicial que 
presentaba el suelo se ve disminuida y además avanza en menor tiempo en las 
partes superior e inferior del depósito de suelo que hacía el centro del mismo, en 
el caso de que exista drenaje en ambas fronteras, condición que se denomina 
doble drenaje. 
 
En suelos granulares como las arenas, la deformación que ocurre debido a una 
carga aplicada sucede de manera inmediata comparativamente con el caso de las 
arcillas, debido a que en dichos suelos granulares las presiones de poros se 
disipan muy rápido, gracias a la alta permeabilidad de este tipo de suelos. 
 
La consolidación genera un cambio de las fuerzas interparticulares, tiene un gran 
efecto en la resistencia del suelo, como se había indicado anteriormente y 
ocasiona un reacomodamiento en la estructura del mismo, ya que con la salida del 
agua, se generan espacios que posteriormente van a ser ocupados por las 
partículas del suelo, cuando éste empieza a comprimirse. La reducción del 
volumen de los poros y por tanto de la masa del suelo, produce asentamientos 
sobre éste afectando las estructuras que lo utilizan como suelo de fundación. 
 
Al analizar la consolidación, se prefiere utilizar modelos unidimensionales que 
simplifican loscálculos del asentamiento, ya que además las deformaciones 
horizontales que se presentan en el suelo, sobretodo cerca del área cargada, 
suelen ser menores con respecto a los desplazamientos verticales, por tanto los 
primeros suelen ser despreciables, dicho asentamiento debido a la compresión del 
suelo se debe a la disminución del volumen de vacíos y se analiza en términos de 
esfuerzo efectivo, que es como el suelo asume al final del proceso la carga 
 25
aplicada, ya que las presiones de poros son nulas. El período de tiempo en el cual 
ocurre este proceso, se identifica como consolidación primaria y sus efectos 
sobre un suelo dependen en gran medida de la composición, estructura y en 
especial de la relación de vacíos, muchas de esas condiciones mecánicas o 
químicas del suelo están dadas por la historia geológica y el esfuerzo efectivo al 
que éste se encuentra en el terreno σ’o. La condición de consolidación de un suelo 
en terreno suele ser definida gracias a la relación de vacíos y al esfuerzo de 
preconsolidación σ’P; una relación de vacíos alta indica que existe agua en gran 
cantidad contenida en los espacios interparticulares, lo cual contribuye a 
incrementar el potencial para un cambio de volumen. En el rango de recompresión 
comprendido entre el esfuerzo efectivo actual y el esfuerzo de preconsolidación no 
se generan mayores desplazamientos interparticulares, al contrario de lo que 
sucede en el rango de compresión, localizado para esfuerzos superiores al 
esfuerzo de preconsolidación. 
 
Con el fin de determinar la velocidad y el tiempo que puede tardar el suelo en 
deformarse, se realizan ensayos de laboratorio. Es posible encontrar dichas 
variables por el ensayo de Consolidación Unidimensional, el cual consiste en 
colocar una muestra de suelo dentro de un anillo rígido y en medio de piedras 
porosas que permiten la disipación del agua cuando se aplican cargas al 
espécimen del suelo. A dicha prueba se le puede adicionar agua para observar el 
comportamiento que puede sufrir el suelo cuando está saturado; durante el ensayo 
se toman lecturas de los asentamientos con sus respectivos tiempos, por medio 
 26
del deformímetro, el sistema está unido a una barra de carga, en la cual se 
pueden modificar las cargas aplicadas al suelo en estudio. 
 
Cuando se realizan pruebas de consolidación primaria a muestras de suelo, se 
busca en primera instancia establecer los parámetros de consolidación cv 
(coeficiente de consolidación vertical) y mv (coeficiente de compresibilidad 
volumétrica), simulando las principales consideraciones de las hipótesis de 
Terzaghi al respecto; deformación vertical y flujo vertical de agua intersticial. 
Figura 1. Celda convencional para consolidación con pesas 
 
 
 
 
Es importante al inicio del ensayo cargar la muestra de suelo por un intervalo de 
tiempo determinado, puesto que el espécimen de suelo al ser extraído tiende 
 27
aumentar su volumen como producto del desconfinamiento al no estar sometido a 
los esfuerzos efectivos del terreno. Una vez terminado este proceso el suelo se 
comporta tal cual como en el terreno y se puede empezar el proceso de carga y 
descarga para determinar el esfuerzo que éste puede soportar y el tiempo que 
tarda en deformarse. 
 
Los valores obtenidos del ensayo de Consolidación Unidimensional, se analizan 
mediante gráficas que reciben el nombre de curvas de consolidación las cuales a 
su vez se designan como curva de consolidación de Taylor cuando relacionan las 
lecturas de deformación con la raíz cuadrada del tiempo o curva de consolidación 
de Casagrande cuando se relacionan en las abscisas el logaritmo del tiempo y en 
las ordenadas la deformación como se muestra en la siguiente figura. 
 
Figura 2. Curva de consolidación de Casagrande 
 
CURVA DE CONSOLIDACIÓN 
Efecto por 
Primaria 
Consolidación 
Primaria 
Consolidación 
Secundaria 
t100 Efecto por 
Secundaria 
A
B
C
LOG T (min)
 28
Este tipo de gráficas pueden ser elaboradas para cada uno de los incrementos de 
carga que se realicen en el ensayo de consolidación y su tramo inicial; es decir, el 
tramo AB representa la deformación que presenta el suelo únicamente por el 
fenómeno de la consolidación primaria, en tanto que la zona BC indica la 
deformación que se produce debido al flujo plástico de las partículas del suelo, 
fenómeno que recibe el nombre de consolidación secundaria, debido a lo 
enunciado anteriormente se suele considerar que dicha deformación puede 
carecer de importancia si el esfuerzo aplicado no supera, por lo menos la mitad de 
la resistencia del suelo, sin embargo resultados de ensayos de laboratorio 
muestran que dicho proceso inicia a esfuerzos muy bajos. 
 
Por tales motivos algunos diseñadores consideran útil el implementar las pruebas 
de consolidación secundaria como un análisis de capacidad portante, mientras 
que otros consideran que si la resistencia al corte del suelo, ofrece un factor de 
seguridad bastante confiable los efectos de la consolidación secundaria se pueden 
llegar a ser despreciables. La consolidación secundaria es aún un fenómeno del 
que se desconocen varios aspectos, como por ejemplo motivos más concretos por 
los cuales ocurre, sin embargo las últimas investigaciones adelantadas al 
respecto, indican que modelos reológicos pueden llegar a describir de manera 
completa dicho fenómeno. 
 
2.1.1.1 Consolidación secundaria, una vez se considera terminada la 
consolidación primaria; es decir, cuando gran parte de los excesos en las 
 29
presiones de poros han sido disipados, el asentamiento sigue presentándose 
debido al flujo viscoso de la estructura del suelo sometido a un esfuerzo constante 
y la composición química que puede llegar a tener dicho suelo. Este fenómeno se 
presenta a una velocidad que es lineal en función del logaritmo del tiempo y que 
depende de las características plásticas, en el caso de tratar con suelos arcillosos. 
 
En esta etapa la compresión ocurre a una tasa tan pequeña que el flujo de agua 
hacía el exterior ya no es considerado como factor de control para dicho 
fenómeno, que se manifiesta o es apreciable en la forma del segmento final que 
presentan las curvas de consolidación; en muestras en las cuales se presenta una 
etapa de consolidación secundaria importante, suele preferirse el realizar un 
análisis por la curva de consolidación de Taylor, ya que en estos casos la curva de 
Casagrande no muestra la forma común para lograr establecer de manera 
aproximada el punto para el cual se ha producido el 100% de consolidación 
primaria. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 30
Figura 3. Curva de consolidación de Taylor 
 
 
CURVA DE CONSOLIDACIÓN 
T (min) 
Efecto por secundaria 
Efecto por primaria 
 Consolidación Primaria 
 
Consolidación Secundaria 
 
Al contrario de la consolidación primaria relevante en los suelos finos, la 
deformación plástica es importante tanto en suelos finos como gruesos ya que la 
línea de consolidación secundaria describe la línea básica de flujo viscoso de las 
partículas del suelo cuando la carga es soportada totalmente por el esqueleto de 
éste. Se ha identificado que los suelos normalmente consolidados y suelos con un 
alto contenido orgánico son los más susceptibles a los efectos de la consolidación 
secundaria, ésta puede ser representada en laboratorio mediante la gráfica de 
relación de vacíos por el logaritmo del tiempo ó la raíz del tiempo. Cuando la 
gráfica tiene pendiente y es aproximadamente lineal, se puede determinar el 
índice de consolidación secundaria Cα, que suele presentar los siguientes valores 
dependiendo del tipo de suelo que se analice “para arcillas sobreconsolidadas 
 31
(0.0005 – 0.0015), para arcillas normalmente consolidadas (0.005 – 0.03) y para 
arcillas, limos, turbas y orgánicos (0.04 – 0.1)”1 
 
La relación más sencilla que se ha propuesto para expresarlos efectos de la 
consolación secundaria es2: 
o
O t
tLogHCH 10α=Δ
Donde: 
ΔH = Disminución del espesor de la capa de suelo 
Ho = Espesor inicial 
t0 = Tiempo a partir del cual predomina el fenómeno de la consolidación 
secundaria 
t = Tiempo final tomado una vez ha culminado el ensayo de la consolidación 
secundaria 
Cα = Índice de la consolidación secundaria 
 
“Sin embargo existen hipótesis que fueron trabajadas para la estimación de el 
asentamiento secundario para algunos casos simples, es el caso de Raymond y 
Wahls (1976) y Mesri y Godlewski (1977) quienes definieron el índice de 
compresión secundaria Cα como: 
 
 
1CERNICA, John N. Foundation Design. Canadá: Wiley. 1995. p.63. ISBN 0-471-30887-0. 
 
2 JIMÉNEZ SALAS, J.A. Geotecnia y cimientos. 2 ed. Madrid: Editorial Rueda, 1975. V.3. p. 873-875. ISBN 
84-7207-017-4. 
 32
t
eC
logΔ
Δ
=α
Donde, 
Δe = El cambio en la relación de vacíos a lo largo de una parte de la gráfica de 
relación de vacíos contra el logaritmo del tiempo entre los tiempos t1 y t2. 
Δt = El tiempo entre t2 y t1. 
 
La pendiente de la curva de compresión secundaria se puede expresar en 
términos del el índice de compresión secundaria Cα de acuerdo a las graficas 
tanto de Taylor como de Casagrande después de completada la consolidación 
primaria; Así mismo es posible determinar el cambio en la deformación εα por 
medio de la siguiente expresión: 
100
1
(%) x
e
C
o
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
+
=
αεα 
Donde, 
εα = Cambio en la deformación 
Cα = Índice de consolidación secundaria 
eo = relación de vacíos inicial 
Los valores del cambio de la deformación (εα) indican los siguientes parámetros: 
 33
Tabla 2. Parámetros según el cambio en la deformación (εα) 
εα (%) COMPRESIBLIDAD SECUNDARIA 
< 0.2 Muy baja 
0.2 – 0.4 Baja 
0.4 -.08 Media 
0.8 – 1.6 Alta 
1.6 – 3.2 Muy alta 
> 3.2 Extremadamente alta 
 
A través del tiempo científicos como Ladd (1971) y otros, y resumido por Raymond 
y Wahls (1976) crearon suposiciones acerca del comportamiento de suelo de 
grano fino en compresión secundaria, en las cuales: 
 
1. Cα es independiente del espesor de la capa de suelo. 
2. Cα es independiente de todo el proceso de la consolidación primaria. 
3. La relación Cα/Cc es aproximadamente constante para arcillas normalmente 
consolidadas encima del rango normal de presiones de ingeniería.”3 
 
 
3Traducido y modificado: HOLTZ, Robert D. y KOVACS, William D. An introduction to geotechnical 
engineering. New Jersey: Editorial Pretince – Hall, 1981. p. 405-409. ISBN 0-13-484394-0. 
 34
Según (Mesri:1980) los valores de Cα/Cc de todos los suelos están en el rango de 
0.01 a 0.07, típicamente en el rango de 0.03 a 0.06, como se muestra en la 
siguiente tabla: 
Tabla 3. Tipo de suelo según la relación Cα/Cc. 
Cα/Cc TIPO DE SUELO 
0.02 +/- 0.01 Suelos granulares 
0.03 +/- 0.01 Arcillas firme (Lutitas) 
0.04 +/- 0.01 Arcillas inorgánicas blandas 
0.05 +/- 0.01 Arcillas orgánicas blandas y limos 
0.06 +/- 0.01 Turbas 
 
La tasa a la cual se presenta la consolidación secundaria decrece continuamente 
con el tiempo, la ecuación inicial para hallar asentamientos con el ultimo 
incremento de carga es idéntica a la implementada para hacer este cálculo en la 
consolidación primaria; 0
01
L
e
eS
+
Δ
= , para suelos normalmente consolidados los 
asentamientos por consolidación primaria se calculan mediante la siguiente 
ecuación 
o
oxHx
e
CcS
σ
σσ Δ+
+
= log
1 0
. 
 
El tiempo en el cual se efectúen las pruebas para hallar la consolidación 
secundaria debe ser prolongado estimando que los efectos por consolidación 
primaria tardan poco tiempo en desarrollarse, en campo este tiempo puede ser de 
meses o años, en cualquier caso la consolidación secundaria va careciendo de 
importancia con el transcurrir del tiempo. Como se mencionó anteriormente para 
 35
cualquier esfuerzo efectivo en cualquier tiempo la relación Cα/Cc es una constante 
en los tramos tanto de compresión como de recompresión. 
 
Se debe tener en cuenta que el valor de Cα no se mantiene constante con el 
tiempo en la mayoría de los casos, de aquí que este valor pueda presentar un 
aumento o disminución en el rango de consolidación para el cual Cc permanece 
constante, aumenta o disminuye con el esfuerzo efectivo. Los valores del índice de 
compresión (CC) para suelos naturales indican que la mayoría de los suelos 
inorgánicos tienen valores de Cc en el rango de 0.2 a 0.8; y los suelos orgánicos 
en el rango de 1.6 a más de 3.2 (Mesri: 1980). 
 
Tabla 4. Compresibilidad del suelo según los Índices de compresión 
ÍNDICE DE 
COMPRESIÓN 
(Cc) 
COMPRESIBILIDAD 
< 0.2 Muy baja 
0.2 – 0.4 Baja 
0.4 – 0.8 Media 
0.8 – 1.6 Alta 
1.6 – 3.2 Muy alta 
> 3.2 Extremadamente alta 
 
Ya que en terreno la relación entre el tiempo en el cual se desarrolla la 
consolidación secundaria y la primaria es generalmente pequeño, Cα suele ser 
asumido de forma independiente al tiempo para realizar un análisis de 
 36
asentamiento, dicho valor dependerá finalmente de la relación entre el esfuerzo 
efectivo inicial y el de preconsolidación, debido a que cuando σ’o se encuentra en 
el tramo de recompresión esta relación es menor que 0.7, por lo que el tiempo en 
el cual ocurre la consolidación primaria es pequeño y el asentamiento por 
consolidación secundaria es insignificante. 
 
Por otra parte cuando σ’o es cercano a σ’P el tiempo en el cual se desarrolla 
totalmente la consolidación primaria, puede todavía ser pequeño, pero el valor de 
CC se incrementa bastante, caso en el cual el asentamiento por consolidación 
secundaria puede ser el componente más importante del asentamiento total. Por 
último en el caso que σ’o sea mayor que σ’P y no se cuente con drenajes verticales 
la consolidación primaria puede ser demasiado prolongada y el asentamiento por 
consolidación secundaria es insignificante pero aquel que se presenta por 
consolidación primaria puede superar los estimativos al respecto; ahora bien en el 
caso que se instalen drenajes luego de la construcción puede que los efectos de la 
consolidación secundaria lleguen a ser intolerables. 
 
2.1.2 Asentamientos, los asentamientos o deformaciones que experimenta el 
suelo pueden ser causados por varias circunstancias o fenómenos, que hacen que 
los asentamientos totales que se producen en el mismo estén conformados por los 
asentamientos inmediatos, calculados mediante la teoría elástica e importantes en 
los suelos gruesos, para la consolidación primaria, relevantes en los suelos finos y 
 37
por último los producidos por consolidación secundaria ó denominados plásticos, 
de los cuales se hizo énfasis anteriormente. 
 
Cuando tiene lugar el proceso de consolidación en el suelo se generan a su vez 
otras circunstancias como son la disminución del volumen de los vacíos del suelo 
y por tanto la disminución del volumen de dicho suelo lo cual se manifiesta en el 
asentamiento de la superficie del mismo y por ende el asentamiento de aquellas 
estructuras que utilizan el suelo como fundación. Igualmente a medida que avanza 
el fenómeno de la consolidación el suelo sufre un incremento en sus esfuerzos 
efectivos, lo cual traduce que su resistencia al corte aumenta. Se estima que al 
finalizar el proceso de consolidación descrito las cargas que soporta el suelo son 
resistidas en su totalidad por el esqueleto del suelo. 
 
Como se ha mencionado hasta ahora, la consolidación primaria depende 
plenamente del flujo de agua hacía el exterior, por tal razón es conveniente pensar 
que dicho fenómeno depende de la permeabilidad que presente el depósito de 
suelo a tratar. Por ejemplo si se tratará de un depósito de arena o suelo granular, 
cuya permeabilidad es relativamente alta es claro que la disipación del exceso en 
laspresiones de poros, es un evento que ocurre en corto tiempo y se puede 
expresar que en el caso de una edificación, cuando ésta se encuentre culminada 
los excesos en las presiones de poros que se generaron se disiparon totalmente. 
 
 38
Por el contrario un depósito de suelo fino como una arcilla la consolidación 
primaria es un proceso que tarda mayor tiempo que en el caso de una arena, 
debido al hecho que este tipo de suelos están compuestos por partículas muy 
finas que le otorgan una condición de permeabilidad baja o muy baja, lo cual hace 
que la disipación del exceso de presiones de poros ocurra lentamente y si por 
ejemplo se tuviera una edificación en un suelo de este tipo la misma continuaría 
asentándose por mucho más tiempo luego de finalizada la construcción. Este 
hecho hace que los asentamientos por consolidación primaria tengan mayor 
relevancia en los suelos arcillosos que en otros tipos de suelo y al realizar un 
estudio al respecto es primordial establecer la velocidad a la cual ocurrirá dicho 
fenómeno y la magnitud del asentamiento que va a presentar el depósito arcilloso. 
 
2.2 MARCO CONCEPTUAL 
Los siguientes conceptos se consideran importantes dentro del desarrollo del 
presente estudio y proceden de los conocimientos adquiridos por los autores 
durante su formación profesional. 
 
Arcillas, suelo fino que presenta un comportamiento plástico en un amplio 
intervalo de humedad y cuyas propiedades dependen de los minerales que lo 
componen y de los enlaces iónicos intercambiables que presenta. La forma de 
placa plana que tienen las partículas que los conforman los hacen suelos de baja 
permeabilidad. 
 
 39
Asentamientos, deformaciones verticales que se producen en la masa de suelo, 
por la reacomodación de las partículas que se genera cuando la carga proveniente 
de una estructura se aplica sobre el área de una cimentación. 
 
Cimentación, parte de la estructura de obras civiles cuya función es transmitir las 
cargas de éstas al suelo de fundación. 
 
Consolidación primaria, disipación del exceso de presión de poros que se 
presenta en el suelo, debido al flujo de agua hacía el exterior. Este proceso genera 
asentamientos de la masa de suelo y es relevante en aquellos suelos de baja 
permeabilidad como las arcillas. 
 
Consolidación secundaria, proceso que tiene lugar una vez disipado el exceso 
de presión poros y que trae consigo la continuación de los asentamientos del 
suelo a una velocidad que es lineal al logaritmo del tiempo. Estos asentamientos 
se deben al flujo viscoso que se presenta en la estructura del suelo a un esfuerzo 
efectivo constante. 
 
Esfuerzos efectivos, dados exclusivamente por las fuerzas que actúan en los 
puntos de contacto de partículas individuales de suelo, por tanto los esfuerzos 
efectivos determinan la resistencia al corte del suelo y los procesos de 
asentamientos. 
 
 40
Esfuerzos totales, resultan de la acción conjunta de las fuerzas que actúan en los 
puntos de contacto de partículas individuales de suelo y los esfuerzos dentro del 
fluido intersticial que ocupa los vacíos del suelo. 
 
Nivel freático, superficie de un acuífero que separa la presión atmosférica de las 
presiones de poros positivas. 
 
Plasticidad, es una característica propia de los suelos denominados finos; 
básicamente de las arcillas, la misma se genera gracias a los desenlaces iónicos 
que se originan por el predominio de estas fuerzas sobre las gravitacionales, 
debido a la forma de placa plana que presentan las partículas que conforman este 
tipo de suelos. La plasticidad se puede definir como la capacidad de experimentar 
deformaciones irreversibles con un volumen constante sin presentar falla o rotura 
y aparece usualmente cuando las arcillas presentan una humedad intermedia. 
 
Permeabilidad, es la característica de un suelo para permitir que el agua pase a 
través del mismo. Está en función de diferentes características que presenta el 
suelo; como puede ser su densidad, el tamaño de las partículas que lo componen 
y su grado de saturación, además es importante resaltar que la viscosidad del 
agua en el suelo varía con la temperatura. 
 
Presión de poros, Presión ejercida por la fase líquida que ocupa los vacíos del 
suelo. 
 41
 
Suelo, material particulado en el cual se identifican fases sólida, líquida y 
gaseosa. Se ha formado por el intemperismo, la desintegración de las rocas y la 
descomposición química. Presenta únicamente resistencia al corte y se pueden 
clasificar como finos y gruesos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 42
2.3 MARCO NORMATIVO 
Tabla 5. Normas Técnicas Colombianas (NTC) contenidas en la NRS-98 Tomo I y II. Ley 400 de 1997 
Decreto 33 de 1998. Icontec (Instituto de Normas Técnicas y certificación) 
 
NORMA AÑO DESCRIPCIÓN 
NTC 1493. Suelos. Ensayo para determinar 
el límite plástico y el índice de plasticidad 1979-08-22 
Establecer el método de ensayo para 
determinar el límite plástico de un 
suelo. 
NTC 1494. Suelos. Ensayo para determinar 
el límite líquido 1979-08-22 
Establecer el método de ensayo para 
determinar el límite líquido de un suelo 
utilizando el aparato de Casagrande. 
NTC 1495. Suelos. Ensayo para determinar 
el contenido de humedad 1979-09-26 
Establecer el método de ensayo para 
determinar el contenido de humedad de 
los suelos. 
I.N.V.E – 124. Análisis granulométrico por 
medio del hidrómetro 1998 
Obtener el porcentaje de arcilla 
(porcentaje más fino que 0.002 mm) de 
las partículas que constituyen un suelo. 
 
I.N.V. E – 121.Determinación del 
contenido orgánico en suelos 
mediante perdida por ignición 
1998 Determinación del contenido 
orgánico presente en un suelo. 
NTC 1504. Suelos. Clasificación para 
propósitos de ingeniería 1979-10-24 
Establecer el sistema para clasificar 
cualitativamente los suelos para 
propósitos de ingeniería, tomando 
como criterio las características 
granulométricas, el límite líquido y el 
índice de plasticidad. 
NTC 1886. Ingeniería Civil y Arquitectura. 
Suelos. Determinación de humedad, cenizas 
y materia orgánica 
1983-09-07 
Establecer los métodos para 
determinar el contenido de humedad, 
de ceniza y de materia orgánica en 
suelos en forma de turba. 
NTC 1957. Ingeniería Civil y Arquitectura. 
Suelos. Determinación de las propiedades 
de consolidación unidimensional 
1984-10-17 
Establecer el procedimiento de ensayo 
para determinar la velocidad y 
magnitud de la consolidación primaria 
de un suelo, cuando es confinado 
lateralmente, cargado y drenado 
axialmente. 
NTC 1974. Determinación de la densidad 
relativa de los suelos 1984-10-31 
Establecer un método para determinar 
la densidad relativa de los sólidos de 
un suelo. 
NTC 2121. Obtención de muestras para 
probetas de ensayo. Método para tubos de 
pared delgada 
1986-05-21 
Establecer el método de muestras de 
suelos para probetas de ensayos, en el 
cual se emplea un tubo metálico de 
pared delgada. 
 
 43
2.4 MARCO CONTEXTUAL 
El presente estudio se desarrolló en el barrio San José de Bavaria, perteneciente a 
la localidad de Suba en la ciudad de Bogotá D.C. (véase Anexo A), la cual cuenta 
con las siguientes características: 
 
• “Extensión: 10.055 hectáreas 
 
• Límites 
Limita al norte con el municipio de Chía y el río Bogotá; al sur con la calle 100 
(localidad de Barrios Unidos) y el río Juan Amarillo (Localidad de Engativá); al 
occidente, con el río Bogotá (Municipios de Cota y Chía), y al oriente, con la 
Autopista Norte (Localidad de Usaquén). 
 
• Historia geológica 
Suba presenta una zona plana y en algunos sectores suavemente inclinada, 
constituida por la llanura cuaternaria de origen fluviolacustre y una zona 
montañosa aislada o separada, conformada por sedimentos de rocas arenosas, 
duras y resistentes a la erosión, y por rocas arcillosas blandas, con edades del 
cretáceo superior al terciario superior. La llanura aluviolacustreestá constituida por 
limos y arcillas orgánicas superficiales, es decir, por suelos blandos en proceso de 
consolidación, susceptibles a las inundaciones, y se localiza en los terrenos de 
rondas de ríos y humedales. 
 
 44
• Clima 
Su clima es frío subhúmedo, con temperatura promedio de 12.6 °C, precipitación 
media anual de 900 a 1.000 mm y humedad relativa máxima de 77.6%. 
 
• Usos del suelo 
Los desarrollos urbanos se ven sometidos a acomodamientos constantes y al 
riesgo de hundimiento. La parte de los cerros presenta riesgo geotécnico medio en 
general y alto en puntos muy específicos como cortes de canteras y 
urbanizaciones situadas en áreas montañosas. De la misma manera, la llanura 
aluviolacustre presenta riesgo de inundaciones, lo que dificultaría el desarrollo 
urbanístico y la construcción de obras públicas. La ocupación de zonas de alto 
riesgo y de reserva, afectan la realización de proyectos y macroproyectos de 
infraestructura.” 4 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4 Tomado y modificado: ALCALDÍA MAYOR DE BOGOTÁ, D.C. Ficha técnica turística. Bogotá: s.e., 2004. 
35 p. 
 45
Figura 4. Mapa de localidades de Bogotá, D.C. Zona de estudio 5
 
 
5 Tomado y modificado: ALCALDÍA MAYOR DE BOGOTÁ, D.C. Sistema de información georeferenciada. 
Bogotá: s.e., 2003. 
 46
3. METODOLOGÍA 
 
3.1 DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN 
El tipo de investigación en que clasifica el presente proyecto de grado es 
investigación experimental. Según Tamayo (1995:56) “se presenta mediante la 
manipulación de una variable experimental no comprobada, en condiciones 
rigurosamente controladas, con el fin de describir de qué modo o porqué causa se 
produce una situación o acontecimiento particular. El experimento es una situación 
provocada por el investigador para introducir determinadas variables de estudio 
manipuladas por él, para controlar el aumento o disminución de esas variables y 
su efecto en las conductas observadas. En el experimento, el investigador maneja 
de manera deliberada la variable experimental y luego observa lo que ocurre en 
condiciones controladas”. Este tipo de investigaciones presentan las siguientes 
fases: 
 
FASE 1: ESTUDIOS REALIZADOS SOBRE LA CONSOLIDACIÓN SECUNDARIA 
Y DESCRIPCIÓN DE LA ZONA EN ESTUDIO 
• Recolección de la información existente tanto de la consolidación primaria 
como secundaria. 
• Inspección de las posibles zonas de estudio. 
• Identificación de las características más importantes del barrio San José de 
Bavaria, perteneciente a la localidad de Suba. 
 
FASE 2: TEORÍA Y CONCEPTOS DE LA CONSOLIDACIÒN 
• Organización de la información recolectada para elaboración del Marco 
Referencial del presente proyecto, con énfasis en los asentamientos generados 
por consolidación secundaria. 
• Orientación por parte del director temático, para el desarrollo de laboratorios y 
análisis de resultados obtenidos. 
 
FASE 3: ZONA DE ESTUDIO, TIPO DE MUESTRAS Y ENSAYOS REALIZADOS 
• Descripción de la zona de extracción de las muestras. 
• Sondeo profundo con el fin de obtener cinco muestras de suelo a diferentes 
profundidades. 
• Realización de ensayos de límites de consistencia, contenido de materia 
orgánica, gravedad específica e hidrómetro con el fin de caracterizar el suelo y 
posteriormente realizar los ensayos de consolidación primaria y secundaria a 
dichas muestras. 
 
 48
FASE 4: ANÁLISIS, PROCESAMIENTO DE LOS DATOS OBTENIDOS Y 
BRINDAR RESPUESTA. 
• A partir de los datos obtenidos de los laboratorios; cálculos, gráficas y demás 
componentes, planteamiento de los análisis de graficas y conclusiones acerca 
del problema planteado. 
 
3.2 OBJETO DE ESTUDIO 
Determinar los asentamientos generados por consolidación primaria y secundaria 
que se presentan en el suelo del barrio San José de Bavaria, perteneciente a la 
localidad de Suba en la ciudad de Bogotá, mediante los laboratorios pertinentes 
para dicho estudio y el análisis de los resultados obtenidos. 
 
3.3 INSTRUMENTOS 
Para el desarrollo del presente proyecto de grado fue necesario recopilar estudios 
existentes sobre la consolidación secundaria (véase Tabla 1.) y así encaminar el 
mismo hacía obtener los resultados esperados a partir del análisis de las muestras 
de suelo recolectadas en la zona de estudio. Para tal fin se realizaron los 
laboratorios requeridos de acuerdo a las siguientes normas y con los formatos 
correspondientes. (Véanse Anexos C, D, E, F y G ). 
 
• Normas Técnicas Colombianas (NTC) contenidas en la NRS-98 Tomo I y II. 
Ley 400 de 1997 Decreto 33 de 1998. Icontec (Instituto de Normas Técnicas y 
certificación). 
 
 49
• Normas de ensayos de materiales. Instituto nacional de INVIAS, República de 
Colombia. Ministerio de transporte. Tomo I. 1998. 
 
3.4 VARIABLES 
Tabla 6. Identificación de variables 
CATEGORÍA DE ANÁLISIS VARIABLES INDICADORES 
Magnitud de asentamientos 
por consolidación secundaria 
Propiedades del suelo 
Historia geológica 
Esfuerzo de confinamiento 
Tiempo 
αC 
Observación y conocimientos 
previos 
Ensayos de laboratorio 
Deformación del suelo 
Duración del proceso de 
Consolidación secundaria 
Tiempo 
 
Ensayos de laboratorio 
Estudios previos 
 
3.5 HIPÓTESIS 
¿Son los asentamientos por consolidación primaria más importantes en cuanto a 
magnitud y por tanto en su efecto sobre las estructuras que los asentamientos por 
consolidación secundaria? 
 50
4. TRABAJO INGENIERIL 
 
4.1 DESARROLLO 
La toma de muestras para el estudio se realizó el día 07 de marzo de 2006, en 
una zona de suelos blandos, ubicada en la localidad de Suba de Bogotá D.C, más 
precisamente en el barrio San José de Bavaria. 
 
Por medio de un sondeo fueron extraídas 5 muestras, cuyas profundidades son; 
para la muestra 1, 5.20 - 6.00 m, para la muestra 2, 6.70 - 7.50 m, para la muestra 
3, 8.20 - 9.00 m, para la muestra 4, 9.50 - 10.30 m y para la muestra 5, 13.20 – 
14.00 m. 
Fotografía 1. y 2. Lote para extracción de muestras 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fotografía 3. Equipo utilizado para la extracción de las muestras 
 
 
 
Para cada una de las muestras mencionadas anteriormente, se realizaron ensayos 
de contenido de humedad, límite líquido, límite plástico, gravedad específica, 
contenido de materia orgánica, granulometría por hidrómetro y consolidación 
unidimensional (haciendo énfasis en el proceso de consolidación secundaria); sin 
embargo vale la pena aclarar que éste ultimo ensayo no fue realizado para la 
muestra 5 puesto que en la misma se colocó una carga mucho mayor con 
respecto al delta de esfuerzo (Δσ) asumido y por ende el ensayo no dio los 
resultados esperados ya que se generó una compresión demasiado rápida sin que 
antes la muestra hubiese sido sometida a cargas menores que la aplicada para 
que la misma la asimilara, produciéndose la salida del material del anillo de 
consolidación, por lo cual se descartó esta muestra para el objeto de la 
investigación (véase ANEXO J). 
 
 52
Los ensayos mencionados a excepción del ensayo de consolidación 
unidimensional, buscan caracterizar de manera completa el suelo en estudio, con 
el fin de establecer las propiedades y el comportamiento teórico de éste durante el 
ensayo de consolidación mencionado anteriormente. Para ello fue necesario 
determinar los esfuerzos efectivos bajo los cuales se encuentra sometido el suelo 
en su condición natural, recopilando información suficiente para elaborar un perfil 
estratigráfico que permitiera identificar los distintos tipos de suelo que se 
encuentran hasta los 14 metros de exploración y la posición del nivel freático. 
(Figura 5). 
 
Los esfuerzos efectivos asumidos para cada una de las muestras corresponden a 
los esfuerzos determinados para un punto intermedio arbitrario dentro de la 
profundidad que define o especificacada una de éstas. Para hallar los esfuerzos 
efectivos primero se debe establecer el esfuerzo total (σT) que es el producto entre 
el Tγ (peso especifico total del suelo) y la profundidad para un determinado 
punto; posteriormente si el punto en cuestión se encuentra bajo el nivel freático se 
determina la presión de poros (μ) como el producto entre el peso especifico del 
agua y la profundidad a la cual se encuentra el punto con referencia al nivel 
freático, para finalmente realizar una sustracción entre el esfuerzo total (σT) y las 
presiones de poros lo cual da como resultado el esfuerzo efectivo al cual está 
sometido dicho punto dentro de la masa del suelo. 
 
 
 53
 
2.00 m
3.50 m
5.20 m
6.00 m
7.50 m
9.00 m
10.30 m
14.00 m
Profundidad
A
B
C
D
E
F
G
HI
JK
L
M
N
O
Muestras
0.50 m
0.80 m
1.00 m
1.00 m
2.00 m
40 80 120 160 200 240
62 199
45 168
66 177
77 215
54 131
L.P. L.L.
W:119
W:178
W:194
W:194
W:167
2.45 2.50 2.55
11 12 13 14
CH
MH
MH
MH
CH
 Arcilla de alta compresibilidad; permeabilidad baja, 
consistencia blanda, color gris verdosa, presencia de oxido
 Limo de alta compresibilidad, semipermeable a 
impermeable, consistencia blanda color gris verdosa
Arcilla de alta compresibilidad, permeabilidad baja, 
 consistencia blanda, color gris verdosa.
 Limo de alta compresibilidad, semipermeable a 
impermeable, consistencia blanda color gris verdosa
 Limo de alta compresibilidad, semipermeable a 
impermeable, consistencia blanda color gris verdosa
N.F.
22
Figura 5.Perfil estratigráfico 
 Límites Gs Tγ (kN/m3) Descripción 
 54
Para observar el cálculo de Tγ , mediante un modelo de cálculo para una de las 
muestras estudiadas y los valores de los esfuerzos efectivos para cada uno de los 
puntos indicados en la figura anterior refiérase al ANEXO B, vale la pena aclarar 
que los valores de Tγ indicados en el perfil estratigráfico para el suelo hasta los 
5.20 metros de profundidad fueron obtenidos de manera directa con el personal 
que desarrolló la perforación, los cuales realizaron los laboratorios pertinentes 
para dichas muestras, con las que no se contaba. Para el material de esta 
profundidad hacía abajo los valores de Tγ mostrados fueron determinados como 
se indica en el ANEXO B, al contar con valores necesarios para hacerlo como la 
gravedad específica (Gs) y la humedad natural (W). 
 
En el laboratorio inicialmente las muestras para consolidación fueron cargadas 
de manera gradual hasta alcanzar el esfuerzo efectivo al cual el suelo está 
sometido en el terreno, con lo cual se buscó que las muestras fueran adaptadas 
para el ensayo y así garantizar un análisis y por tanto unos resultados más 
precisos. Posteriormente se incrementó la carga aplicada al suelo, simulando el 
peso de una estructura existente, con un esfuerzo Δσ equivalente a 1Kg/cm2, 
asumido con base a dos de los artículos científicos incluidos en el estado del arte 
y titulados “Viscous Behaivour of soil under oedometric conditions” y “la 
consolidación secundaria de las arcillas”. A partir de la aplicación y permanencia 
de dicha carga se buscó determinar los procesos tanto de consolidación primaria 
 55
como secundaria y la magnitud del asentamiento que puede suceder en la zona 
de estudio por uno u otro fenómeno. 
 
Los incrementos efectuados fueron realizados de tal manera que para cada uno 
de estos las curvas de consolidación de Taylor estuvieran totalmente definidas 
para realizar el siguiente incremento. Con base a uno de los artículos que 
conforma el estado del arte “la consolidación secundaria de las arcillas” se optó 
por dejar las muestras de manera permanente con la última carga aplicada por un 
período de 11 días con el fin de que las muestras analizadas alcanzaran la etapa 
de consolidación secundaria y dejar que la misma se desarrollara por un periodo 
de tiempo considerable comparativamente con la metodología aplicada en el 
estudio antes mencionado en el cual el tiempo implementado para tal fin fueron 7 
días. 
 
Para el procedimiento de cada uno de los ensayos de caracterización refiérase a 
las normas estipuladas en el marco normativo. 
 
 
 
 
 
 
 
 56
4.2 RESULTADOS 
4.2.1 Determinación de la humedad 
 
 
Fotografía 4. Muestras para humedad
 
 
Tabla 7. Contenido de humedad 
MUESTRA HUMEDAD 
Muestra 1 (5.20 – 6.00) 
119,04% 
 
Muestra 2 (6.70 – 7.50) 
178,35% 
 
Muestra 3 (8.20 – 9.00) 
193,68% 
 
Muestra 4 (9.50 – 10.30) 
156,73% 
 
Muestra 5 (13.20 – 14.00) 
166,54% 
 
 
 
En la zona de extracción de las muestras el nivel freático se encuentra a muy poca 
profundidad, contribuyendo a elevar la humedad del suelo. 
 
 57
4.2.2 Límites de consistencia 
Figura 6. Carta de plasticidad 
 
CARTA DE PLASTICIDAD 
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
0 100 200 300
Límite Líquido (LL)
In
di
ce
 d
e 
pl
as
tic
id
ad
 (I
P)
CL
ML
CH
MH
CL-ML
muestra 1
muestra 2
muestra 3
muestra 4
muestra 5
 58
Debido a los resultados obtenidos, las muestras extraídas del sondeo presentaron 
la siguiente clasificación: la muestra 1 y 5 son arcillas de alta compresibilidad (CH) 
de acuerdo a la clasificación U.S.C.S, según Lambe (2002:49) es un suelo que 
presenta una permeabilidad muy baja en estado compacto, una resistencia al 
corte deficiente en estado compacto y saturado, su compresibilidad en el mismo 
estado es elevada y su facilidad de tratamiento en obra es deficiente. 
 
Para las muestras 2 y 4 el resultado obtenido es un limo de alta compresibilidad 
(MH) de acuerdo a la clasificación U.S.C.S, según Lambe (2002:49) es un suelo 
semipermeable a impermeable en estado compacto, presenta una resistencia al 
corte en estado compacto y saturado de regular a deficiente, la compresibilidad en 
estado compacto y saturado es elevada y su facilidad de tratamiento en obra es 
deficiente. La muestra 3 se clasifica como limo de alta compresibilidad (MH) pero 
posee un comportamiento limo-arcilloso, debido a que el índice de plasticidad se 
ubica muy cercano a la recta que divide estos dos tipos de suelos. 
 
Para conocer los datos y resultados del ensayo de los límites de consistencia para 
cada una de las muestras refiérase al ANEXO H. 
 
 
 
 
 
 59
4.2.3 Gravedad específica 
Fotografía 5. Proceso de remoción de aire 
 
 
Tabla 8. Gravedad específica de cada muestra 
Muestra GS
Muestra 1 (5.20 – 6.00) 2.53 
Muestra 2 (6.70 – 7.50) 2.50 
Muestra 3 (8.20 – 9.00) 2.51 
Muestra 4 (9.50 – 10.30) 2.51 
Muestra 5 (13.20 – 14.00) 2.50 
 
Mediante los resultados mostrados en la tabla se pudo establecer que el suelo en 
estudio está en el rango de material Limo, según Braja M. Das (2001:11). Con 
comportamiento limo-arcilloso y un contenido bajo de materia orgánica. 
 
 
 
 
 60
4.2.4 Análisis por Hidrómetro 
Fotografía 6. Cilindros de sedimentación y control 
 
 
Tabla 9. Resultados del ensayo del hidrómetro 
Profundidad (m) Partículas ≤ 0.002 mm (%) 
5.20 – 6.00 21 
6.70 – 7.50 12 
8.20 – 9.00 11 
9.50 – 10.30 45 
13.20 – 14.00 20 
 
Según los resultados obtenidos de la prueba del hidrómetro, el contenido de 
mineral arcilloso de las muestras analizadas no son predominantes sobre las 
mismas, lo cual indica que el suelo bajo estudio es Limo con presencia de 
partículas de arcilla que hacen que éste presente un comportamiento limo-
arcilloso. Coincidiendo con los resultados de los ensayos de consistencia, que 
indicaron igualmente esta composición del suelo. 
 61
A partir del ensayo de granulometría por hidrómetro se obtuvo la actividad de las 
muestras de suelo en estudio, mediante la siguiente relación: 6
 
Actividad de una arcilla = Índice de plasticidad 
 % de partículas < 0.002 mm 
 
Tabla 10. Actividad de lasmuestras extraídas 
 
Profundidad (m) Actividad 
5.20 – 6.00 5.87 
6.50 – 7.20 9.29 
8.20 – 9.00 12.56 
9.50 – 10.30 1.70 
13.20 – 14.00 6.90 
 
Según Cernica (1995:21) los datos obtenidos en la anterior tabla demuestran una 
alta actividad del suelo, lo cual significa que el mismo puede presentar mayor 
susceptibilidad a los cambios de volumen, siendo valido resaltar el hecho que la 
actividad define la capacidad del suelo de absorber agua en relación con su 
contenido de partículas de tamaño arcilla. 
 
 
 
 
 
 
6 LAMBE, William T. Mecánica de suelos. México: Limusa. 1998. p.46. ISBN 968-18-1894-6. 
 62
4.2.5 Determinación del contenido de materia orgánica 
Tabla 11. Resultados del ensayo del contenido de materia orgánica 
Profundidad (m) Materia orgánica (%) 
5.20 – 6.00 2.9 
6.70 – 7.50 2.8 
8.20 – 9.00 2.7 
9.50 – 10.30 2.8 
 
De acuerdo al ensayo se determinó que el contenido de materia orgánica, 
presente en las muestras es bajo. 
 
4.2.6 Ensayo de Consolidación 
Fotografías 7. y 8. Bancos de consolidación 
 
 
Para el desarrollo de estos ensayos se utilizaron equipos de consolidación 
convencionales; colocándose en todas las muestras cargas iniciales hasta 
 63
alcanzar el esfuerzo efectivo que presentaba cada una de las muestras en el 
terreno; calculado a partir del perfil estratigráfico al comienzo del presente 
capítulo. 
 
Las muestras de suelo correspondientes al barrio San José de Bavaria se dejaron 
11 días en los bancos de consolidación para el último incremento realizado, 
tiempo donde el primer día correspondió al proceso de la consolidación primaria 
que culminó en las primeras horas del ensayo y por ende comenzó la 
consolidación secundaria en la cual se dejaron las muestras durante los días 
restantes. 
 
El comportamiento de las muestras fue controlado mediante las gráficas de Taylor 
y Casagrande, determinándose el inicio de la etapa de la consolidación 
secundaria, objeto principal de estudio de la presente investigación. 
 
Las cargas aplicadas para el inicio del ensayo que fueron determinadas con base 
en el esfuerzo efectivo en el terreno y las áreas de los anillos de los bancos de 
consolidación, dichas cargas se pueden observar en las tablas del ANEXO I, para 
que la muestra alcance dicho esfuerzo efectivo se trabajó siguiendo el 
procedimiento para asentamientos por consolidación primaria, siguiendo la norma 
NTC 1957 que se indica en el marco normativo; una vez alcanzado este esfuerzo 
se colocó un Δσ (1.00 Kg./cm2) a la muestra, la cual simuló la carga de una 
 64
estructura, este cambio de esfuerzo se colocó por once (11) días para que se 
desarrollaran las deformaciones plásticas. 
 
4.2.6.1 Curvas de Compresibilidad 
Las curvas de compresibilidad permiten definir el índice de compresión Cc que 
suele ser utilizado en la ecuación de cálculo de asentamiento por consolidación 
primaria y además define en cierta medida la importancia relativa que puede llegar 
a tener el fenómeno de la consolidación secundaria. También permite estimar 
mediante un método grafico el esfuerzo de preconsolidación σ’P para el suelo en 
estudio, que relacionado con el esfuerzo efectivo inicial σ’O precisa si el suelo se 
encuentra normalmente consolidado o sobreconsolidado y por tanto permite 
precisar igualmente la incidencia que puede llegar a tener la consolidación 
secundaria. 
 
 
 
 
 65
 Curvas de compresibilidad 
Figura 7. Curva de compresibilidad. Muestra 1 
 
 
 66
Figura 8. Curva de compresibilidad. Muestra 2 
 
 
 67
Figura 9. Curva de compresibilidad. Muestra 3 
 
 
 68
Figura 10. Curva de compresibilidad. Muestra 4 
 
 
 
 69
De acuerdo a las curvas de compresibilidad expuestas anteriormente se determina 
que el suelo en estudio es normalmente consolidado debido a que los esfuerzos 
de preconsolidación encontrados difieren en un margen menor a los esfuerzos 
presentes en el terreno ó esfuerzos efectivos iniciales dicho margen puede ser 
justificado por las alteraciones que sufren las muestras al ser extraídas y 
manipuladas en el laboratorio, y no marcan una diferencia lo suficientemente 
amplia como para el suelo sea considerado sobreconsolidado, esto se debe a los 
asentamientos plásticos que se producen en terreno debido al peso propio del 
suelo. 
 
Tabla 12. Relación de preconsolidación 
Profundidad (m) 
σ 'o 
(Kg./cm2) 
σ 'p 
(Kg./cm2) 
OCR 
5.20 – 6.00 0.52 0.64 1.23 
6.50 – 7.50 0.55 0.73 1.33 
8.20 – 9.00 0.59 0.72 1.22 
9.50 – 10.30 0.64 0.79 1.23 
 
4.2.6.2 Curvas de Consolidación 
Mediante las curvas de consolidación de Taylor se ha determinado el punto en el 
cual ha culminado la consolidación primaria como aquel en el que se ha 
presentado el 90% de esta fase; se ha decidido tomar este valor y no el 100% de 
consolidación primaria por cuanto para este punto se considera que los excesos 
en las presiones de poros son cero mientras que con el 90% se estima que se 
 70
ubica la transición entre la fase primaria y la secundaria de la consolidación en 
donde no se han disipado por completo los excesos en las presiones de poros. 
 
El proceso para hallar el t90 se ha realizado tomando un valor de la raíz del tiempo 
que al ser multiplicado por 1.15 e interceptado por las tangentes de la curva que 
se definieron, se obtuvo el t90 de la consolidación primaria y a partir del cual se 
inició la transición hacia la consolidación secundaria. Por medio de la siguiente 
relación 
2
90
90 H
tC
T VV = se calculo el coeficiente de consolidación vertical (CV) 
conociendo el t90 de consolidación primaria que se indica en las curvas de Taylor, 
la altura drenante a la cual se comprime la muestra (H) y el factor de tiempo TV90 = 
0.848. 
 
Por otro lado el método de Casagrande que consiste en trazar tangentes a los 
segmentos que definen la consolidación primaria y secundaria cuya intersección 
determina el 100% de la consolidación primaria y el inicio de la etapa secundaria 
de dicho proceso. Una vez es conocido t100 se puede deducir t50 que es el tiempo 
para el cual ha ocurrido el 50% de la consolidación primaria y con el cual se 
puede calcular igualmente el coeficiente de consolidación vertical de la siguiente 
forma 2
50
50 H
tC
T VV = en donde Tv50 = 0.197. Para los métodos descritos el valor de 
H, equivale a la altura drenante de la muestra y para el caso de doble drenaje es 
igual a 2H como se implementó en el ensayo de la presente investigación. 
 71
Las curvas de consolidación descritas anteriormente fueron analizadas de manera 
simultanea con el fin de tener un comparativo para los valores que se obtienen de 
las mismas y así verificar la transición entre las etapas de consolidación primaria y 
secundaria; aunque vale la pena resaltar que las curvas de consolidación de 
Taylor fueron las finalmente utilizadas para el análisis de la consolidación 
secundaria debido a que éstas definen de una mejor manera la totalidad del 
proceso de consolidación que experimenta la muestra del suelo analizada. 
 72
Figura 11. Curva de consolidación por Taylor. Muestra 1 
 
t90 
 Consolidación Primaria 
 
Consolidación Secundaria
Efecto por Primaria 
Efecto por Secundaria 
 
 73
Figura 12. Curva de consolidación por Casagrande. Muestra 1 
 
 
t100 
Consolidación 
Primaria 
Consolidación 
Secundaria 
Efecto por Primaria 
Efecto por Secundaria 
 
 74
Figura 13. Curva de consolidación por Taylor. Muestra 2 
 
 
t90 
 Consolidación Primaria 
 
Consolidación Secundaria
Efecto por Primaria 
 
Efecto por Secundaria 
 
 75
Figura 14. Curva de consolidación por Casagrande. Muestra 2 
 
 
t100 
Consolidación 
Primaria 
Consolidación 
Secundaria 
Efecto por Primaria 
Efecto por Secundaria 
 
 76
Figura 15. Curva de consolidación por Taylor. Muestra 3 
 
t90Consolidación Primaria 
 
Consolidación Secundaria
Efecto por Primaria 
Efecto por Secundaria 
 
 77
Figura 16. Curva de consolidación por Casagrande. Muestra 3 
 
 
t100 
Consolidación 
Primaria 
Consolidación 
Secundaria 
Efecto por Primaria 
Efecto por Secundaria 
 
 78
Figura 17. Curva de consolidación por Taylor. Muestra 4 
 
t90 
 Consolidación Primaria 
 
Consolidación Secundaria
Efecto por Primaria 
Efecto por Secundaria 
 
 79
Figura 18. Curva de consolidación por Casagrande. Muestra 4 
 
t100 
Consolidación 
Primaria 
Consolidación 
Secundaria 
Efecto por Primaria 
Efecto por Secundaria 
 
 80
Tabla 13. Porcentajes de asentamiento por consolidación primaria y secundaria 
Ho (cm) H90 (cm)
Asent. (cm) 
exp
H90 (cm)
Asent. (cm) 
exp
H100 (cm)
Asent. (cm) 
exp
H100 (cm)
Asent. (cm) 
exp
5.20 – 6.00 2.00 1.93 1.72 0.21 1.75 0.25 2.00 0.13 56.52 67.74 1.70 0.08 1.70 0.08 1.62 0.10 43.48 32.26
6.70 – 7.50 2.00 1.92 1.57 0.35 1.67 0.33 2.14 0.15 53.57 77.77 1.57 0.10 1.57 0.10 1.47 0.13 46.43 22.23
8.20 – 9.00 2.48 2.35 1.94 0.41 2.01 0.47 2.11 0.20 60.61 80.40 1.94 0.10 1.96 0.12 1.84 0.13 39.39 19.60
9.50 – 10.30 2.48 2.31 1.89 0.42 1.96 0.51 1.88 0.24 68.57 77.77 1.86 0.09 1.86 0.09 1.77 0.11 31.43 22.23
Asent. (%) 
Teo.
Asent. (%) 
Teo
Asent. (%) 
exp
Hf (cm)
Asent. (%) 
exp
Grafica Casagrande Grafica Taylor ΔH. (cm) 
teo
Consolidación Primaria Consolidación Secundaria
Grafica Taylor Grafica CasagrandeProfundidad (m)
Altura inicial 
(cm) Asent. 
(cm)teo.
e0
 
 
 
Tabla 14. Datos y resultados del ensayo de consolidación 
 
 
 
Profundidad σ´ Δ σ
(m) (Kg./cm2) (Kg./cm2) Cv50 Cv50 Cv90 Cv90 CC CC Asent. ΔH Asent.
(cm2/min) (m2/año) (cm2/min) (m2/año) exp. teo. (%) exp (cm) (%) exp
5.20 – 6.00 0.52 1.00 1.92 0.0018 0.095 0.0022 0.116 0.50 1.43 67.74 0.0289 0.95 0.10 32.26 0,05 168.50 45.14 123.36 65.33 0.60
6.70 – 7.50 0.55 1.00 1.82 0.0010 0.053 0.0020 0.105 0.67 1.50 77.77 0.0385 1.21 0.13 22.23 0.05 176.90 65.47 111.43 55.36 1.01
8.20 – 9.00 0.59 1.00 1.69 0.0018 0.095 0.0039 0.205 0.71 1.85 80.40 0.0290 0.89 0.13 19.60 0.04 215.00 76.80 138.20 111.44 0.85
9.50 –10.30 0.64 1.00 1.56 0.0016 0.084 0.0042 0.221 0.90 1.09 77.77 0.0240 0.78 0.11 22.23 0.03 130.80 54.31 76.49 40.71 1.34
Δ σ/ σ´
Consolidación Primaria Consolidación Secundaria
Cα Cα/Cc exp
Limites de consistencia
L.L.(%) L.P.(%) I.P. (%) I.F. (%) I.L.Eα (%)
 
 
 
 
 
 
 81
Donde, 
σ´ = esfuerzo efectivo 
Δσ = cambio de los esfuerzos que se produce en un suelo al aplicar sobre 
 este una carga 
Δσ/σ´ = relación incremento de esfuerzos con esfuerzos iniciales 
Cv50 = coeficiente de consolidación vertical por Casagrande 
Cv90 = coeficiente de consolidación vertical por Taylor 
CC = índice de compresión 
Cα = índice de consolidación secundaria 
εα = compresibilidad secundaria 
ΔH = disminución del espesor de la capa de suelo 
L.L. = límite líquido 
L.P = límite plástico 
I.P = índice de plasticidad 
I.F = índice de fluidez 
I.L. = índice de liquidez 
 
Los asentamientos presentados en la tabla 10 fueron determinados 
experimentalmente a partir de la altura que presentaba la muestra para cada uno 
de los tiempos que definen el inicio y el fin de las etapas de consolidación 
denominadas primaria y secundaria; los porcentajes que se presentan 
corresponden al comparativo que se hace teniendo en cuenta la deferencia entre 
la altura inicial y final de la muestra en el último ciclo de carga que se considera 
como el 100% del asentamiento presentado. Lo anterior expuesto se puede 
apreciar en el ANEXO I. 
 
La consolidación primaria culminó en las primeras horas del ensayo, 
aproximadamente entre 4 Hr a 6 Hr; se observó que los porcentajes de 
consolidación primaria se incrementaron según la profundidad, ya que la 
composición de estas muestras son limos de alta compresibilidad inestables por 
su propia naturaleza principalmente cuando se presenta una humedad alta, con lo 
 82
cual las partículas del suelo tienden a fluir con facilidad en estado saturado lo cual 
influye en la deformación de las mismas. 
 
4.3 ANÁLISIS DE RESULTADOS 
 
 Como se observó la humedad natural de cada una de las muestras presenta 
valores altos, debido a la relación existente entre el agua y las partículas que 
conforman dicho suelo, este hecho significa que el suelo bajo estudio presenta 
una baja resistencia y su consistencia es blanda ya que las partículas se 
encuentran sueltas entre si por la presencia de agua intersticial. Esto es 
verificable con los resultados del índice de fluidez que indicaron proximidad de 
la humedad natural al límite líquido, cualidad distintiva del suelo descrito 
anteriormente; igualmente el índice de liquidez para las muestras del sondeo 
presenta valores cercanos a la unidad que indican esta condición para el suelo 
en estudio. 
 
 El suelo de la extracción tiene comportamiento Limo – Arcilloso ya que algunas 
de estas muestras clasificaron como limos y otras como arcillas; y por cuanto el 
ensayo granulométrico por hidrómetro indicó porcentajes bajos de mineral 
arcilloso respecto a las partículas correspondientes al limo, asimismo los 
índices de plasticidad obtenidos indican que éste es altamente plástico; ya que 
dicha característica predomina en la mayoría de las muestras analizadas, 
 83
como se puede establecer en la carta de plasticidad producto de los ensayos 
de límites de consistencia. 
 
 Mediante la curva de compresibilidad se pudo determinar que el suelo de la 
investigación se encuentra normalmente consolidado, es decir que el suelo en 
cuestión no ha recibido cargas superiores a las actuales durante su historia 
geológica, por lo cual el esfuerzo de preconsolidación (σ’p) presenta valores 
cercanos al esfuerzo efectivo inicial (σ’o). La anterior afirmación es corroborada 
al observar los valores del índice de fluidez que indicaron proximidad de la 
humedad natural al límite líquido e igualmente el índice de liquidez presentó 
valores cercanos a la unidad, características de este tipo de suelo. 
 
 Los resultados de la actividad mayores que 1.2 según Cernica (1995:21), 
indican que el estrato en estudio es susceptible a los cambios de volumen, lo 
cual lo hace difícil de tratar en obra. 
 
 El índice de consolidación secundaria está en un rango de 0.0240 hasta 
0.0385, lo que indica que el suelo en estudio se encuentra en el parámetro 
para un suelo normalmente consolidado; identificado por la curva de 
compresibilidad y corroborado por el índice de liquidez, previamente analizado, 
lo cual lo hace susceptible a la consolidación secundaria. 
 
 84
 La disminución del espesor de la capa del suelo ensayado (ΔH) por efectos de 
la consolidación secundaria, aumentó con respecto a la profundidad para las 
muestras intermedias (muestras 1,2 y 3), por el contrario la muestra 4 presentó 
un valor para ΔH menor, ya que esta muestra está consolidada y por tanto 
existe mayor fricción entre las partículas que lo componen lo cual hace que las 
deformaciones que éste pueda experimentar sean de menor magnitud. 
 
 El coeficiente de consolidación vertical CV que es un indicador de la velocidad 
a la cual ocurre la consolidación primaria presentó unos valores relativamente 
altos puesto que en esta etapa el suelo presenta mayores vacíos, que al 
colocarle una carga hacen que la disipación de los excesos de las presiones 
intersticiales ocurra rápidamente; mientras los índices de consolidación 
secundaria (Cα) indican una velocidad media de este proceso ya que las 
deformaciones obtenidas surgen en el transcurso del tiempo de manera 
asintótica, dicha afirmación se puede apreciar tanto en las graficas de Taylor y 
Casagrande a partir del inicio de la consolidación secundaria hasta