Análisis de asentamientos secundarios en los suelos de la zona de

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ANÁLISIS DE ASENTAMIENTOS SECUNDARIOS EN LOS SUELOS DE LA 
ZONA DEL LAGO EN LA CIUDAD DE BOGOTÁ D.C. 
FÉLIX ORLANDO GÓMEZ CUBILLOS 
OSCAR IVÁN MARTÍNEZ BALAGUERA 
YENNY ANDREA CRISTANCHO FRANCO 
UNIVERSIDAD DE LA SALLE 
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL 
BOGOTÁ D.C. 
2007
ANÁLISIS DE ASENTAMIENTOS SECUNDARIOS EN LOS SUELOS DE LA 
ZONA DEL LAGO EN LA CIUDAD DE BOGOTÁ D.C. 
FÉLIX ORLANDO GÓMEZ CUBILLOS 
OSCAR IVÁN MARTÍNEZ BALAGUERA 
YENNY ANDREA CRISTANCHO FRANCO 
Trabajo de grado presentado como requisito parcial para optar el título de 
Ingeniero Civil 
Director temático 
Ing,Mag. Fernando Alberto Nieto Castañeda 
Asesora metodológica 
Mag. Rosa Amparo Ruiz Saray 
UNIVERSIDAD DE LA SALLE 
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL 
BOGOTÁ D.C. 
2007
Nota de aceptación: 
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Firma del presidente de jurado 
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Firma del jurado 
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Firma del jurado 
Bogotá D.C.  Abril  10 del 2007
DEDICATORIA 
A  mis  padres  Iván  Martínez  Trujillo,  Maria  Adonay  Balaguera  quienes  me 
brindaron    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, a mi tía Rosmira Guzmán Pardo que me ha guiado  con  amor 
y aconsejado siempre. A mi hermana Ana María Martínez  por estar conmigo en 
los mejores momentos de lo que hasta ahora he podido vivir. 
A mis  tías Estela Martínez, Esmeralda Martínez, Yaneth   Martínez, a mis primos 
hermano  Gastón  Guillermo  Muñoz  Martínez,  Jhon  German  Martínez,  Jessica 
Valderrama  Martínez,  Diego  Hernando  Valderrama  Martínez  y  Luisa  Fernanda 
Balaguera por estar conmigo en  todos  los momentos de mi vida y brindarme su 
apoyo, por último quiero dedicarle este  triunfo 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. 
OSCAR IVÁN MARTÍNEZ BALAGUERA
DEDICATORIA 
A  mis  padres  Félix  Arturo  Gómez  Garzón,  Etelvina  Cubillos  Moreno,  por 
acompañarme,  guiándome  y  brindándome  su  apoyo  incondicional  e 
incentivándome  para  seguir  adelante  y  así  alcanzar  todas  las  metas  que  hasta 
ahora me he propuesto, poniendo en práctica todos sus consejos y ejemplo que es 
lo más importante. 
A mis  hermanos  Andrés Camilo Gamboa Cubillos  y  Luz Marina Marín  Cubillos, 
por darme su amor y apoyo.  A mi tía Maria de la Paz Cubillos Moreno, que con su 
forma de  ser me enfoco  hacia  una  vida  llena  de proyectos  y metas. A mi  primo 
Fredy Edmer Ortiz Cubillos  por  brindarme  su  apoyo  incondicional  y  además  ser 
una persona ejemplar desde todo puntos de vista. 
A mi tío Héctor Gabriel cubillos Moreno a quién aún recuerdo con mucho cariño, el 
mismo que me entregó durante sus años de vida y que es pilar fundamental para 
mi formación.  A mi tía Maria Delia Ramos por brindarme  su nobleza y cariño. A 
Doña Ángela por ser tan especial y todas las personas que de una u otra manera 
fueron y serán fundamentales en mi vida. 
FÉLIX ORLANDO GÓMEZ CUBILLOS
DEDICATORIA 
A mi padres Luis Carlos Cristancho Parra y Hermelinda Franco, quienes son  las 
personas que me han apoyado y guiado por el buen camino de mi vida, quienes 
me  han  inculcado  los  buenos  valores  para  mi  buen  desarrollo  a  ellos  por  que 
también  los amo por ser mis padres y por  traerme a un   mundo tan maravilloso, 
también porque son la razón para seguir viviendo y pensar en salir adelante para 
que estén orgullosos de su gran hija. 
A  mis  Hermanos  Ana  Nayibe  Cristancho  Franco  y  Jair  Alexander  Cristancho 
Franco,  quienes fueron un ejemplo para mi en mi vida personal y profesional. 
A todas las personas que en verdad me apoyaron sincera y verdaderamente en el 
transcurso de mi vida, quienes aprendieron amarme como soy y nunca me dieron 
algún impedimento para ser transparente con ellos. 
A  los  buenos  maestros  que  me  enseñaron  y  me  inculcaron  valores  para  el 
desarrollo  de  mi  carrera,  también  por  enseñarme  la  buena  ética  profesional 
gracias. 
ANDREA CRISTANCHO FRANCO
AGRADECIMIENTOS 
Los autores  expresan su agradecimiento: 
A FERNANDO NIETO, el cual  como  director  nos orientó  y colaboró durante todo 
el desarrollo del  proyecto. 
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 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  a  todas  aquellas  las  personas  que de manera  indirecta,  colaboraron 
para la culminación del presente trabajo de grado.
CONTENIDO 
Pág. 
INTRODUCCIÓN  20 
1.  EL PROBLEMA  21 
1.1  LÍNEA  21 
1.2  TÍTULO  21 
1.3  DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA  21 
1.4  FORMULACIÓN DEL PROBLEMA  23 
1.5  JUSTIFICACIÓN  23 
1.6  OBJETIVOS  24 
1.6.1  Objetivos generales  24 
1.6.2  Objetivos específicos  24 
2.  MARCO REFERENCIAL  25 
2.1  MARCO TEÓRICO  25 
2.1.1  Teoría de consolidación  27 
2.1.2  Consolidación secundaria  32 
2.1.3  Asentamientos  37 
2.2  MARCO CONCEPTUAL  39 
2.3  MARCO CONTEXTUAL  43 
2.4  MARCO NORMATIVO  45
3.  METODOLOGÍA  47 
3.1  METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN  47 
3.1.1  Etapas de la investigación  47 
3.2  OBJETO DE ESTUDIO  48 
3.3  INSTRUMENTOS  49 
3.4  VARIABLES  49 
3.5  HIPÓTESIS  50 
4.  TRABAJO INGENIERÍL  51 
4.1  DESARROLLO  51 
4.2  RESULTADOS  56 
4.2.1  Ensayos de caracterización del terreno  56 
4.2.2  Ensayo de consolidación  57 
4.2.2.1  Curvas de compresibilidad  57 
4.2.2.2  Curvas de consolidación  62 
4.3  ANÁLISIS DE RESULTADOS  84 
5.  COSTOS DE LA INVESTIGACIÓN  89 
5.1  RECURSOS MATERIALES  89 
5.2  RECURSOS INSTITUCIONALES  89 
5.3  RECURSOS TECNOLÓGICOS  90 
5.4  RECURSOS HUMANOS  91
5.5  RECURSOS FINANCIEROS  91 
6.  CONCLUSIONES  92 
7.  RECOMENDACIONES  95 
BIBLIOGRAFÍA  97 
ANEXOS  100
LISTA DE TABLAS 
Pág. 
Tabla 1.  Antecedentes de estudios de consolidación en arcillas  22 
Tabla 2  Relación de normas utilizadas para la caracterización de suelos  46 
Tabla 3  Identificación de variables  49 
Tabla 4  Incremento y carga usadas para las muestras de consolidación.  55 
Tabla 5  Resultados de los ensayos realizados  56 
Tabla 6  Relación de preconsolidación  62 
Tabla 7  Relación que existe entre la profundidad y duración primaria.  73 
Tabla 8 
Porcentajes de asentamiento por consolidación primaria 
y secundaria  82 
Tabla 9  Datos y resultados del ensayo de consolidación  82 
Tabla 10 
Comparación de los estudios de consolidación 
secundaria en suelos cohesivos en la ciudad de bogotá. 
á. 
83 
Tabla 11  Presupuesto de materiales, suministros e insumos  89 
Tabla 12  Presupuesto de material tecnológico  90 
Tabla 13  Presupuesto para recursos humanos  91 
Tabla 14  Presupuesto global  91 
Tabla 15  Esfuerzos para el perfil estratigráfico  104
Tabla 16  Dimensiones  y propiedades de la muestra de consolidación  105 
Tabla 17  Esfuerzos  y  fuerzas de la muestra de consolidación con la relación de palanca 1:10.  106 
Tabla 18  Incrementos y fuerzas de la muestra de consolidación con la relación de palanca 1:10.  106
LISTA DE FIGURAS 
Pág. 
Figura 1.  Piedras porosas  29 
Figura 2  Curvade consolidación  31 
Figura 3  Partícula caolinita.  39 
Figura 4  Partícula de montmorillonita.  40 
Figura 5  Partícula de illita.  40 
Figura 6  Ubicación del sitio en el área metropolitana de Bogotá  44 
Figura 7  Ubicación de la zona en la localidad de Chapinero  45 
Figura 8  Perfil estratigráfico  54 
Figura 9  Curva de compresibilidad. Muestra 1  58 
Figura 10  Curva de compresibilidad. Muestra 2  59 
Figura 11  Curva de compresibilidad. Muestra 3  60 
Figura 12  Curva de compresibilidad. Muestra 4  61 
Figura 13  Curva de consolidación por Casagrande. Muestra 1 σ’ = 103 KN/m 2  65 
Figura 14  Curva de consolidación por Taylor. Muestra 1 σ’ = 103 KN/m 2  66 
Figura 15  Curva de consolidación por Casagrande. Muestra 2 σ’ = 126 KN/m 2  67 
Figura 16  Curva de consolidación por Taylor. Muestra 2 σ’ = 126 KN/m 2  68 
Figura 17  Curva de consolidación por Casagrande. Muestra 3 σ’ = 134 KN/m 2  69 
Figura 18  Curva de consolidación por Taylor. Muestra 3 σ’ = 134 KN/m 2  70
Figura 19  Curva de consolidación por Casagrande. Muestra 4 σ’ = 152 KN/m 2  71 
Figura 20  Curva de consolidación por Taylor. Muestra 4 σ’ = 152 KN/m 2  72 
Figura 21  Estratos del suelo  103 
Figura 22  Carta de plasticidad  112 
Figura 23  Curva de  Taylor. Muestra 1 σ’ = 10 KN/m 2  148 
Figura 24  Curva de  Taylor. Muestra 1 σ’ = 23 KN/m 2  149 
Figura 25  Curva de  Taylor. Muestra 2 σ’ = 11 KN/m 2  150 
Figura 26  Curva de  Taylor. Muestra 2 σ’ = 26 KN/m 2  151 
Figura 27  Curva de  Taylor. Muestra 2 σ’ = 41 KN/m 2  152 
Figura 28  Curva de  Taylor. Muestra 3 σ’ = 10 KN/m 2  153 
Figura 29  Curva de  Taylor. Muestra 3 σ’ = 30 KN/m 2  154 
Figura 30  Curva de  Taylor. Muestra 3 σ’ = 54 KN/m 2  155 
Figura 31  Curva de  Taylor. Muestra 4 σ’ = 10 KN/m 2  156 
Figura 32  Curva de  Taylor. Muestra 4 σ’ = 40 KN/m 2  157 
Figura 33  Curva de  Taylor. Muestra 4 σ’ = 72 KN/m 2  158 
Figura 34  Curva de Casagrande. Muestra 1 σ’ = 10 KN/m 2  159 
Figura 35  Curva de Casagrande. Muestra 1 σ’ = 23 KN/m 2  160 
Figura 36  Curva de Casagrande. Muestra 2 σ’ = 11 KN/m 2  161 
Figura 37  Curva de Casagrande. Muestra 2 σ’ = 26 KN/m 2  162 
Figura 38  Curva de Casagrande. Muestra 2 σ’ = 41 KN/m 2  163 
Figura 39  Curva de Casagrande. Muestra 3 σ’ = 10 KN/m 2  164
Figura 40  Curva de Casagrande. Muestra 3 σ’ = 30 KN/m 2  165 
Figura 41  Curva de Casagrande. Muestra 3 σ’ = 54 KN/m 2  166 
Figura 42  Curva de Casagrande. Muestra 4 σ’ = 10 KN/m 2  167 
Figura 43  Curva de Casagrande. Muestra 4 σ’ = 40 KN/m 2  168 
Figura 44  Curva de Casagrande. Muestra 4 σ’ = 72 KN/m 2  169 
Figura 45  Curva de Variación Muestra 1 σ’ = 72 KN/m2  170 
Figura 46  Curva de Variación Muestra 1 σ’ = 23 KN/m 2  171 
Figura 47  Curva de Variación Muestra 1  σ’ = 103 KN/m 2  172 
Figura 48  Curva de Variación Muestra 2 σ’ = 11 KN/m 2  173 
Figura 49  Curva de Variación Muestra 1 σ’ = 26 KN/m 2  174 
Figura 50  Curva de Variación Muestra 2 σ’ = 41 KN/m 2  175 
Figura 51  Curva de Variación Muestra 2 σ’ = 126 KN/m 2  176 
Figura 52  Curva de Variación Muestra 3 σ’ = 10 KN/m 2  177 
Figura 53  Curva de Variación Muestra 3 σ’ = 30 KN/m 2  178 
Figura 54  Curva de Variación Muestra 3 σ’ = 54 KN/m 2  179 
Figura 55  Curva de Variación Muestra 3 σ’ = 134 KN/m 2  180 
Figura 56  Curva de Variación Muestra 4 σ’ = 10 KN/m 2  181 
Figura 57  Curva de Variación Muestra 4 σ’ = 40 KN/m 2  182 
Figura 58  Curva de Variación Muestra 4 σ’ = 72 KN/m 2  183 
Figura 59  Curva de Variación Muestra 4 σ’ = 72 KN/m2  184 
Figura 60  Correlación 1  185
Figura 61  Correlación 2  185 
Figura 62  Correlación 3  186 
Figura 63  Correlación 4  186 
Figura 64  Correlación 5  187 
Figura 65  Correlación 6  187 
Figura 66  Correlación 7  188
LISTA DE FOTOGRAFÍAS 
Pág. 
Fotografía 1.  Anillo rígido, piedras porosas, cilindro  28 
Fotografía 2.  Consolidómetros  29 
Fotografía 3.  Pesas  30 
Fotografía 4.  Ubicación de la zona en estudio  43 
Fotografía 5.  Lote para extracción de muestras  51 
Fotografía 6.  Lote para extracción de muestras  51 
Fotografía 7.  Equipo  utilizado  para  la  extracción  de  las muestras  52 
Fotografía 8.  Terreno de  la extracción de muestras  100 
Fotografía 9.  Terreno de  la extracción de muestras  100 
Fotografía 10.  Tubo SHELLBY para la extracción de muestras  100 
Fotografía 11.  Tubo SHELLBY para la extracción de muestras  100 
Fotografía 12.  Muestra para humedad  101 
Fotografía 13.  Proceso de remoción de aire  101 
Fotografía 14.  Extracción  de  la  muestra  del  interior  del  tubo SHELLBY  101 
Fotografía 15.  Montaje  del  equipo  para  extracción  de  las muestras  101 
Fotografía 16.  Bancos de consolidación  101 
Fotografía 17.  Bancos de consolidación  101 
Fotografía 18.  Bancos de consolidación  101
LISTA DE ANEXOS 
Pág. 
ANEXO A.  Registro fotográfico de extracción de muestras  100 
ANEXO B. 
Modelo  de  cálculo  para  determinar  T γ ,  tabla  de 
esfuerzos Y determinación de cargas en banco de 
Consolidación 
102 
ANEXO C.  Formato de laboratorio.  Ensayo de humedad del suelo y límites de consistencia  107 
ANEXO D.  Formato  para  la  determinación  del  contenido  de materia orgánica mediante pérdida por ignición  113 
ANEXO E.  Formato de laboratorio.  Gravedad específica  114 
ANEXO F.  Formato de laboratorio. Análisis por hidrómetro  116 
ANEXO G.  Formato de  laboratorio. Ensayo de consolidación unidimensional primaria  124 
ANEXO H.  Formato de  laboratorio. Ensayo de consolidación unidimensional secundaria  136 
ANEXO I.  Curvas de Taylor y Casagrande  148 
ANEXO J.  Curva de variación e Vs log t  170 
ANEXO K.  Correlaciones  185
INTRODUCCIÓN 
El  fenómeno  de  la  consolidación  es  un  proceso  que  sufre  la  mayoría  de  las 
cimentaciones  de  las  estructuras,      esta  se  divide  en    consolidación  primaria  y 
secundaria. 
Para    el  desarrollo  de  esta  investigación  se  hizo un estudio  del  fenómeno de  la 
consolidación tanto primaria como secundaria haciendo énfasis en la última, para 
la cual se usaron muestras inalteradas a diferentes profundidades  de la Localidad 
de Chapinero  en la Zona del  Lago , dicho lugar se escogió porque la mayoría de 
estructuras presentan  deformaciones considerables. 
Este proyecto se encuentra dividido  en varios capítulos los cuales  comprenden la 
descripción del problema  de los asentamientos secundarios, la poca información 
que hay en la actualidad y los  ensayos realizados para  estudiar el suelo, dentro 
de  los  cuales  se  encuentra  la  caracterización  de  los  suelos  sondeados  y  las 
deformaciones presentadas  a las cargas aplicadas en el proceso de estudio del 
fenómeno de  la  consolidación  secundaria,  así  como  los  análisis  respectivos  de 
acuerdo a las correlaciones que existen en el estado del arte.
1.  EL PROBLEMA 
1.1  LÍNEA 
El  proyecto  de  grado  desarrollado  corresponde  a  la  línea  de  investigación  de 
eventos naturales y riesgos en obras civiles, según lo establecido por la Facultad 
de Ingeniería Civil de la Universidad de la Salle, de acuerdo con el grupo CIROC. 
1.2 TÍTULO 
Análisis  de  asentamientos  secundarios  en  los  suelos  de  la  zona  del  Lago en  la 
ciudad de Bogotá D.C. 
1.2 DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA 
En la actualidad en el estado del arte se dice que los asentamientos secundarios 
son  bajos  con  respecto  a  los  primarios,  pero  es  muy  poca  la  información  tanto 
teórica como experimental que se encuentra y mas aun en los suelos blandos de 
Bogotá  en la Zona del Lago, razón por la cual surge la necesidad de aumentar la 
información    del  fenómeno  de  consolidación  secundaria  por  medio  de  este 
proyecto de grado. 
Esta investigación radica en obtener la relación de los asentamientos secundarios 
con respecto a los primarios, para así mostrar a los diseñadores y a la gente del
22 
gremio  que  dichos  valores  pueden  ser  usados  para  el  cálculo  de  las 
deformacionesde la cimentación. 
Hasta  la  fecha  de  hoy,  después  de  muchos  años  de  investigación  no  se  ha 
encontrado un método confiable para calcular la magnitud y rata de la componente 
de  los  asentamientos  secundarios.  Esto  se  debe  a  que  el  tema  ha  sido  poco 
explorado  en el país,  es decir que esta investigación contó con poca información 
de   apoyo  lo cual muestra que el  proyecto  tiene un grado de  importancia en el 
campo de la investigación. 
Tabla 1. Antecedentes de estudios de consolidación en arcillas 
TÍTULO  AUTOR  NACIONALIDAD Y AÑO  INSTITUCIÓN 
Estudio de las arcillas 
normalmente 
consolidadas 
anisotrópicamente de 
Santa fe de Bogotá 
Carlos Gonzalo 
Barbosa Lis 
Colombia 
1994 
Universidad de los 
Andes 
Ensayo de 
consolidación en suelos 
parcialmente saturados 
Harold A. Caro Niño  Colombia 1998 
Universidad de los 
Andes 
Estudio de la 
consolidación por 
electro­ósmosis de las 
arcillas de Bogotá 
Gabriel Emilio Pérez 
Cely 
Colombia 
1999 
Universidad de los 
Andes 
Ensayos de 
consolidación en 
residuos sólidos de la 
Ciudad de Santa fe de 
Bogotá 
Erika Velandia Parra  Colombia 1999 
Universidad de los 
Andes 
Consolidation and 
settlement in clay 
William Miller Jr.  Americano  No especificado
23 
1.4 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA 
¿Tienen importancia los asentamientos secundarios en las obras de ingeniería en 
los suelos de la Zona del Lago en Bogotá D.C? 
1.5JUSTIFICACIÓN 
En muchas de las zonas de Bogotá los asentamientos son considerables debido a 
su  alto  contenido  de  vacíos  llenos  de  agua  y  sobre  todo  en  la  Zona  del  Lago 
donde en  la   antigüedad existían humedales, estos antecedentes pueden  indicar 
que  el  sector  bajo  estudio  es  susceptible a sufrir  altos  asentamientos.   Por  esta 
razón  se  opto  el  estudio  de  dicho  sector,  puesto  que  en  la  actualidad  existen 
muchas edificaciones con grandes deformaciones. 
Uno de los motivos  por el cual se va a llevar a cabo esta investigación es buscar 
la  relación  que tienen los asentamientos secundarios  frente a los primarios. 
Es  importante  que  los  estudiantes  y  los  profesionales  de  Ingeniería  Civil  que 
laboran en suelos,  profundicen el conocimiento en asentamientos secundarios en 
la  ciudad  de  Bogotá,  mas  exactamente  en  la  Zona  del  Lago,  puesto  que  la 
información existente en el estado del arte es muy reducida y la que se encuentra 
esta  muy  generalizada,  por  esta  razón  este  proyecto  tiene  vital  importancia 
porque  amplia la información del sector en estudio.
24 
Teniendo  en  cuenta  que  estudios  de  este  tipo  no  se  encuentran  a  disposición 
fácilmente en lo referente al análisis e interpretación de los mismos. 
1.6  OBJETIVOS 
1.6.1  Objetivo general 
Determinar la relación de los asentamientos por consolidación secundaria  frente a 
los  asentamientos  por  consolidación  primaria  en  obras  de  ingeniería  civil  en 
suelos de la Zona del Lago en Bogotá D.C. 
1.6.2  Objetivos específicos 
• Determinar  asentamientos  por  consolidación primaria  analizando magnitudes, 
tiempos  de  deformación  con  la  teoría  de  Terzaghi  basada  en  un  modelo 
unidimensional  a diferentes profundidades del sondeo en la Zona del Lago de 
Bogotá. 
• Determinar  asentamientos  por  consolidación  secundaria  analizando 
magnitudes,  tiempos de deformación con  la  teoría de Terzaghi basada en un 
modelo unidimensional  a diferentes profundidades del sondeo en la Zona del 
Lago de Bogotá. 
• Determinar  la  relación  de  los  asentamientos  por  consolidación  secundaria 
frente a la  consolidación primaria.
2. MARCO REFERENCIAL 
2.1 MARCO TEÓRICO 
El estudio de la consolidación se realiza fundamentalmente para arcillas o suelos 
arcillosos  y  en  estado  de  saturación.  Cuando  un  suelo  tiene  un  incremento  de 
esfuerzos de compresión debidos a alguna carga es asumido conjuntamente por 
las partículas minerales y el agua que conforma el suelo. La variación de presión 
intersticial, o presión de poro, obligan al agua a moverse a través del suelo, hasta 
disipar  las sobrepresiones  intersticiales, variando el volumen del suelo y de esta 
forma generando una deformación. 
Si  las  sobrepresiones  intersticiales  son  positivas  el  suelo  tiende  a  disminuir  el 
volumen expulsando el agua de los poros, permitiendo el reajuste de las partículas 
sólidas  en  los  huecos  que  han  quedado  vacíos.  Este  proceso  se  denomina 
consolidación,  pero  si  las  sobrepresiones  intersticiales  son  negativas,  el  suelo 
tiende a aumentar su volumen y a este  proceso se  le denomina expansión. 
El  fenómeno  de  la  consolidación  se  divide  en  dos  etapas  las  cuales  vamos  a 
definir a continuación: consolidación primaria y consolidación secundaria.
26 
• La  consolidación  primaria  se  produce  durante  la  disipación  de  las 
sobrepresiones intersticiales avanzando con el tiempo. 
• La consolidación secundaria se va presentando lentamente después de que 
se han disipado  las sobre presiones  intersticiales, pero  realmente siguen 
existiendo  en  pequeñas  magnitudes  que  pueden  considerarse  como 
inapreciables,  sin  embargo  la  consolidación  secundaria  se  presenta 
lentamente  generando  cambios  volumétricos  en el  suelo  a medida que el 
agua escapa de este a una velocidad de flujo muy pequeña. 
Según Jiménez “La arcilla, bajo cualquier tipo de carga, no toma instantáneamente 
la deformación correspondiente, sino que esto no ocurre  más que al cabo de un 
tiempo que a veces es muy  largo.   La  teoría que estudia este proceso  se llama 
teoría de la consolidación de las capas de arcilla” 1 . 
La  literatura muestra  con Terzaghi  la  teoría más  clara  y  profunda a  cerca  de  la 
consolidación, es por ello que será  la  teoría fundamental a  tener en cuenta para 
este tipo de estudios y  este caso específicamente. 
1 JIMÉNEZ  SALAS,  J A. Geotecnia y cimientos. Madrid: Editorial Rueda, 1975. P. 182.
27 
2.1.1  Teoría de consolidación 
La teoría de Terzaghi se basa en un modelo unidimensional  en el  que se supone 
que  la deformación del suelo  y el flujo hidráulico de agua intersticial se producen 
en la  dirección vertical.  Esta teoría  supone: 
• El suelo se encuentra homogéneo. 
• El  suelo  esta    saturado  y  permanece  saturado  durante  toda  la  fase    de 
consolidación, 
• El agua y los granos solidos son incompresibles. 
• Las deformaciones del suelo son únicamente verticales. 
• La tensión efectiva tiene una relación lineal con sus variaciones de volumen 
y que son proporcionales a las deformaciones verticales. 
• El flujo hidráulico es únicamente vertical 
• Se supone valida la ley  de Darcy. 
• El  coeficiente  de  permeabilidad  K  es  constante  en  la  capa  de  suelo  y 
durante toda la consolidación. 
Para entender mejor esto se recurre a la prueba de consolidación unidimensional, 
con  el  fin  de  establecer  la  relación  entre  la  presión  aplicada  de  un  suelo  y  su 
reducción de volumen, ideada  por el Dr. Kart Von Terzaghi, a quien se le debe la 
teoría de consolidación.
28 
Para la ejecución de la prueba existen varios modelos de aparatos;  sin embargo, 
uno de los más comunes es el diseñado por el Dr. Atrhur Casagrande y conocido 
como  consolidómetro  de  anillo  libre.    El  espécimen  de  suelo  es  confinado 
lateralmente con el fin de garantizar una deformación vertical. 
El consolidómetro de anillo libre esta constituido por: 
• Un anillo rígido. 
• Piedras porosas. 
• Cilindro en  el cual se puede  mantener el espécimen saturado. 
• Sistema de placa marco y colgador de pesas. 
Las siguientes figuras, permiten identificar cada uno de los elementos. 
Fotografía 1. Anillo rígido, piedras porosas, cilindro 
Peso 
Anillo 
rígido 
Cilindro 
(saturado) 
Piedras 
porosas
29 
Figura 1. Piedras porosas 
Fotografía 2. ConsolidómetrosPIEDRAS POROSAS "F" 
ANILLO "A" SUELO 
DEPOSITO 
Consolidometro 
Sistema de placa marco y 
colgador de pesas 
Sistema de placa marco y 
colgador de pesas 
Consolidometro
30 
Fotografía 3. Pesas 
Con ayuda de un micrómetro se registran las deformaciones producidas por una 
carga, y con un cronometro se conoce el  tiempo que  transcurre para alcanzar  la 
deformación producida  por  un  incremento  de  carga.   Estos    incrementos  se  van 
aplicando en intervalos que duplican el valor del anterior, dentro de los presiones 
mas  comunes    se  encuentran:  12.25,  25.00,  50.00,  100.00,  200.00,  400.00  y 
800.00 kN./m 2 . 
Se  debe  llevar  un  registro  de  incrementos  de  presiones  y  por  consiguiente 
progreso  de  la  deformación  con  ayuda  de  los  registros  del  micrómetro  y  el 
cronometro, lo cual es fundamental para realizar la curva  de calibración. 
Una vez obtenidos los resultados se realiza una grafica en  la cual dibujamos  las 
lecturas  del  micrómetro  como  ordenadas  en  escala  natural  y  los  tiempos  de 
cronometro como abscisas en escala logarítmica, logrando de esta forma la curva 
de consolidación, en la cual encontramos dos zonas:
31 
• Consolidación primaria,  que es el asiento diferido que  tiene su origen en 
los  fenómenos hidrodinámicos de  flujo del agua intersticial en el esqueleto 
del suelo (Tramo Figura A­B Figura 2). 
• Consolidación  secundaria,  que  es  el  asiento  después  del  final  de  la 
consolidación,  manifestación  de  la  fluencia  del  esqueleto,  debido  a 
modificaciones  de  la  ordenación  de  las  partículas  como  consecuencia  de 
las capas de agua absorbida en el contacto entre estos (Tramo B­C Figura 
2). 
• Tiempo  en  el  cual  en  el  que  la  presión  de  poros  se  ha  disipado  casi 
completamente. (Punto B Figura 2) 
Figura 2. Curva de consolidación 
500 
600 
700 
800 
900 
1000 
1100 
1200 
1300 
1400 
1500 
0.1  1  10  100  1000  10000  100000 
Log t  (m in) 
L
ec
tu
ra
 D
ef
o
rm
im
et
ro
 (0
,0
00
1 
P
ul
g
) 
t 100 
d 100 = 1358 
d 0 = 540 
t 100 = 185 
CONSOLIDACIÓN 
PRIMARIA 
EFECTO POR 
SECUNDARIA 
EFECTO POR 
PRIMARIA 
CONSOLIDACIÓN 
SECUNDARIA 
A 
B 
C
32 
2.1.2  Consolidación  Secundaria 
Una  vez  completado  el  tiempo    en  el  que  en  el  que  la  presión  de  poros  se  ha 
disipado casi completamente, se puede observar la consolidación secundaria que 
es el momento en que la estructura del suelo  sufre un ajuste plástico, denominado 
usualmente flujo plástico. En esta etapa  la grafica de  asentamiento Vs. logaritmo 
del tiempo  es prácticamente lineal, como se puede observar en la Figura 2. 
De acuerdo al estado del arte se ha encontrado que la consolidación secundaria 
parece  ser  mayor  en  los  suelos  orgánicos  y  en  suelos  inorgánicos  altamente 
compresibles, a esfuerzos menores que el de preconsolidación   en comparación 
con  la carga  isotrópica.  En  realidad no se ha establecido  todavía algún método 
confiable para calcular  este fenómeno de deformación, pero para fines prácticos 
se utiliza  la siguiente   definición   de un coeficiente de consolidación secundaria, 
cambio en el espesor unitario en un tiempo  igual a log10  ciclo, después de haber 
logrado  la  consolidación  primaria  total.  También  la  magnitud  de  asentamiento 
secundario se puede definir como el cambio en espesor originado por la aplicación 
de carga constante después de la completa disipación  del exceso de presión de 
poro.
33 
De  las curvas de asentamiento   contra Log del  tiempo, graficadas   para  tiempos 
suficientemente  grandes  se  puede  observar el  tramo de  compresión  secundaria, 
este suele presentar  valores aproximados dentro de los siguientes límites 2 : 
Arcillas Preconsolidadas  Cα = < 0.005 
Arcillas normalmente consolidadas  Cα = 0.005 a 0.05 
Suelos Orgánicos  Cα = 0.05 a 0.5 
La relación de  c C C  / α estará en general  entre los limites de 0.025 a 0.10 para los 
suelos naturales, aplicándose los valores mayor a  los suelos orgánicos    (Mesri y 
Godlewski, 1977). 
El  coeficiente  de  consolidación  secundaria Cα puede  obtenerse  del  grafico  de 
asentamiento contra el Log de tiempo como 3 : 
Donde: 
( ) [ ] ti t ti 
Hi 
H 
C 
/ log ∆ + 
∆ 
= α 
ΔH =  Disminución del espesor de la capa de suelo 
Hi  =  Espesor inicial 
2 WHITLOW, Roy.  Fundamentos de mecánica de suelos.  México: Editorial Cecsa.  2000.  p.458.  ISBN 968­26­1239. 
3 BOWLWES E., Joseph.  Propiedades Geofísicas de los Suelos.  2 ed.  Bogotá:  Editorial Mc. Graw Hill. 1982. p. 328­329.  ISBN 968­451­118­3.
34 
ti = 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 
Los  trabajos  de  Raymond  y  Wahls  (1976)  y  Mesri  y  Godlewski  (1977)  fueron 
utilizados  para  la  estimación  del  asentamiento  secundario  para  casos  simples, 
quienes definieron el índice de compresión secundaria Cα como: 
t 
e C 
log ∆ 
∆ 
= α 
Donde, 
∆e = 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. 
∆t = El tiempo entre t2 y t1. 
La compresibilidad secundaria εα puede ser calculada de la misma forma como se 
halla  el  índice  de  compresión  secundaria,  para  lo  cual  se  tiene  la  siguiente 
correlación: 
100 
1 
(%)  x 
e 
C 
o 
  
 
 
  
 
 
+ 
= α ε α
35 
Donde, 
εα = compresibilidad secundaria  del suelo 
Cα = Índice de consolidación secundaria 
eo =  relación de vacíos inicial 
En el estudio de los asentamientos secundarios los científicos como Ladd (1971), 
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.” 4 
De  acuerdo  a  las  investigaciones  hechas  sobre  las  arcillas  de  Chicago,  la 
correlación  Cc = 0.009 (L.L.­10)  es una ecuación determinante a la hora de hallar 
el  asentamiento  por  la  consolidación  secundaria,  puesto  que  el  limite  liquido  se 
encuentra  muy  ligado  con  el  índice  de  compresión,  sin  embargo  generalmente 
este decrece con el aumento del esfuerzo efectivo y no es muy conveniente usarlo 
4 Traducido  y  modificado:  HOLTZ,  Robert  D.  y  KOVACS,  William  D.    An  introduction  to  geotechnical 
engineering.  New Jersey: Editorial Pretince – Hall, 1981.  p. 405­409. ISBN 0­13­484394­0.
36 
para la determinación del asentamiento, es por esta razón que se hace necesario 
calcular el índice de recompresión Cr  y el esfuerzo de preconsolidación, mediante 
el ensayo de muestras lo más inalteradas posible. 
Las siguientes ecuaciones se realizan para la consolidación primaria: 
Esta ecuación 
0 
0 1 
L 
e 
e S 
+ 
∆ 
= . 
Se  utiliza  para  encontrar  los  asentamientos  con  el  último  incremento  de  carga, 
para suelos normalmente consolidados utilizamos la siguiente ecuación. 
o 
o x H x 
e 
Cc S 
σ 
σ σ ∆ + 
+ 
=  log 
1  0 
, 
Sin  embargo  comúnmente  se  prefiere  encontrar  los  asentamientos  en  los 
parámetros de compresibilidad ya que son más confiables. 
La relación Cα/Cc en cualquier tiempo y para cualquier esfuerzo es una constante 
en los tramos de compresión como de recomprensión, teniendo en cuenta que el 
valor  de Cα no  se mantiene  constante  durante  el  tiempo,  en algunos  casos por 
esto puede presentar un aumento o disminución en el rango de consolidación para 
el  cual  Cc  permanece  constante,  aumentando  o  disminuyendocon  el  esfuerzo 
efectivo.
37 
“Según  los  valores  del  índice  de  compresión  (CC)  el  suelo    puede  ser  poco 
compresible  cuando es menor 0.1, medio cuando está el  rango entre 0.1 a 0.3 y 
muy compresible cuando es mayor a 0.3.” 5 
“Si el valor σ’P = σ’o  es importante en la practica hasta el punto de llegar a ser el 
limite  de  las  tensiones  efectivas  verticales  para  las  que  las  deformaciones  del 
suelo son pequeñas y soportables por las obras de cimentación, sin embargo vale 
la pena aclarar que  los asentamientos presentados antes de  llegar a este punto 
pueden  ser  centimétricas  o  decimétricos,  pero  si  este  es  sobrepasado  se 
convierten en asientos métricos y de gran importancia a largo plazo.” 6 
2.1.3 Asentamientos 
Los asentamientos son disminuciones del volumen de vacíos,  los cuales pueden 
ser causados por varios sucesos o fenómenos, que hacen que los asentamientos 
totales estén conformados por los asentamientos inmediatos, calculados mediante 
la teoría elástica; los asentamientos por consolidación primaria distinguidos en los 
suelos  finos  y  por  último  los  procedentes  de  la  consolidación  secundaria  ó 
denominados plásticos. 
Cuando  se  generan  en  el  suelo  circunstancias  como  son  la  disminución  del 
volumen de los vacíos del suelo y la disminución del volumen de dicho suelo, se 
5  IGLESIAS, Celso.  Mecánica de suelos.  España: Editorial Síntesis,  1997.  p. 358.  ISBN 84­7738­438­X 
6  Ibíd., p. 352.
38 
revela los asentamientos en la superficie, por esto se genera los asentamientos de 
aquellas estructuras que utilizan el suelo como fundación. 
En el momento en el que el proceso de  la consolidación progresa el suelo sufre 
incrementos en sus esfuerzos efectivos,  lo cual indica que su resistencia al corte 
aumenta. 
Se  considera  que  al  finalizar  el  desarrollo  de  la  consolidación  las  cargas  que 
soporta el suelo son resistidas en su totalidad por el esqueleto del suelo. 
Por ejemplo si es el caso de un depósito de arcilla la consolidación primaria es un 
proceso que tarda mayor tiempo que en el caso de una arena, esto se debe a que 
el  tipo  del  suelos  esta  compuesto  por  partículas  muy  finas  generándole  una 
permeabilidad  baja  o  muy  baja,  haciendo  que  la  disipación  del  exceso  de 
presiones de poros ocurra  lentamente;  si  tuviera  una edificación  en un  suelo  de 
este  tipo  continuaría  asentándose  por mucho más  tiempo  luego  de  finalizada  la 
obra.  Por  esta  razón  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.
39 
2.2 MARCO CONCEPTUAL 
A  continuación  encontramos  algunas de  las  definiciones  y  términos  que  son  de 
gran utilidad para una buena interpretación en un análisis de asentamientos y en 
general de los suelos. 
• Arci l la, material fino, blando, friable de un tamaño de (1/256mm). 
La  estructura  general  de  la  arcilla  esta  constituida  por  silicatos  de 
aluminio  hidratados  y  en  algunas  ocasiones  silicato  de  magnesio, 
hierro  u  otros  metales,  estos  se  encuentran  en  las  rocas  ígneas  y 
metamórficas. 
Los minerales de la arcilla son: 
Caolinita;  Esta  formada  por  una  lámina  tetraédrica  (Si)  y  una  lamina 
octaédrica  (Al/Mg)  de aluminio mediante  átomos  de oxigeno. Es  una 
arcilla pura,  no permite  la penetración del agua, genera  estabilidad  y 
es la menos peligrosa. 
Figura 3. Particula de caolinita 
Montmorillonita;  Esta  formada  por  una  lámina  octaédrica  (Al/Mg)  y 
dos  laminas  tetraédricas  (Si),  el  enlace entre  las  dos  laminas  es  de 
tipo  hidrogeno  pero  muy  débil.  Estas  láminas  se  superponen 
Si 
Al
40 
provocando  que  las  moléculas  de  agua  se  introduzcan  en  la 
estructura  con  facilidad,  generando  un  incremento  de  volumen 
(expansión), presentando  inestabilidad y es la mar arcillosa. 
Figura 4. Particula de montmorillonita 
Illita; Este mineral es semejante a  las montmorilonitas pero  entre  las 
laminas  tetraédricas se intercalan iones K + , dando como resultado un 
enlace fuerte en donde no se pueden intercalar la moléculas de agua. 
Tiende  a  formar  grumos  de  materia,  se  puede  considerar  entre  los 
dos tipos de arcillas. 
Figura 5. Particula de illita 
• Arci l la orgánica, arcilla con suficiente contenido orgánico como para 
influir  en  las  propiedades  del  suelo.  Por  clasificación,  una  arcilla 
orgánica es un suelo que sería clasificado como arcilla, excepto que 
Si 
Al 
Si 
Si 
Al 
Si 
Iones 
K +
41 
el valor de su límite líquido después de secada en el horno es menor 
que el 75 % de dicho valor antes de secarse. 
• Consol idación,  reducción de volumen en el  tiempo que experimenta 
un suelo al expulsar agua, cuando se aplica una carga sobre él. 
• Consolidación  primaria,  donde  las  presiones  de  poros  se  van 
disipando a medida que va cambiando la profundidad y el tiempo. 
• Consolidación secundaria, al terminar la disipación de la presión de poros 
continúa  con  los  asentamientos  a  una  velocidad  en  línea  logarítmica  del 
tiempo, dando como un resultado constante de los esfuerzos efectivos. 
• Índice de plasticidad,  diferencia entre el límite líquido y plástico, indicando 
el margen de humedades que se encuentran en estado plástico. 
• Limo  orgánico,  limo  con  suficiente  contenido  orgánico  como  para 
influir  en  las  propiedades  del  suelo.  Por  clasificación,  un  limo 
orgánico es un suelo que sería clasificado como limo excepto que su 
valor de límite  líquido después de secarse en el horno es menor que 
el 75 % de dicho valor antes de secarse.
42 
• Limite  líquido,  la  humedad  donde  el  suelo  pasa  de  un  comportamiento 
liquido  a plástico. 
• Limite plástico, estado en el que se encuentra la humedad del suelo de la 
cual  ya no se puede moldear. 
• Suelo normalmente consolidado, suelo que solo ha  tenido  la carga que 
tienen actualmente. 
• Presión de poros, es producida por la fase liquida ocupando los vacíos del 
suelo. 
• Suelo, es un material particulado y multifase   en las cuales sus  fases son 
sólidas,  liquidas  y  gaseosa;  es  un mineral  no  consolidado  y  de partículas 
orgánicas  producido  por  las  acciones  orgánicas  del  viento,  agua  y  los 
procesos de desintegración rocas. 
• Suelo  normalmente  consolidado,  suelo  que  esta  en  equilibrio  bajo  la 
máxima presión que ha experimentado en toda su historia. 
• Suelo  preconsolidado,  suelo  en  equilibrio  bajo  una  presión  interior  a  la 
que se consolida.
43 
• Suelo sobreconsolidado, suelo que han tenido cargas mayores a las que 
tenia. 
• Turba, suelo primordialmente de textura vegetal en estados variables 
de  descomposición,  usualmente  con  olor  orgánico,  color  entre 
carmelita  oscuro  y  negro,  consistencia  esponjosa,  y  contextura  que 
varía desde fibrosa hasta amorfa. 
2.3 MARCO CONTEXTUAL 
Fotografía 4. Ubicación de la zona en estudio 
La  zona  del  lago  se  encuentra  ubicada  en  el  barrio  El  Lago  Gaitán,  el  cual 
pertenece a la Localidad 2 Chapinero en la ciudad de Bogotá D.C.
44 
Figura 6. Ubicación del sitio en el área metropolitana de Bogotá 
El estudio se realizo en Av. Cra. 15 # 80­ 05 el cual se adelanta la construcción de 
un edificio de cuatro pisos, que va a ser utilizado para actividades comerciales y 
oficinas. 
En la zona del lago se han presentado muchos cambios a lo largo de la historia, 
entre ellos y uno de los más significativos, es que El Lago Gaitán desapareció. Se 
tapó y rellenó con desechos y materiales de construcción y sobre él se edificaron 
grandes obras, una de las cuales es la Universidad Sergio Arboleda.45 
Figura 7. Ubicación de la zona en la localidad de Chapinero 7 
Dentro de las consecuencias de haber construido sobre un terreno que antes era 
lago, se encuentra el hundimiento de  los edificios. No es extraño caminar por  la 
carrera 15 y ver algún pilar totalmente torcido, desnivelado y tragado por la tierra. 
2.4 MARCO NORMATIVO 
Las  normas  utilizadas  para  la  realización  de  ensayos  están  relacionadas  en  el 
siguiente cuadro: 
7  Localidad de chapinero.  Guía de mapas de la localidad Publicación  digital  en  la   página   web   de   la 
localidad  de  Chapinero  [En  línea]<http://www.segobdis.gov.co/chapinero/chapinero/mapas/mapas01.html#> 
Búsqueda realizada el 22 de Julio de 2006.
46 
Tabla 2.  Relación de normas utilizadas para la caracterización de suelos 
NORMA  TEMA  DESCRIPCIÓN 
I.N.V.E­ 102 
Descripción e Identificación de 
Suelos  (Procedimiento Visual y 
Manual). 
Procedimiento para identificar suelos y se basa 
en el sistema de clasificación convencional. 
I.N.V.E­ 103  Conservación y Transporte de Muestras de Suelos. 
Describe los métodos para la conservación de 
las muestras inmediatamente después de 
obtenidas en el terreno, así como para su 
transporte y manejo. 
I.N.V.E­ 121 
Determinación del contenido orgánico 
en suelos mediante pérdida por 
ignición. 
Procedimiento para determinar el contenido 
orgánico a aquellos materiales identificados 
como turba, lodos, orgánicos y suelos que 
contengan materia vegetal. 
I.N.V.E­ 122 
Determinación en laboratorio del 
contenido de agua (humedad) del 
suelo, roca y mezclas del suelo – 
agregado. 
Determinar la humedad natural del suelo por peso. 
I.N.V.E­ 124  Análisis  granulométrico por medio del hidrómetro. 
Determinar el porcentaje de partículas de suelos 
dispersados, que permanecen en suspensión en 
determinado tiempo. 
I.N.V.E­ 125  Determinación del limite liquido de los suelos. 
Procedimiento para determinar el límite liquido de un 
suelo expresándolo en porcentaje del suelo secado en 
norma. 
I.N.V.E­ 126  Limite plástico e índice de plasticidad.  Determinar el límite plástico y el cálculo del índice de plasticidad. 
I.N.V.E­ 128 
Determinación del Peso 
Específico de los Suelos y del 
Llenante Mineral. 
Determinar el peso específico de los suelos y 
del llenante mineral (filler) por medio de un 
picnómetro. 
I.N.V.E­ 151  Consolidación unidimensional de los suelos. 
Determinar la rata y magnitud de la consolidación de 
muestras de suelos cuando se confina lateralmente y 
se cargan y drenan axialmente. 
NTC­ 
1404:2000 
Clasificación de suelos para 
propósitos de ingeniería (Sistema de 
Clasificación Unificada de Suelos). 
Procedimiento para determinar la clasificación de 
suelos  por el  Sistema de Clasificación Unificada de 
Suelos.
3.  METODOLOGÍA 
3.1 METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN 
El diseño de la investigación es de  tipo experimental.   Según Sabino (1998: 69): 
“En  esencia,  un  experimento  consiste  en  someter  un  objeto  en  estudio  a  la 
influencia  de  ciertas  variables,  en  condiciones  controladas  y  conocidas  por  el 
investigador,  para  observar  los  resultados  que  la  variable  produce en  el  objeto”. 
La  presente  investigación  se  basará  en  la  realización de una  serie de ensayos 
sobre muestras  de  suelos  tomados  de un  sondeo  ubicado en  la  zona  del  Lago, 
para determinar los asentamientos tanto primarios como secundarios. 
El  programa  de  laboratorio  incluyó  los  siguientes  ensayos:  (granulometría  por 
hidrómetro, límites y humedades naturales, peso específico y consolidación). 
3.1.1  Etapas de la investigación 
Para llegar a la determinación de asentamientos secundarios se hizo necesario 
desarrollar una serie de actividades tales como: 
Etapa 1.  Determinación de  la ubicación del lugar en el cual se realizó el sondeo. 
• Se Determino el sitio  específico en el cual se realizó el sondeo que fue en 
la dirección Av. Cra. 15 # 80­ 05 en la Zona del Lago.
48 
Etapa  2.    Identificación  del  comportamiento  del  suelo  y  la  correspondiente 
estratigrafía. 
• Se Realizó  un  sondeo  de  20 m  de  profundidad,  en  el  cual  las  muestras 
fueron obtenidas a diferentes profundidades.  De las cuales se escogió las 
más representativas. 
• Se  elaboraron  ensayos  de  caracterización  de  suelos  a  cada  una  de  las 
muestras,  identificando de esta  forma el suelo en el que se van a analizar 
los asentamientos. 
Etapa 3. Determinación de asentamientos de consolidación primaria y secundaria 
a diferentes profundidades. 
• Con  las muestras obtenidas en el  sondeo de  la etapa 2,  se  realizaron  los 
ensayos de consolidación primaria y secundaria. 
3.2 OBJETO DE ESTUDIO 
Determinar los asentamientos generados por  consolidación primaria y  secundaria 
que  se  presentan  en  el  suelo  de  la  Zona  del  Lago  (Barrio  el  Lago  Gaitán), 
perteneciente a  la  localidad dos de Chapinero en  la ciudad de Bogotá, mediante 
los  laboratorios  pertinentes  para  dicho  estudio  y  el  análisis  de  los  resultados 
obtenidos.
49 
3.3 INSTRUMENTOS 
Para llevar a cabo el proyecto de grado fue necesario recopilar estudios existentes 
sobre la consolidación secundaria, y así enfocar la  investigación y poder 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. 
• Normas Técnicas Colombianas  (NTC)   contenidas en  la NRS­98 Tomo  I  y  II. 
Ley  400  de  1997 Decreto  33  de  1998.  Icontec  (Instituto  de Normas  Técnicas  y 
certificación). 
• Normas de ensayos de materiales. Instituto nacional de INVIAS, República de 
Colombia. Ministerio de transporte. Tomo I. 1998. 
3.4 VARIABLES 
Tabla 3. Identificación de variables 
CATEGORÍA DE ANÁLISIS  VARIABLES  INDICADORES 
Magnitud de asentamientos 
por consolidación secundaria 
Propiedades del suelo  Humedades, plasticidad, peso específico 
Duración del proceso de 
Consolidación secundaria 
Tiempo 
α C 
Duración del proceso  de 
consolidación 
Velocidad de consolidación
50 
3.5 HIPÓTESIS 
Los  asentamientos  por  consolidación  secundaria  son  importantes  en  cuanto  a 
magnitud y por  lo  tanto en su efecto sobre  las estructura como para  tenerlos en 
cuenta en un análisis ingenieril.
4. TRABAJO INGENIERIL 
4.1 DESARROLLO 
Para el desarrollo de la investigación de asentamientos secundarios en la zona del 
Lago,  se  realizó  una  toma  de  4  muestras  inalteradas  con  un  diámetro  de  3 
pulgadas.   Este sondeo se ejecutó el día 25 de Junio de 2006,   en una zona de 
suelos  blandos,  ubicada  en  la  localidad  de  Chapinero  de  Bogotá  D.C,  más 
precisamente en el barrio Lago Gaitán, zona del Lago. 
Fotografía 5. y 6. Lote para extracción de muestras 
En  el  sondeo  fueron  extraídas  5  muestras,  cuyas  profundidades  son:  para  la 
muestra 1, (1.40 – 2.10) m, para la muestra 2, (5,0 – 5.70) m, para la muestra 3, 
(10,0 – 10.70) m, para la muestra 4, (15 – 15,70) m, para la muestra 5, (20 –20,40) 
m.  Sin embargo vale la pena aclarar que la muestra 5 se descartó debido a que el 
tipo de material  no dejaba realizar algunos  ensayos.
52 
Fotografía 7. Equipo utilizado para la extracción de las muestras 
Para llevar a cabo este proyecto se hizo necesario realizar los siguientes ensayos: 
contenido  de  humedad,  límite  líquido,  límite  plástico,  gravedad  específica, 
contenido  de  materia  orgánica,  granulometría  por  hidrómetro  y  consolidación 
unidimensional  (el  cual  se  trabajó  por  el  proceso  de    consolidación    primaria  y 
haciendo énfasis en el proceso de consolidación secundaria); teniendo en cuenta 
que el ensayo de consolidación secundaria fue realizado durante un periodo de 32 
días, mientras que el ensayo de la consolidaciónprimaria se  llevo a cabo con el 
procedimiento de la Norma INVIAS  I.N.V.E. 151.
53 
Los  ensayos  citados  anteriormente,  excluyendo  el  de  consolidación 
unidimensional,  se utilizaron para caracterizar el  suelo de  tal  forma que se  logro 
conocer el terreno (propiedades y comportamiento), para así realizar un adecuado 
análisis de los resultados.  Para el desarrollo de la investigación se construyó  un 
perfil  estratigráfico,  el  cual  nos  indica  que  tipo  de  suelo  tenemos  a  diferentes 
profundidades, así como el nivel freático. 
Para  la determinación de los esfuerzos efectivos asumidos se  tiene en cuenta  lo 
siguiente:  primero  se  halla  el  peso  unitario  ( γ )  de  cada  muestra,  luego  se 
procede  a    calcular  el  esfuerzo  total  (σT)  que  es  el  producto  entre  las 
profundidades del estrato y el peso unitario ( γ ).   Vale la pena aclarar que para 
las muestras seleccionadas  fue necesario tener en cuenta la presión de poros (μ) 
puesto que el nivel freático se encontraba por encima de los estratos en estudio.
54 
Figura 8. Perfil estratigráfico 
P
R
O
FU
N
D
ID
A
D
 
(m
) 
LO
N
G
. T
R
A
M
O
 
(m
) 
N
IV
E
L 
FR
E
A
TI
C
O
 (m
) 
C
O
LU
M
N
A
 
DESCRIPCION (m) 
M
U
E
S
TR
A
S
  LIMITES DE 
ATTERBEG 
LP (%)  LL (%)  H
U
M
E
D
A
D
 (%
) 
C
LA
S
IF
IC
. 
U
.S
C
.S
 
G
S
 
1.40 
2.10 
5.00 
5.70 
10.00 
10.70 
15.00 
15.70 
20.00 
20.40 
1.10 
0.70 
2.90 
0.70 
4.30 
0.70 
4.30 
0.70 
4.30 
0.40 
1.70  Arcilla inorgánica  de plasticidad 
elevada, color gris claro 
Arcilla inorgánica  de plasticidad 
elevada, color cafe oscuro 
Arcilla inorgánica  de plasticidad 
elevada, color cafe claro 
Arcilla inorgánica  de plasticidad 
elevada, color gris claro 
Limo inorgánico  de plasticidad 
elevada, color gris claro 
M1 
M2 
M3 
M4 
M5 
2.50 
2.56 
2.58 
255 
2.43 
24.81 
37.39 
54.78 
44.80 
111.04 
78.51 
172.41 
239.85 
175.17 
283.05 
69.22 
124.22 
164.08 
151.68 
241.98  MH 
CH 
CH 
CH 
CH 
Desechos de construcción 0.30 
P
E
S
O
 
U
N
IT
A
R
IO
 K
N
/m
³ 
1.37 
1.29 
1.38 
1.60
55 
En el Anexo B, se explica como se obtuvo el γ de cada una de las muestras, el 
cual  se    halla    como  el  cociente  entre  el  peso  de  la  muestra  y  el  volumen  del 
recipiente.  En este caso el recipiente es el anillo del consolidómetro y la muestra 
por lo consiguiente es la porción de suelo que se introduce en el anillo. 
Igualmente en el Anexo B se explica como se obtuvo los incrementos o esfuerzos 
aplicados  en  las  diferentes  muestras,  estos  fueron  aplicándose  de  manera 
gradual hasta que se    lograra  llegar al esfuerzo efectivo del  terreno,    y  luego se 
agrego el cambio de esfuerzos   de   80   KN/m 2 .  A continuación se observan los 
incrementos y cargas usadas  para cada una de las  muestras en la Tabla 4. 
Tabla 4. Incrementos y cargas usadas para las muestras de consolidación. 
M1  M2  M3  M4 
σ (KN/m 2 )  F (KN) σ (KN/m 2 )  F (KN) σ (KN/m 2 )  F (KN) σ (KN/m 2 )  F (KN) 
10,00  0,0314  11,00  0,033  10,00  0,02  10,00  0,02 
23,0  0,0709  26,00  0,078  30,00  0,06  40,00  0,08 
103,00  0.3234  41,00  0,123  54,00  0.10  72,0  0,14 
126,00  0,378  134,00  0.268  152,00  0,304 
El  procedimiento  que  se  realizo  para  el  análisis  de  la  consolidación  fue  el 
siguiente: primero se calculo el esfuerzo efectivo del  terreno de cada una de  las 
muestras,  luego  se  procedió  a  cargar  las muestras  de  manera  gradual  con  los 
incrementos intermedios hasta llegar a cargar las muestras con un similar esfuerzo 
efectivo al cual el suelo se encontraba sometido en el terreno y posteriormente se 
coloco el cambio de  esfuerzos que es la capacidad portante para un suelo blando
56 
de  la  zona.    Dicha  carga  se  trabajó  durante  32  días  para  determinar  la 
consolidación secundaria. 
4.2 RESULTADOS 
4.2.1 Ensayos de caracterización del terreno 
Los resultados de los ensayos de caracterización del terreno  fueron consignados 
en la  Tabla 5. Sin embargo vale la pena aclarar que la muestra 5 se descartó para 
algunos  ensayos  debido  a  que  el        tipo  de  material    no  dejaba  realizar  los 
ensayos. 
Tabla 5. Resultados de los ensayos realizados. 
MUESTRA  MUESTRA 1  MUESTRA 2  MUESTRA 3  MUESTRA 4  MUESTRA 5 
PROFUNDIDAD 
(m)  1.40 – 2.10  5.00 – 5.70  10.00 – 10.70  15.00 – 15.70  20.00 – 20.40 
HUMEDAD (%) 
69.22  124.22  164.08  151.68  241.98 
Gs 
2.5  2.56  2.58  2.55  2.43 
Partículas ≤ 
0.002 mm (%)  32.8  52  35.5  44.3  ­ 
ACTIVIDAD 
1.64  2.6  5.21  2.94  ­ 
MATERIA 
ORGÁNICA (%)  1.14  1.05  2  1.18  ­
57 
4.2.2 Ensayo de Consolidación 
Los bancos de consolidación utilizados son  de tipo convencional, en los cuales se 
realizaron  incrementos  moderados  a  las    muestras  con  el  fin  de  llevarlas  a  un 
esfuerzo efectivo, que era el que presentaban cada una  de estas en el terreno, el 
cual se calculo teniendo en cuenta el perfil  estratigráfico. 
Una vez alcanzado el esfuerzo efectivo,   se procedió a colocar el  Δσ  (delta de 
esfuerzos) a cada una de las muestras para lo cual se realizo  un incremento de 
80 KN./m 2 , el cual se dejo por un lapso de 32 días, para que de esta manera  se 
lograra  una  definición  adecuada  de  la  curva  de  consolidación  de  Taylor  y 
Casagrande. 
En  los  ANEXOS  G,H,I,  se  puede  observar  mas  detalladamente  los  datos  de 
consolidación primaria, secundaria y las curvas de Taylor y Casagrande. 
4.2.2.1  Curvas  de  Compresibilidad,  esta  nos  permite  por  medio  de  una 
construcción geométrica determinar el esfuerzo de preconsolidación σ’P  y además 
el  índice  de  compresión Cc  que  puede  llegar  a  tener  el  suelo,  con  estos  datos 
podemos saber cual seria el asentamiento por consolidación primaria que sufre el 
suelo  e  identificar  si  este  se  encuentra    normalmente  consolidado  o 
sobreconsolidado y también de cierta manera precisar que incidencia puede llegar 
a tener la consolidación secundaria en este suelo.
58 
§  Curvas de compresibilidad 
Figura 9. Curva de compresibilidad. Muestra 1 
CURVA DE COMPRESIBILIDAD MUESTRA 1 CARGA 
0,80 
1,00 
1,20 
1,40 
1,60 
1,80 
2,00 
10,00  100,00  1000,00 
ESFUERZO NORMAL (KN/m 2 ) 
R
E
LA
C
IO
N
 D
E
 V
A
C
IO
S 
σp =53
59 
Figura 10. Curva de compresibilidad. Muestra 2 
CURVA DE COMPRESIBILIDAD MUESTRA 2 CARGA 
0,80 
0,90 
1,00 
1,10 
1,20 
1,30 
1,40 
1,50 
1,60 
1,70 
1,80 
10,00  100,00  1000,00 
ESFUERZO NORMAL (kN/m 2 ) 
R
EL
A
C
IO
N
 D
E
 V
A
C
IO
S 
σ p =65
60 
Figura 11. Curva de compresibilidad. Muestra 3 
CURVA DE COMPRESIBILIDAD MUESTRA 3 CARGA 
1,00 
1,20 
1,40 
1,60 
1,80 
2,00 
2,20 
10,00  100,00  1000,00 
ESFUERZO NORMAL (kN/m 2 ) 
R
E
LA
C
IO
N
 D
E
 V
A
C
IO
S
 
σ p =78
61 
Figura 12. Curva de compresibilidad. Muestra 4 
CURVA DE COMPRESIBILIDAD MUESTRA 4 CARGA 
0,60 
0,80 
1,00 
1,20 
1,40 
1,60 
1,80 
2,00 
10,00  100,00  1000,00 
ESFUERZO NORMAL (kN/m 2 ) 
R
E
LA
C
IO
N
 D
E
 V
A
C
IO
S
 
σ p =190
62 
Después de graficar las curvas de compresibilidad y al obtener   los esfuerzos de 
preconsolidación se observo que  estos  son mayores que  los esfuerzos efectivos 
presentes en el  terreno, de acuerdo   a esto se  tienen como  resultados que  las 
relaciones  de  preconsolidación  se  encuentran  con  magnitudes  mayores  a  uno, 
indicándonos  de  esta  forma  que  el  suelo  bajo  estudio  tiene  un  comportamiento 
preconsolidado.    Este  resultado  puede  tener  su    explicación  si  nos  referimos  al 
sitio  en  el  cual  se  realizo  la  extracción  de muestras  puesto  que  se  encontraba 
sometido a cargas causadas por  edificaciones vecinas y además  puede existir un 
margen de error a la hora de la manipulación de las muestras. 
Tabla 6.  Relación de preconsolidación 
MUESTRA  MUESTRA 1  MUESTRA 2  MUESTRA 3  MUESTRA 4 
PROFUNDIDAD(m)  1.40 – 2.10  5.00 – 5.70  10.00 – 10.70  15.00 – 15.70 
σ 'o  (KN/m 2 )  23  41  54  72 
σ 'p  (KN/m 2 )  53  65  78  190 
∆ σ '  (KN/m 2 )  30  24  24  118 
OCR  2.30  1.59  1.44  2.64 
4.2.2.2  Curvas  de  Consolidación,  se  tuvieron  en  cuenta  para  el  análisis  de 
consolidación  el  método  de  las  curvas  de  Casagrande  y  Taylor,  las  cuales  se 
analizaron de la siguiente manera:
63 
En  el  método  de  Casagrande  se  extiende  las  porciones  de  línea  recta  de  la 
consolidación primaria y secundaria hasta lograr su intersección, la cual nos define 
el punto en el cual se obtiene el  100% de la consolidación primaria y el inicio de la 
secundaria.  Luego  se  calcula  el  valor  del  coeficiente  de  consolidación  vertical 
(  v C  ), el cual se obtiene teniendo en cuenta el  50% de la consolidación primaria y 
por  medio  de  la  ecuación 
50 
2 
50 
t 
H T C v = en  donde  197 . 0 50 = T  y  (H)  es  la  altura 
drenante con la que la muestra se comprime, que para este  caso es ½ H ya que 
la muestra fue drenada por  arriba y abajo. 
Se traza una línea por la parte recta de la curva hasta que corte con el eje de las 
abscisas  (raíz  de  tiempo)  para  encontrar  un  valor  de  raíz  de  tiempo  el  cual  se 
multiplica por 1.15  y lo ubico en la grafica a partir de este valor (punto)  se traza 
otra  línea    hasta  el  punto  en  el  cual  la  primera  línea  corta  con  el  eje  de  las 
ordenadas  (Lectura  del  deformimetro).    Teniendo  en  cuenta  esta  construcción 
geométrica el T90  esta dado por el  valor que encontramos en donde  la segunda 
línea se intersecta con la curva de Taylor. Luego se calcula el valor del coeficiente 
de consolidación vertical  (  v C  ), el cual se obtiene teniendo en cuenta el   90% de 
la  consolidación  primaria  y  por  medio  de  la  ecuación 
90 
2 
90 
t 
H T C v = en  donde 
848 . 0 90 = T  y  (H)  es  la  altura  drenante  con  la  que  la muestra  se  comprime,  que 
para este  caso es ½ H ya que la muestra fue drenada por  arriba y abajo.
64 
Para  el  desarrollo  de  esta  investigación  se  tomaron  en  cuenta    las  curvas  de 
consolidación ya mencionadas anteriormente, con el fin de encontrar un rango de 
asentamientos tanto primarios como secundarios, con los cuales se busca obtener 
una mayor aproximación a lo que realmente ocurre en el terreno. 
A continuación  encontramos las graficas de Taylor y Casagrande en las cuales se 
define el  100 d  que nos determina  el asentamiento primario en un 100 % y el  100 t 
que de igual manera  es el tiempo en el cual ocurre el 100% de la consolidación 
primaria e inicio de la  secundaria.
65 
Figura 13. Curva de consolidación por Casagrande. Muestra 1 σ’ = 103 KN/m 2 
CURVA DE CASAGRANDE σ' = 103 kN/m 2 
M1 (1,40 ­ 2,10 m) 
500 
600 
700 
800 
900 
1000 
1100 
1200 
1300 
1400 
1500 
0.1  1  10  100  1000  10000  100000 
Log t  (min) 
Le
ct
ur
a 
D
ef
or
m
im
et
ro
 (0
,0
00
1 
P
ul
g)
 
t 100 
d 100 = 1358 
d 0 = 540 
t 100 = 185
66 
Figura 14. Curva de consolidación por Taylor. Muestra 1 σ’ = 103 KN/m 2 
CURVA DE TAYLOR σ' = 103 kN/m 2 
M1 (1,40 ­ 2,10 m) 
500 
600 
700 
800 
900 
1000 
1100 
1200 
1300 
1400 
1500 
0.000  20.000  40.000  60.000  80.000  100.000  120.000  140.000  160.000  180.000  200.000 
√ t  (min) 
Le
ct
ur
a 
D
ef
or
m
im
et
ro
 (0
,0
00
1 
P
ul
g)
 
t 90 
t 100 
d 100 = 1282,2 
d 0 = 560 
t 100 = 12
67 
Figura 15. Curva de consolidación por Casagrande. Muestra 2 σ’ = 126 KN/m 2 
CURVA DE CASAGRANDE σ' = 126 kN/m 2 
M2 (5,00 ­ 5,70 m) 
700 
900 
1100 
1300 
1500 
1700 
1900 
2100 
2300 
2500 
0.1  1  10  100  1000  10000  100000 
Log t  (min) 
Le
ct
ur
a 
D
ef
or
m
im
et
ro
 (0
,0
00
1 
P
ul
g)
 
t 100 
d 100 = 2220 
d 0 = 719,4 
t 100 = 295
68 
Figura 16. Curva de consolidación por Taylor. Muestra 2 σ’ = 126 KN/m 2 
CURVA DE TAYLOR σ' = 126 kN/m 2 
M2 (5,00 ­ 5,70 m) 
600 
800 
1000 
1200 
1400 
1600 
1800 
2000 
2200 
2400 
2600 
0.000  50.000  100.000  150.000  200.000  250.000 
√ t  (min) 
Le
ct
ur
a 
D
ef
or
m
im
et
ro
 (0
,0
00
1 
P
ul
g)
 
t 90
t 100 
d 100 = 2066,7 
d 0 = 733,3 
t 100 = 14,2
69 
Figura 17. Curva de consolidación por Casagrande. Muestra 3 σ’ = 134 KN/m 2 
CURVA DE CASAGRANDE σ' = 134 kN/m 2 
M3 (10,00 ­ 10,70 m) 
500.0 
550.0 
600.0 
650.0 
700.0 
750.0 
800.0 
850.0 
0.1  1  10  100  1000  10000  100000 
Log t  (min) 
Le
ct
ur
a 
D
ef
or
m
im
et
ro
 (0
,0
1 
m
m
) 
t 100 
d 100 = 584,2 
d 0 = 888,2 
t 100 = 344,4
70 
Figura 18. Curva de consolidación por Taylor. Muestra 3 σ’ = 134 KN/m 2 
CURVA DE TAYLOR σ' = 134 kN/m 2 
M3 (10,00 ­ 10,70 m) 
500.0 
550.0 
600.0 
650.0 
700.0 
750.0 
800.0 
850.0 
900.0 
0.000  50.000  100.000  150.000  200.000  250.000 
√ t  (min) 
Le
ct
ur
a 
D
ef
or
m
im
et
ro
 (0
,0
1 
m
m
) 
t 90
t 100 
t 100 = 17,7 
d 0 = 883
71 
Figura 19. Curva de consolidación por Casagrande. Muestra 4 σ’ = 152 KN/m 2 
CURVA DE CASAGRANDE σ' = 152 kN/m 2 
M4 (15,00 ­ 15,70 m) 
550.0 
600.0 
650.0 
700.0 
750.0 
800.0 
850.0 
900.0 
950.0 
0.1  1  10  100  1000  10000  100000 
Log t  (min) 
Le
ct
ur
a 
D
ef
or
m
im
et
ro
 (0
,0
1 
m
m
) 
t 100 
d 100 = 608,8 
d 0 = 977,1 
t 100 = 355,6
72 
Figura 20. Curva de consolidación por Taylor. Muestra 4 σ’ = 152 KN/m 2 
CURVA DE TAYLOR σ' = 152 kN/m 2 
M4 (15,00 ­ 15,70 m) 
550.0 
600.0 
650.0 
700.0 
750.0 
800.0 
850.0 
900.0 
950.0 
1000.0 
1050.0 
0.000  50.000  100.000  150.000  200.000  250.000 
√ t  (min) 
Le
ct
ur
a 
D
ef
or
m
im
et
ro
 (0
,0
1 
m
m
) 
t 90 
t 100 
d 100 = 631,7 
d 0 = 1010 
t 100 = 18,2
73 
La relación que existe entre  el tiempo de duración de la consolidación  y 
la  profundidad  esta  representada  en  las  graficas  de  Taylor  y 
Casagrande, puesto que a medida que  iba aumentando  la profundidad 
de  la muestra  se  iba  aumentando el  tiempo    de  consolidación esto  se 
puede  corroborar  al  calcular  el  tiempo  que  se  gastaba  la  muestra  al 
llegar a la  consolidación primaria a su fin.  Los datos de cada una de las 
muestras y para cada tipo de graficas están representados en  la Tabla 
7. 
Tabla 7. Relación que existe entre la profundidad y duración de la consolidación  primaria 
TIPO DE GRAFICA  Taylor 
FACTORES A EVALUAR  MUESTRA 1  MUESTRA 2  MUESTRA 3  MUESTRA 4 
Tiempo de duración de 
consolidación (Minutos)  12  14  17.7  18.2 
Profundidad de la 
muestra (m)  1.40­210  5.00­5.70  10.00­10.70  15.00­15.70 
TIPO DE GRAFICA  Casagrande 
FACTORES A EVALUAR  MUESTRA 1  MUESTRA 2  MUESTRA 3  MUESTRA 4 
Tiempo de duración de 
consolidación (Minutos)  185  295  344.4  355.6 
Profundidad de la 
muestra (m)  1.40­210  5.00­5.70  10.00­10.70  15.00­15.70
74 
A  continuación  se  presenta  la  muestra  de  cálculos  de  la  Tabla  7 
Porcentajes de asentamiento por consolidación primaria y secundaria 
CONSOLIDACIÓN PRIMARIA 
CASAGRANDE 
• H2 = Altura final de la muestra 
) 000254 . 0 * ) . . ((  0 2  ro deformimet inicial lect d para ro deformimet lect inicial altura H − − = 
cm H 
adas pu adas pu cm H 
50 . 2 
) 000254 . 0 * ) lg 337 lg 540 (( 55 . 2 
2 
2 
= 
− − = 
• H100 
) 000254 . 0 * ) . ((  100 100  ro deformimet inicial lect d para ro deformimet lect inicial altura H − − = 
cm H 
adas pu adas pu cm H 
29 . 2 
) 000254 . 0 * ) lg 337 lg 1358 (( 55 . 2 
100 
100 
= 
− − = 
• t100 
Lectura tomada de la construcción geométrica de la Gráfica = 185 min 
Asentamiento Experimental (cm) 
cm cm al Experiment to Asentamien 
cm al Experiment to Asentamien 
H H cm al Experiment to Asentamien 
21 . 0 
29 . 2 50 . 2 
100 2 
= 
− = 
− =
75 
• Asentamiento Experimental % 
% 67 . 87 % 
100 * 
03 . 0 21 . 0 
21 . 0 % 
100 * )) sec /( ( % . 
= 
 
 
 
 
 
 
+ 
= 
+ = 
al Experiment to Asentamien 
al Experiment to Asentamien 
undaria Consoliprimaria Consoli primaria Consoli al Experiment Asent 
TAYLOR 
• H2 = Altura final de la muestra 
) 000254 . 0 * ) . . ((  0 2  ro deformimet inicial lect d para ro deformimet lect inicial altura H − − = 
cm H 
adas pu adas pu cm H 
49 . 2 
) 000254 . 0 * ) lg 337 lg 560 (( 55 . 2 
2 
2 
= 
− − = 
• H100 
) 000254 . 0 * ) . . ((  100 100  ro deformimet inicial lect d para ro deformimet lect inicial altura H − − = 
cm H 
adas pu adas pu cm H 
31 . 2 
) 000254 . 0 * ) lg 337 lg 2 . 1282 (( 55 . 2 
100 
100 
= 
− − = 
t100 
Lectura tomada de la construcción geométrica de la Gráfica = 144 min 
• Asentamiento Experimental (cm) 
cm cm al Experiment to Asentamien 
cm al Experiment to Asentamien 
H H cm al Experiment to Asentamien 
18 . 0 
31 . 2 49 . 2 
100 0 
= 
− = 
− =
76 
• Asentamiento Experimental % 
% 10 . 79 % 
100 * 
05 . 0 18 . 0 
18 . 0 % 
100 * )) sec /( ( % . 
= 
 
 
 
 
 
 
+ 
= 
+ = 
al Experiment to Asentamien 
al Experiment to Asentamien 
undaria Consoli primaria Consoli primaria Consoli al Experiment Asent 
CONSOLIDACIÓN SECUNDARIA 
CASAGRANDE 
• H100 
) 000254 . 0 * ) . . ((  100 100  ro deformimet inicial lect d para ro deformimet lect inicial altura H − − = 
cm H 
adas pu adas pu cm H 
29 . 2 
) 000254 . 0 * ) lg 337 lg 1358 (( 55 . 2 
100 
100 
= 
− − = 
• Hf 
) 000254 . 0 * ) . . ((  ro deformimet inicial lect H ro deformimet final lect inicial altura H  f f − − = 
cm H 
adas pu adas pu cm H 
f 
f 
26 . 2 
) 000254 . 0 * ) lg 337 lg 1473 (( 55 . 2 
= 
− − = 
• Asentamiento Experimental (cm) 
cm cm al Experiment to Asentamien 
cm al Experiment to Asentamien 
H H cm al Experiment to Asentamien  f 
03 . 0 
26 . 2 29 . 2 
100 
= 
− = 
− =
77 
• Asentamiento Experimental % 
% 33 . 12 % 
100 * 
21 . 0 03 . 0 
03 . 0 % 
100 * )) sec /( sec ( % . 
= 
 
 
 
 
 
 
+ 
= 
+ = 
al Experiment to Asentamien 
al Experiment to Asentamien 
primaria Consoli undaria Consoli undaria Consoli al Experiment Asent 
TAYLOR 
• H100 
) 000254 . 0 * ) . . ((  100 100  ro deformimet inicial lect d para ro deformimet lect inicial altura H − − = 
cm H 
adas pu adas pu cm H 
31 . 2 
) 000254 . 0 * ) lg 337 lg 2 . 1282 (( 55 . 2 
100 
100 
= 
− − = 
• Hf 
) 000254 . 0 * ) . . ((  ro deformimet inicial lect H ro deformimet final lect inicial altura H  f f − − = 
cm H 
adas pu adas pu cm H 
f 
f 
26 . 2 
) 000254 . 0 * ) lg 337 lg 1473 (( 55 . 2 
= 
− − = 
• Asentamiento Experimental (cm) 
cm cm al Experiment to Asentamien 
cm al Experiment to Asentamien 
H H cm al Experiment to Asentamien  f 
05 . 0 
26 . 2 31 . 2 
100 
= 
− = 
− =
78 
• Asentamiento Experimental % 
% 90 . 20 % 
100 * 
18 . 0 05 . 0 
05 . 0 % 
100 * )) sec /( sec ( % . 
= 
 
 
 
 
 
 
+ 
= 
+ = 
al Experiment to Asentamien 
al Experiment to Asentamien 
primaria Consoli undaria Consoli undaria Consoli al Experiment Asent 
A continuación se presenta la muestra de cálculos de la Tabla 8 Datos y 
resultados del ensayo de consolidación primaria y secundaria 
CONSOLIDACIÓN PRIMARIA 
• Cv50 (cm 2 /min) 
min / 01070 . 0 
min 29 
255 . 1 * 197 . 0 
2 
50 
2 
50 
50 
2 
50 
50 
cm C 
cm C 
t 
H T C 
v 
v 
v 
= 
= 
= 
• Cv50 (m 2 /año) 
año m C 
cm C 
cm C 
v 
v 
v 
/ 56236 . 0 
56 . 52 min* / 01070 . 0 
min / 01070 . 0 
2 
50 
2 
50 
2 
50 
= 
= 
=
79 
• Cv90 (cm 2 /min) 
min / 01369 . 0 
min 96 
255 . 1 * 848 . 0 
2 
90 
2 
90 
90 
2 
90 
90 
cm C 
cm C 
t 
H T C 
v 
v 
v 
= 
= 
= 
• Cv90 (m 2 /año) 
año m C 
cm C 
cm C 
v 
v 
v 
/ 71935 . 0 
56 . 52 min* / 01369 . 0 
min / 01369 . 0 
2 
90 
2 
90 
2 
90 
= 
= 
= 
• Cc Experimental 
19 . 1 
20 . 1 
41 . 2 log 
88 . 0 24 . 1 
log 
1 
2 
2 1 
= 
 
 
 
 
 
 
− 
= 
  
 
 
  
 
 
′ 
′ 
− 
= 
c 
c 
c 
C 
C 
e e C 
σ 
σ 
• Cc Teorico 
62 . 0 
) 10 51 . 78 ( 009 . 0 
) 10 ( 009 . 0 
= 
− = 
− = 
c 
c 
c 
C 
C 
LL C
80 
• Cs Experimental 
17 . 0 
30 . 0 
60 . 0 log 
94 . 0 99 . 0 
log 
1 
2 
2 1 
= 
 
 
 
 
 
 
− 
= 
  
 
 
  
 
 
′ 
′ 
− 
= 
s 
s 
s 
C 
C 
e e C 
σ 
σ 
• Cs Teorico 
09 . 0 
50 . 2 
100 
51 . 78 0463 . 0 
100 
(%) 0463 . 0 
= 
  
 
  
 = 
  
 
  
 = 
s 
s 
s s 
C 
C 
G LL C 
• Asentamiento Teórico (cm) 
cm S 
S 
e 
H C 
e 
H C S 
c 
c c s 
222 . 0 
251 . 1 
8 . 0 23 . 0 log 
45 . 1 1 
49 . 2 * 19 . 1 
23 . 0 
251 . 1 log 
45 . 1 1 
49 . 2 * 17 . 0 
log 
1 
log 
1 
0 
0 0 0 
= 
 
 
 
 
 
 + 
+ 
+ 
+ 
= 
  
 
 
  
 
 
′ 
′ ∆ + ′ 
+ 
+ 
′ 
′ 
+ 
= 
σ 
σ σ 
σ 
σ
81 
CONSOLIDACIÓN SECUNDARIA 
• α C 
0200 . 0 
3255 
32503 log 
02 . 0 
log 
1 
2 
= 
 
 
 
 
 
 
= 
  
 
 
  
 
 
∆ 
= 
α 
α 
α 
C 
C 
t 
t 
e C 
• Asentamiento Teórico (cm) 
cm S 
S 
t 
t H C S 
s 
s 
s 
022 . 0 
32503 
3255 log * 49 . 2 * 0089 . 0 
log 
2 
1 
= 
 
 
 
 
 
 = 
  
 
 
  
 
 
′ = α 
• α C  /Cc Experimental 
017 . 0 
19 . 1 
0200 . 0 
= 
= 
c 
c 
C 
C 
C 
C 
α 
α
82 
Tabla 8. Porcentajes de asentamiento por consolidación primaria y secundaria 
Altura 
PROFUNDIDAD  inicial 
CONSOLIDACIÓN PRIMARIA  CONSOLIDACIÓN SECUNDARIA 
(m)  (cm)  Grafica Casagrande  Grafica Taylor  Asent.  Grafica Casagrande  Grafica Taylor  Asent. 
H2  H100  t100 
Asent 
exp 
Asent 
exp  H2  H100  t100 
Asent 
exp 
Asent 
exp  Teorico  H100  Hf 
Asent 
exp 
Asent 
exp  H100  Hf 
Asent 
exp 
Asent 
exp  Teorico 
(cm)  (cm)  min  (cm)  %  (cm)  (cm)  min  (cm)  %  (cm)  (cm)  (cm)  (cm)  %  (cm)  (cm)  (cm)  %  (cm) 
1,40 ­ 2,10  2,55  2,50  2,29  185,00  0,21  87,67%  2,49  2,31  144,00  0,18  79,10%  0,222  2,29  2,26  0,03  12,33%  2,31  2,26  0,05  20,90%  0,022 
5,00 ­ 5,70  2,54  2,43  2,05  295,00  0,38  82,06%  2,43  2,09  201,64  0,34  73,48%  0,416  2,05  1,97  0,08  17,94%  2,09  1,97  0,12  26,52%  0,019 
10,00 ­ 10,70  2,00  1,84  1,54  344,40  0,30  80,04%  1,84  1,55  313,29  0,28  75,55%  0,664  1,54  1,46  0,08  19,96%  1,55  1,46  0,09  24,45%  0,024 
15,00 ­ 15,70  1,97  1,91  1,54  355,60  0,37  88,07%  1,94  1,56  331,24  0,38  83,86%  0,402  1,54  1,49  0,05  11,93%  1,56  1,49  0,07  16,14%  0,023 
Tabla 9. Datos y resultados del ensayo de consolidación 
σ'  Δσ 
CONSOLIDACIÓN PRIMARIA  CONSOLIDACIÓN SECUNDARIA 
PROFUNDIDAD  (Kg/cm 2 )  (Kg/cm 2 ) 
Δσ 
/ σ'  Cv50  Cv50  Cv90  Cv90  CC  CC  CS  CS  Asent.  Asent.  Asent.  Asent.  Asent.  Asent. 
(m) 
(cm 2 /min)  (m 2 /año)  (cm 2 /min)  (m 2 /año)  exp.  teo.  exp.  Teo.  Teorico  (%) exp  (%) exp  Cα 
Teo 
(cm) 
(%) exp  (%) 
exp 
Cα/Cc 
exp 
(cm)  Casagrande  Taylor  Casagrande  Taylor 
1,40 ­ 2,10  1,03  0,80  0,78  0,01070  0,56236  0,01369  0,71935  1,19  0,62  0,17  0,09  0,222  87,67%  79,10%  0,0200  0,022  12,33%  20,90%  0,017 
5,00 ­ 5,70  1,26  0,80  0,63  0,00733  0,38528  0,00906  0,47644  1,23  1,46  0,13  0,20  0,416  82,06%  73,48%  0,0324  0,019  17,94%  26,52%  0,026 
10,00 ­ 10,70  1,34  0,80  0,60  0,00309  0,16229  0,00332  0,17458  2,29  2,07  0,20  0,29  0,664  80,04%  75,55%  0,0518  0,024  19,96%  24,45%  0,023 
20,00 ­ 20,40  1,52  0,80  0,53  0,00296  0,15575  0,00414  0,21748  2,38  1,49  0,13  0,21  0,402  88,07%  83,86%  0,0240  0,023  11,93%  16,14%  0,010
83 
Tabla 10. Comparación de los estudios de consolidación secundaria en suelos cohesivos en la ciudad de bogota. 
Análisis de asentamientos secundarios en los suelos de la 
Zona del Lago en la ciudad de Bogotá D.C. 
Asentamientos generados por consolidación secundaria del 
barrio San José de Bavaria perteneciente a la localidad de Suba 
en Bogotá D.C. 
CONS. PRIMARIA  CONS. SECUNDARIA  CONS. PRIMARIA  CONS. SECUNDARIA 
PROFUNDIDAD  Gs  OCR  Cc 
% DE 
ASENT. 
PRIMARIO 
Cα % DE ASENT. SECUNDARIO  PROFUNDIDAD  Gs  OCR  Cc 
% DE 
ASENT. 
PRIMARIO 
Cα % DE ASENT. SECUNDARIO 
1,40 ­ 2,10  2.50  2.30  1,19  87,67%  0,0200  20,90%  5.20­6.00  2.53  1.23  0.5  67.74%  0.0289  32.26% 
5,00 ­ 5,70  2.56  1.59  1,23  82,06%  0,0324  26,52%  6.70­7.50  2.50  1.33  0.67  77.77%  0.0385  22.23% 
10,00 ­ 10,70  2.58  1.44  2,29  80,04%  0,0518  24,45%  8,20­9.00  2.51  1.22  0.71  80.40%  0.029  19.60% 
15,00 ­ 15,70  2.55  2.60  2,38  88,07%  0,0240  16,14%  9.50­10­30  2.51  1.23  0.9  77.77%  0.024  22.23% 
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 
ΔH          =  disminución del espesor de la capa de suelo 
H2  = Altura final de la muestra
84 
La tabla numero 7 presenta los asentamientos obtenidos durante el estudio de las 
muestras,  los  cuales  se  determinaron  teniendo  en  cuenta  la  altura  inicial  de  la 
muestra y la lecturas tomadas del deformimetro. Los valores de los asentamientos 
expresados  en  porcentajes    corresponden  a    un  comparativo    que  se  hace 
teniendo  en  cuenta  la    deformación  total  y  la  presentada  para  cada  una  de  las 
etapas  como  lo  son  los  asentamientos  por  consolidación  primaria  y  secundaria. 
Los datos de asentamientos por consolidación primaria se pueden observar en el 
ANEXO G y los de consolidación secundaria  en el ANEXO H. 
4.3 ANÁLISIS DE RESULTADOS 
Ø  El suelo es altamente compresible ya que su índice de compresibilidad (Cc) 
es de 0.3 y según  Iglesias (1997: 358) clasifica como un suelo altamente 
compresible; adicionalmente sus humedades naturales  oscilan entre 69.22 
y 241.99 %, lo cual nos indica que sus asentamientos que son suelos que 
pueden tener asentamientos son de gran importancia en cuanto a magnitud 
en el momento que estos se presentan. 
Ø  Según  los  resultados  obtenidos  en  los  laboratorios  de  limites  de 
consistencia se puede decir que las muestras 1, 2, 3 y 4 se clasifican como: 
arcillas de alta compresibilidad (CH) de acuerdo a la clasificación U.S.C.S, 
según  Lambe  (2002:49)  es  una  arcilla  inorgánica  de  elevada  plasticidad 
(arcillas grasas), en estado compacto es impermeable, tiene una resistencia
85 
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.  Mientras  que  en  la  muestras  5  se  obtuvo    un  limo  de  alta 
compresibilidad  (MH) de acuerdo a  la clasificación U.S.C.S, según Lambe 
(2002:49)  es  un  limo  inorgánico  (limos  elásticos)  su  permeabilidad  en  el 
estado compacto se encuentra de semipermeable a impermeable, 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; sin embargo, vale la pena 
aclarar que la muestra 5 está cerca de la línea A lo cual hace que tenga un 
comportamiento Limo  ­Arcilloso  . En el ANEXO C se pueden observar  los 
datos  y  resultados  correspondientes  a  los  ensayos  de  límites  de 
consistencia y humedades naturales, así como la carta de plasticidad. 
Ø  De acuerdo al ensayo de contenido de materia orgánica se determinó que 
el contenido  presente en las muestras es bajo. En el ANEXO  D se puede 
observar datos y resultados de este laboratorio. 
Ø  Según los resultados  arrojados del ensayo de gravedad específica se pudo 
establecer  que  el  suelo  en  estudio  está  en  el  rango  de  arcillas  de  alta 
compresibilidad,  según  Braja  M.  Das  (2001:11)  con  un  comportamiento 
arcilloso  y  un    contenido  bajo    de materia  orgánica.  En  el  ANEXO    E  se 
puede observar datos y resultados de este laboratorio.
86 
Ø  Según  Braja  M.  Das  (2001:3),  de  acuerdo  a  la  clasificación  que  da  la 
ASSHTO el análisis de hidrómetro arrojó como resultado que las muestras 
1, 3 y 4 tienen mayor cantidad de arcillas en cuanto que la  muestra 2 indica 
mayor presencia de limos.  Por lo tanto se puede decir que el suelo tiene un 
comportamiento arcilloso ya que las cantidades de  este mineral para cada 
una  de  las  muestras  es  considerable  y  además  su  comportamiento  en 
general es de tipo plástico. Según Cernica (1995:21) este  es un suelo que 
presenta actividad,  razón por  la cual    los cambios volumétricos se pueden 
presentar a lo  largo de su historia de esfuerzos  teniendo en cuenta que la 
actividad es  una propiedad de  los suelos que  resulta del agua absorbida 
que  rodea  la  las  partículas  de  arcilla.  Los  valores  obtenidos  de  actividad 
indican  que el  suelo  puede presentar  cambios  volumétricos  importantes  y 
que  las  muestras  estudiadas  presentan  alta  expansibilidad  ya  que  los 
valores  de  la  actividad  están  por  encima  de  1.2,  de  acuerdo  a  Cernica 
(1995:21)  esta situación  refleja un suelo de difícil manejo porque   podría 
llegar a tener magnitudes de asentamientos considerables. En el ANEXO  F 
se puede observar datos y resultados de este laboratorio. 
Ø  Al analizar las graficas de compresibilidad se obtuvo que el suelo en estudio 
se encuentra  preconsolidado, ya que el esfuerzo de preconsolidación (σ’p) 
es mayor que al esfuerzo inicial (σ’o)  al cual el suelo estaba sometido en el 
terreno. Lo cual indica que este ha recibido cargas superiores a las iniciales
87 
durante su historia de esfuerzos,  esto se debe a que el sitio en el cual se 
realizo  la  extracción  de  muestras  se  encontraba  sometido  a  cargas 
inducidas por obras civiles aledañas al sondeo. 
Ø  La  etapa  de  consolidación  primaria  se  desarrollo  en  un  lapso  de  tiempo 
entre  3.08  y  5.92  horas  teniendo  en  cuenta  las  graficas  de  Taylor  y 
Casagrande  para  todas  las  muestras,  estos  tiempos  están  relacionados 
con  la  profundidad  y  además  son  relativamente  cortos,  esto  se  corrobora 
con  los  coeficientes  de  consolidación  vertical    CV  los  cuales  arrojaron 
valores  respectivamente  altos,  razón  por  la  cual  la  velocidad  de 
consolidación primaria es alta. Caso contrario a la consolidación secundaria 
puesto que esta se desarrollo en un proceso más lento de consolidación ya 
que  las  deformaciones  son mínimas  comparadas  con el  tiempo.  Esto  se 
puede  corroborar con el  índice de consolidación secundaria  (Cα)  el  cual 
indica una velocidad media a baja en este proceso. 
Ø  Los resultados de los  asentamientos por consolidación primaria arrojaron a 
una magnitud promedio de 84.46% y por lo consiguiente los asentamientos 
secundarios  un  valor  de  15.54%,  esto  indica  que  a  pesar  de  que  la 
consolidación  primaria  es  alta,  se  debe  tener  en  cuenta  la  consolidación 
secundaria puesto que presenta asentamientos considerables.
88 
Ø  De  acuerdo  a  los  datos  obtenidos  del  porcentaje    de  asentamientos 
experimentales    y    según  Braja  M.  Das  (2001:270)  se  considera  que  la 
magnitud de  la consolidación secundaria desde un escenario    real   puede 
llegar a encontrarse  dentro de los rangos o valores admisibles conforme al 
tipo de estructura en estudio.  Sin embargo se debe tener en cuenta  que al 
parecer  la acción del    creep   o consolidación secundaria se manifiesta en 
forma más notoria con el tiempo que con la magnitud del mismo. 
Ø  El  índice  de  consolidación  secundaria  (Cα)  promedio  obtenido  fue  de 
0.03205,   que de acuerdo a los investigadores   Sowers (1973), York et al. 
(1977) y  Rao et al. (1977), el valor calculado de la presente investigación 
se encuentra dentro del rango que los autores anteriormente mencionados 
obtuvieron en sus investigaciones. 
Ø  De  acuerdo  a