balotario resumido
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UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA
ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL BALOTARIO
BALOTARIO
MODULO – CURSO DE MECANICA DE SUELOS APLICADA
DOCENTE: ING. GUSTAVO ADOLFO AYBAR ARRIOLA.
I.-CUESTIONARIO:
1. - Exploración Geotécnica.
2.- Ensayo de Compactación Proctor CBR control del grado de compactación.
3.- Ensayo de corte directo.
4.- Estabilización de suelos.
5.- Licuación de suelos.
6.-Aplicacion de la norma RNE-050 para estudios de suelos en la localidad donde
labora.
7.- Interacción suelo estructura-amplificación sísmica fenómeno de resonancia.
8.-Colapsibilidad de suelos potencial de colapso.
9.-Problemas de suelos dispersivos.
10.-Clasificacion de suelos métodos SUCS y ASHTO.
11.- Cimentaciones superficiales.
12.- Plateas de cimentación tipos usos.
13.-Cimentaciones en suelos arenosos y cimentaciones en suelos arcilloso.
14.-Dinamica de suelos.
15.-Usos de geomenbranas y geosintéticos como estabilizadores de suelos.
II.- RESPUESTAS:
1.-EXPLORACIÓN GEOTÉCNICA.
Una exploración geotécnica es la recopilación de información necesaria para realizar un análisis
adecuado e integral de la zona de estudio lo cual permite por medio de exploración y muestreo;
Determinar la ubicación y espesor de los estratos de suelo, ubicar la napa de agua, determinar la
profundidad de la roca basal y sus características, obtención de muestras para su posterior
caracterización y llevar a cabo ensayos en terreno y/o en el laboratorio para definir problemas
especiales que puedan generarse durante o después de la construcción. Cuyos pasos a seguir
son los siguientes:
1) Estudio preliminar; lo cual consiste en revisar el material ya publicado, cuyos datos
permiten a menudo reducir la extensión de la exploración.
2) Reconocimiento del terreno; lo cual consiste en recorrer el sitio y evaluar visualmente
las condiciones locales.
3) Exploración; consiste en obtener el perfil del subsuelos, por medio de muestras
realizando calicatas o sondajes.
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4) Ensayos de laboratorio; Se utilizan cuando es difícil obtener muestras inalteradas y así
estimar propiedades y parámetros del suelo.
5) Interpretación y análisis, En este paso nos damos cuenta del tipo de suelo encontrado,
tanto sus características y propiedades.
2.- ENSAYO DE COMPACTACIÓN PROCTOR CBR CONTROL DEL GRADO DE
COMPACTACIÓN.
El ensayo de compactación determina la curva de compactación para una determinada
energía de compactación. Esta curva considera en abscisas el contenido de humedad y en
ordenadas la densidad seca. Con lo que se puede obtener la humedad óptima que es la que
corresponde a la densidad máxima. Con lo que se determinar la cantidad de agua de
amasado a usar cuando se compacta el suelo en terreno para obtener la máxima densidad
seca para una determinada energía de compactación.
Al compactar un suelo se persigue lo siguiente:
Disminuir futuros asentamientos
Aumentar la resistencia al corte
Disminuir la permeabilidad
Para asegurar una compactación adecuada deben realizarse canchas de prueba en terreno que
permitirán definir los equipos decompactación más adecuados para esos materiales, los
espesores de capa y número de pasadas del equipo seleccionado para cumplir con las
especificaciones técnicas de densidad seca. El control de la obra final se realizará a través de
determinaciones de los parámetros densidad seca y humedad de compactación de los rellenos
colocados. Las especificaciones para la compactación en terreno exigen la obtención de
una densidad mínima que es un porcentaje de la densidad máxima seca obtenida en el
laboratorio. Una práctica común para numerosas obras es exigir a lo menos el 95% del Proctor.
3.- ENSAYO DE CORTE DIRECTO
Objetivo: Determinar la cohesión y el ángulo de rozamiento interno que permitan establecer la
resistencia al corte de los suelos ensayados.
Descripción del ensayo: Consiste básicamente en someter una muestra de suelo de sección
cuadrada de 2.5 cm de espesor, confinada lateralmente dentro de una caja metálica a una carga
normal (S) y a un esfuerzo tangencial (T), los cuales se aumentan gradualmente hasta hacer
fallar a la muestra por un plano preestablecido por la forma misma de la caja (consta de dos
secciones, una de las cuales es móvil y se desliza respecto a la otra que es fija produciendo el
esfuerzo de corte.
En el ensayo se determinan cargas y deformaciones.
Equipo:
Dial de corte horizontal
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Dial de corte vertical
Pesas de carga
Horno
Cuchillo de arco con alambre acerado
Muestra inalterada
Máquina de corte directo (placa de 5x5x5, caja de corte)
El aparato de corte directo consta de una caja de corte y dispositivos para aplicación de cargas
verticales y horizontales así como también deformaciones verticales y horizontales.
4.- ESTABILIZACION DE UN SUELO
Proceso mediante el cual se someten los suelos naturales a cierto mejoramiento o tratamiento
de modo que podamos aprovechar sus mejores cualidades obteniéndose un suelo firme y
estable capaz de soportar la carga necesaria así como las condiciones mas severas del clima del
suelo a fin de hacerlo apto para su uso en bases y sub bases de pavimento” El proceso consiste
en aumentar la densidad de un suelo, compactándolo mecánicamente.
Como se estabiliza:
1) Aumentar la densidad de un suelo, compactándola mecánicamente.
2) Mezclando a un material de granulometría gruesa, otro que carece de esa característica.
3) Estabilizando un suelo mezclándole cemento portland, cal hidratada, asfalto o cloruro de
sodio. El uso de la cal está limitado a suelos que contengan minerales arcillosos, con los
cuales hacer la “acción puzolánica” que lentamente cementando las partículas del suelo.
La utilidad de la cal es para aquellos casos en los que no se necesite pronta resistencia.
Este aglomerante es muy adecuado para bajar la plasticidad de los suelos arcillosos o
para contrarrestar el alto contenido de humedad en terracerías o en bases y sub bases,
siempre que éstas no sean muy arenosas.
3.1.SUELO-CEMENTO
Este método de estabilización es usado en el mundo, es sencillo de hacer y no se necesita
equipo especial de construcción. En nuestro país no se han usado mucho las capas de
subsuelo-cemento. Sólo se emplea como un material que sirve para disminuir la plasticidad
en suelos fuera de especificaciones. Este papel de modificador, es muy limitado para el
cemento.
Al mezclar un suelo con cemento, se produce un nuevo material, duro, con mejores
características que el usado como agregado. Esta estabilización no es tan sensible a la
humedad como la hecha en asfalto. Pueden usarse todos los suelos para efectuarla,
excepto los altamente orgánicos, aunque los más convenientes son los granulares, de fácil
disgregado. Los limos, las arenas limosas y arcillas, todas las gravas y las arenas, son
agregados adecuados para producir este material suelo-cemento, que tienen excelentes
cualidades, que respecto a la de los suelos granulares.
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3.2.SUELO-CAL
El uso de cal para mejorar suelos con mayor plasticidad, mejorando su resistencia a la
compresión sin confinar, produciendo una textura granular más abierta.
La cantidad de cal es de un 2 a 8% en peso. Para que la cal reaccione convenientemente se
necesita que el suelo tenga minerales arcillosos, o sea sílice y se pueda lograr la acción
puzolánica, que aglomerará adecuadamente las partículas del suelo esto debe recordarlo el
ingeniero de pavimentos. El suelo-cemento adquiere su resistencia rápidamente, ya que solo
se necesita que el cemento se hidrate adecuadamente. En cambio el suelo-cal, necesita la
reacción química de los iones calcio y los minerales arcillosos, que lentamente adquieren
resistencia. En cambio el suelo-cal, necesita la reacción química de los iones calcio y los
minerales arcillosos, que lentamente adquieren resistencia. Una capa sub base para
pavimento de concreto hecho de suelo cemento, permite iniciar la colocación de cimbras al
rendir la compactación y empezar a colocar concreto a los dos días. Una ventaja del suelo cal
es que su periodo de curado puede iniciarse más tarde, en cambio, el suelo-cemento requiere
curado inmediato. Por lo general, las arenas no reaccionan favorablemente con la cal y no
pueden estabilizarse con ella.
3.3.SUELO-ASFALTO
En algunos casos conviene estabilizar un material usando algún producto asfáltico para elaborar
capas base o sub base. A esta base asfáltica también se los conoce como base negras. El uso
de productos asfálticos (asfaltos rebajados, emulsiones asfálticas y cemento asfálticos) está
limitado a suelos granulares o de partículas gruesas. Es muy difícil estabilizar un material
arcilloso, por los grumos de esos suelos. La estabilización con asfalto puede tener dos fines:
Reducir la absorción de agua del material, usando poca cantidad de asfalto.
Incrementar la resistencia de un material usando mayor cantidad de asfalto, como en la
base asfáltica.
5.- LICUACION DE SUELOS
Es el proceso que conduce a esta pérdida de firmeza o rigidez es conocido como licuación del
suelo. Este fenómeno está principalmente, más no exclusivamente, asociado con suelos
saturados poco cohesivos. El término licuación, incluye entonces todos los fenómenos donde se
dan excesivas deformaciones o movimientos como resultado de transitorias o repetidas
perturbaciones de suelos saturados poco cohesivos.
La licuación se define como “la transformación de un material granular de un estado sólido aun
estado licuado como consecuencia del incremento de la presión de agua de poros” (Youd, 1973).
La causa más dramática de daños a edificaciones y obras civiles durante un terremoto es el
fenómeno licuación, el cual es un proceso en el cual el suelo cambia de un material firme a un
material viscoso semi-líquido y bajo condiciones similares a una arena movediza. La licuación
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ocurre cuando suelos arenosos son sometidos a vibración, por lo tanto, cuando un estrato de
suelo se licua y empieza a fluir por la acción del terremoto, éste no es capaz de soportar el peso
de cualquier suelo o estructura encima de él, debido a esto, es posible que ocurran una serie de
efectos, algunos catastróficos, como: deslizamientos, flujos, hundimiento o inclinación de
edificaciones, volcanes de arena, asentamientos diferenciales, etc., como ha quedado
evidenciado en numerosos terremotos ocurridos en diferentes partes del mundo.
6.-APLICACIÓN DE LA NORMA E.050 PARA ESTUDIOS DE SUELOS EN LA LOCALIDAD
DONDE LABORA.
Aplicación de las Técnicas de Investigación
La investigación de campo se realizará de acuerdo a lo indicado en la presente Norma,
respetando las cantidades, valores mínimos y limitaciones que se indican en esta y
adicionalmente, en todo aquello que no se contradiga, se aplicará la “Guía normalizada para
caracterización de campo con fines de diseño de ingeniería y construcción” NTP 339.162 (ASTM
D 420)
a) Pozos o Calicatas y Trincheras
b) Perforaciones Manuales y Mecánicas
b-1) Perforaciones mediante Espiral Mecánico
b-2) Perforaciones por Lavado con Agua.
c) Método de Ensayo de Penetración Estándar (SPT) NTP 339.133 (ASTM D 1586)
d) Ensayo de Penetración Cuasi-Estática Profunda de Suelos con Cono y Cono de Fricción
(CPT) NTP339.148 (ASTM D 3441)
e) Cono Dinámico Superpesado (DPSH) UNE 103-801:1994
f) Método de ensayo normalizado para la auscultación con penetrómetro dinámico ligero de
punta cónica (DPL) NTP339.159 (DIN 4094)
g) Método Normalizado para Ensayo de Corte con Veleta de Campo en Suelos Cohesivos
NTP 339.155 (ASTM D 2573)
h) Método de Ensayo Normalizado para la Capacidad Portante del Suelo por Carga
Estática y para Cimientos Aislados NTP 339.153 (ASTM D 1194)
7.- INTERACCIÓN SUELO ESTRUCTURA - AMPLIFICACIÓN SÍSMICA FENÓMENO DE
RESONANCIA
Desde el punto de vista de la dinámica del sistema, tanto el primer piso blando como los efectos
de interacción suelo estructura se reflejan en un cambio de la rigidez, lo que lleva a pensar que
ambos fenómenos podrían tener características similares. Si se hace una analogía entre ambos
efectos (interacción suelo estructura y entrepiso blando), se piensa lógico considerar la presencia
de un primer piso blando como un estrato de suelo en el cuál está desplantada una estructura
equivalente a los niveles superiores, en otras palabras, un caso de base flexible igual al de los
efectos de interacción suelo estructura. De esta manera, se puede ver que la diferencia principal
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desde el punto de vista estructural entre ambos efectos es la menor capacidad de deformación
que tiene el piso blando antes de colapsar, en comparación a las deformaciones que puede sufrir
el suelo sin fallar.
La respuesta sísmica de la estructura está íntimamente ligada a la forma como los movimientos
sísmicos del terreno afectan la estructura a través de su cimentación. Las características
dinámicas del suelo subyacente, la rigidez, disposición de la cimentación y el tipo de sistema
estructural de la edificación interactúan entre sí para caracterizar los efectos sísmicos sobre ella.
En ese sentido la respuesta de la estructura ante las solicitaciones estáticas verticales y
dinámicas (sismo) puede variar con respecto al estimativo que se realiza sin tener en cuenta la
interacción suelo estructura en los siguientes aspectos:
La distribución de esfuerzos y deformaciones bajo la cimentación varía por la presencia
de suelos blandos
Los períodos de vibración de la edificación generalmente aumentan.
Aumenta el amortiguamiento viscoso equivalente del sistema estructura-cimentación-
suelo.
Dado que la cimentación puede rotar y trasladarse, los desplazamientos de la estructura
se incrementan, magnificando los efectos P-Δ (deficiente desempeño de columnas
debido a la presencia de efectos de segundo orden), especialmente en los edificios de
gran altura.
Cambian las fuerzas cortantes horizontales producidas por el movimiento sísmico.
Cambian todas las solicitaciones en los elementos estructurales.
8.- COLAPSABILIDAD DE SUELOS POTENCIAL DE COLAPSO
Se identifican como suelos Colapsables aquellos depósitos formados por arenas limos y en
algunos casos cementados por arcillas y sales que si bien resisten cargas considerables en
estado seco sufren pérdidas de su conformación estructural acompañadas de severas
reducciones en el volumen exterior cuando su humedad aumenta o se saturan, definiendo este
término como cualquier disminución rápida de volumen del suelo, producida por el aumento de
cualquiera de los siguientes factores:
Contenido de humedad (w)
Grado de saturación (Sr)
Tensión media actuante (τ)
Tensión de corte (σ)
Presión de poros (u)
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El colapso por hundimiento son aquellos suelos, en que un aumento en el contenido de
humedad, provoca una brusca disminución de volumen, sin la necesidad de un aumento en la
presión aplicada. Por tanto se advierte:
Por un lado una destrucción o un cambio en la estructura que el suelo tenía originalmente, y por
el otro lado, un agente externo: el agua, que provoca este fenómeno.
En el proceso de consolidación de suelos saturados (Teoría clásica de Terzaghi) también se
produce una disminución de volumen, pero puede decirse que en muchos aspectos el colapso es
lo contrario de la consolidación.
Tipos de suelo colapsables:
Aluviales y Coluviales
Eólicos
Cenizas volcánicas
Suelos residuales
Medidas preventivas
Remoción del suelo colapsable, cuando su profundidad y espesor lo hacen factible
Restricción o minimización del humedecimiento, por medio de drenaje y reglamentación
del uso de agua
Transferencia de las cargas a suelos inertes, mediante cimentaciones profundas o
semiprofundas, cuando la profundidad de estos es razonable. Debed tenerse en cuenta
sobre los pilotes la posible fricción negativa originada en el fenómenocolapsable
Estabilización por inyección de agentes químicos, puede aplicarse localmente o en
reparación de estructuras dañadas. Su costo lo hace prohibitivo en grandes extensiones.
Prehumedicimiento, se recomienda el procedimiento en combinación con algún tipo de
sobrecarga de manera que se logre el colapso anticipado del material defectuoso, es
importante verificar el destino del agua agregada, porque es factible que a causa de la
estratificación natural, su flujo se efectúe más horizontalmente que en forma vertical y no
se logre el efecto esperado.
Compactación, puede lograrse con compactadores vibratorios convencionales, en
combinación con humedecimiento moderado. También debe considerarse la factibilidad
de instalar pilotes de desplazamiento por hincado o pilotes de grava, hasta la profundidad
requerida para pasar la capa potencialmente problemática.
Diseño estructural tolerable, en los casos donde se demuestra que el asentamiento
resultante del colapso no es inadmisible, debe diseñarse la estructura para resistir dicho
movimiento sin distorsión ni daño aparente.
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9.- PROBLEMAS DE SUELOS DISPERSIVOS O ERODABLES
En la naturaleza existen ciertos suelos finos que son altamente erosionables, conocidos como suelos dispersivos. En el pasado, los suelos arcillosos fueron considerados altamente resistentes a la erosión al fluir agua, pero en los últimos años tiende a ser mas claramente sobreentendido que en la naturaleza existen ciertas arcillas que son altamente erosionables. Estos suelos son conocidos como suelos formados por arcillas dispersivas. Por la naturaleza de su mineralogia y la quimica del agua en la masa del suelo, son susceptibles a la separación de las partículas individuales y a la posterior erosión a través de grietas en el suelo bajo la filtración de flujos.
Tipos de ensayos:
Los suelos dispersivos no pueden ser identificados con una clasificación visual del suelo o con un índice de normas de ensayos tales, como el análisis granulométrico o los limites de Atterberg y por lo tanto a causa de ésto han sido ideados otros ensayos. Las arcillas deben ser ensayadas por características dispersivas como un procedimiento, de rutina realizable durante los estudios para presas de tierra y otras estructuras hidráulicas en el cual estas puedan ser empleadas. A continuación presentaremos algunos de los ensayos de laboratorio que algunos autores han usado para la identificación de este tipo de suelo.
El Ensayo de Crumb El ensayo de Emerson Crumb (Emerson, 1967) fue desarrollado como un procedimiento simple para identificar el comportamiento dispersivo en campo, pero ahora es muy frecuente usado en el Laboratorio. El ensayo de Crumb entrega una buena indicación del potencial de erodibilidad de los suelos de arcillas; sin embargo un suelo dispersivo puede a veces dar una reacción no dispersiva en el ensayo de Crumb. Si el ensayo de Crumb señala dispersión, lo más probable es que el suelo sea dispersivo. Aqui cito los principales ensayos:
•Ensayo de Pinhole Test ( ASTM D 4647-93, USBR 5410-89)
•Sales Solubles en el Agua de Poros
•Ensayo del Doble Hidrómetro (ASTM D 4221-90, USBR 5405-89)
•Ensayo de Crumb (USBR 5400-89)
El Ensayo del Doble Hidrómetro
10.- CLASIFICACIÓN DE SUELOS MÉTODOS SUCS Y AASHTO
Teniendo en cuenta que en la naturaleza existe una gran variedad de suelos, la ingeniería de
suelos ha desarrollado algunos métodos de clasificación de los mismos. Cada uno de estos
métodos tiene prácticamente, su campo de aplicación según la necesidad y uso que los haya
fundamentado.
El objetivo de la clasificación de suelos es de ordenarlos en grupos en base a su granulometría,
esto nos facilita la comparación de sus propiedades entre distintos tipos de suelos.
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La clasificación del suelo es de suma importancia para la creación del modelo geotécnico y el
diseño de cimentaciones en un terreno en específico, debido a que se requiere conocer el tipo de
suelo en el lugar a realizar la futura obra de índole civil.
Existen dos métodos estándar de clasificación se suelos según su granulometría que son:
Sistema de clasificación según SUCS (Sistema Unificado de Clasificación de Suelos). La
clasificación SUCS se usa para cimentaciones.
El sistema unificado de clasificación de suelos no se concreta a ubicar el material dentro de uno
de los grupos enumerados, sino que abarca, además, una descripción del mismo, tanto alterado
como inalterado. Esta descripción puede jugar un papel importante en la formación de un sano
criterio técnico y, en ocasiones, puede resultar de fundamental importancia para poner de
manifiesto características que escapan a la mecánica de las pruebas que se realizan.
En los suelos gruesos en general, deben proporcionarse los siguientes datos: nombre
típico, porcentajes aproximados de grave y arena, tamaño máximo de las partículas, angulosidad
y dureza de las mismas, características de su superficie, nombre local y geológico y cualquier
otra información pertinente de acuerdo con la aplicación ingenieril que se va a hacer del material.
En suelos gruesos en estado inalterado, se añadirán datos sobre estratificación,
compacidad, cementación, condiciones de humedad y características de drenaje.
En suelos finos, se proporcionaran en general, los siguientes datos: nombre típico, grado
y carácter de su plasticidad, cantidad y tamaño máximo de las partículas gruesas, color del suelo
húmedo, olor, nombre local y geológico y cualquier otra información descriptiva pertinente de
acuerdo con la aplicación que se vaya a hacer del material.
Respecto del suelo en estado inalterado, deberá agregarse información relativa a su
estructura, estratificación consistencia en los estados inalterados y remoldeados, condiciones de
humedad y características de drenaje
Clasificación de suelos métodos AASHTO
Esta clasificación Es una de las populares en carreteras y originalmente fue desarrollada por los
ilustres geotécnicos Terzaghi y Hogentogler, inspirada en el modelo de Casagrande.Considera la
categoría de los suelos granulares; gravas, arenas y zahorras; está compuesta por los grupos A-
1, A-2 y A-3, y su comportamiento en explanadas es, en general, de bueno a excelente, salvo los
subgrupos A-2-6 y A-2-7, que se comportan como los suelos arcillosos debido a la alta
plasticidad de los finos que contiene, siempre que el porcentaje de estos supere el 15%. Los
grupos incluidos por los suelos granulares son los siguientes:
A-1: Corresponde a una mezcla bien graduada de gravas, arenas (gruesa y fina) y finos no
plásticos o muy plásticos. También se incluyen en este grupo las mezclas bien graduadas de
gravas y arenas sin finos.
A-1-a: Incluye los suelos con predominio de gravas, con o sin material fino bien graduado
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A-1-b: Incluye suelos constituidos principalmente por arenas gruesas, con o sin material fino bien
graduado.
A-3: Corresponde a suelos constituidos por arena fina de playa o de duna, de origen eólico,
sin finos limosos o arcillosos o con una pequeña cantidad de limo no plástico. También incluyen
este grupo, los depósitos fluviales de arena fina mal graduada con pequeñas cantidades de
arena gruesa o grava.
A-2: Este grupo comprende a todos los suelos que contienen un 35% o menos de material
que pasa por el tamiz nº 200 y que no pueden ser clasificados en los grupos A-1 y A-3, debido a
que el porcentaje de finos o la plasticidad de estos están por encima de los límites fijados para
dichos grupos. Por todo esto, este grupo contiene una gran variedad de suelos granulares que
estarán entre los correspondientes a los grupos A-1 y A-3 y a los grupos A-4, A-5, A-6 y A-7.
A-2-4 y A-2-5: En estos subgrupos se incluyen los suelos que contienen un 35% o menos de
material que pasa por el tamiz nº 200 y cuya fracción que pasa por el tamiz nº 40 tiene las
características de los grupos A-4 y A-5, de suelos limosos. En estos subgrupos están incluidos
los suelos compuestos por grava y arena gruesa con contenidos de limo o índices de plasticidad
por encima de las limitaciones del grupo A-1, y los suelos compuestos por arena fina con una
proporción de limo no plástico que excede la limitación del grupo A-3.
A-2-6 y A-2-7: En estos subgrupos se incluyen suelos como los descritos para en los subgrupos
A-2-4 y A-2-5, excepto que los finos contienen arcilla plástica con tienen las características de los
grupos A-6 y A-7.
La categoría de los suelos limo-arcillosos está compuesta por los grupos A-4, A-5, A-6 y A-7,
cuyo comportamiento en explanadas ve de regular a malo. En esta categoría los suelos se
clasifican en los distintos grupos atendiendo únicamente a su límite líquido y a su índice de
plasticidad, según las zonas del siguiente gráfico de plasticidad. De esta forma se clasifican
también los suelos del grupo A-2 en los distintos subgrupos.
La clasificación realizada de esta manera se complementa con el índice de grupo, que permita
caracterizar mejor cada suelo dentro de los grupos, ya que estos admiten suelos con porcentajes
de finos y plasticidad muy diferentes. El índice de grupo de obtiene mediante la siguiente
expresión:
( )[ ( )] ( )( )
Siendo:
F: % en peso que pasa por el tamiz 200 del material inferior a 75 mm, expresado en número
entero.
LL: Límite líquido
IP: Índice de plasticidad.
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11.- CIMENTACIONES SUPERFICIALES.
Las Cimentaciones Superficiales reparten la fuerza que le transmite la estructura a través de sus
elementos de apoyo sobre una superficie de terreno bastante grande que admite esas cargas.
Se considera cimentación superficial cuando tienen entre 0,50 m. y 4 m. de profundidad, y
cuando las tensiones admisibles de las diferentes capas del terreno que se hallan hasta esa cota
permiten apoyar el edificio en forma directa sin provocar asientos excesivos de la estructura que
puedan afectar la funcionalidad de la estructura; de no ser así, se harán Cimentaciones
Profundas.
Debe considerarse como posible que en un mismo solar se encuentren distintos tipos de terreno
para una misma edificación; ésto puede provocar asientos diferenciales peligrosos aunque los
valores de los asientos totales den como admisibles.
Existen varios tipos de Cimentaciones Superficiales, los cuales se detallan a continuación:
Terreno Firme a Profundidad Asequible
Cimentación Continua de Mampostería u Hormigón en Masa.
Cimentación Continua de Hormigón Armado.
Macizos Aislados de Hormigón en Masa.
Zapatas Aisladas de Hormigón Armado (rígidas y flexibles).
Terreno Firme a Profundidad Media
A esta profundidad no permite las cimentaciones enunciadas en ítem anterior pero no justifican la
cimentación profunda:
Cimentación por pilares y arcos.
Cimentación por pilares y vigas.
Terreno Firme a Gran Profundidad
(Pero con posiblidad de cimentación superficial con tensiones bajas)
Cimentación por vigas flotantes de hormigón armado.
Cimentación por losa de hormigón armado.
12.-PLATEAS DE CIMENTACIÓN TIPOS USOS.
Las Cimentaciones por Losa, también conocidas como Cimentaciones por Placa o Plateas de
Fundación, son aquellas Cimentaciones Superficiales que se disponen en plataforma, la cual
tiene por objeto transmitir las cargas del edificio al terreno distribuyendo los esfuerzos
uniformemente.
Estas losas llevan una armadura principal en la parte superior para contrarrestar la contrapresión
del terreno y el empuje del agua subterránea, y una armadura inferior, debajo de las paredes
portantes y pilares, para excluir en lo posible la producción de flechas desiguales.
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En casos de terrenos de poca resistencia para cimentación (inferior a 1 kg/cm2), puede ocurrir
que las zapatas de los pilares aislados tiendan a juntarse.
La cimentación por losa es una buena solución cuando:
La construcción posee una superficie pequeña en relación al volumen (rascacielos,
depósitos, silos).
La base de cimientos calculada resulta tal que la transmisión de carga a 45º representa una
profundidad excesiva.
El terreno tiene estratificación desigual y son previsibles asientos irregulares
El terreno de asiento es flojo y de gran espesor y los pilotes a colocar serían
exageradamente largos.
13 .CIMENTACIONES EN SUELOS ARENOSOS Y CIMENTACIONES EN SUELOS
ARCILLOSO.
Cimentaciones de Estructuras Sismorresistentes: Cargas que debe trasmitir la cimentación al
terreno. Tipos de terrenos. Efectos de las acciones dinámicas del sismo. Momento de Vuelco.
Incremento sísmico. Interacción Suelo-Estructura. Clasificación de las fundaciones. Zapata
aislada. Zapata medianera. Zapata corrida. Viga de fundación. Platea de fundación. Pozo de
fricción o Pilarote. Pilotes, de fricción y de punta. Prevenciones en suelos potencialmente
licuables.
Cargas que debe trasmitir la cimentación al terreno: cuando se habla de cimentaciones se habla
también de la parte más importante de una construcción y a la cual no debe ahorrarse ni
materiales ni cuidados, pues a su deficiencia se deben siempre las grietas producidas al recibir
una cimentación una carga superior a su capacidad resistente. Es un grave error reducir, por
economía, las dimensiones, calidad y proporciones de los materiales a emplear en las
fundaciones por cuanto será muy costoso pretender subsanar los defectos originados por estas
deficiencias, lo cual no se logrará sin recurrir al refuerzo de los cimientos construídos
defectuosamente, con el consiguiente incremento del costo original de la estructura.
La función de una cimentación ante un sismo es brindar al edificio una base rigida y capaz de
trasmitir al suelo las acciones que se generan por la interacción entre los movimientos del suelo
y de la estructura, sin que se produzcan fallas o deformaciones excesivas en el terreno.
14.-DINAMICA DE SUELOS.
La Dinámica de suelos es una parte de la mecánica de suelos que trata el comportamiento y
respuesta del suelo durante la aplicación rápida de carga, uso de vibraciones para la mejora de
propiedades de transmisión de ondas para evaluar las propiedades del terreno.
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El estudio de la dinámica del suelo muestra que sigue un proceso evolutivo al que son por
completo aplicables los conceptos de la sucesión ecológica. La formación de un suelo profundo y
complejo requiere, en condiciones naturales, largos períodos de tiempo y el mínimo de
perturbaciones. Donde las circunstancias ambientales son más favorables, el desarrollo de un
suelo a partir de un sustrato geológico bruto requiere cientos de años, que pueden ser millares
en climas, topografías y litologías menos favorables.
Los procesos que forman el suelo arrancan con la meteorización física y química de la roca
bruta. Continúa con el primer establecimiento de una biota, en la que frecuentemente ocupan un
lugar prominente los líquenes, y el desarrollo de una primera vegetación. El aporte de materia
orgánica pone en marcha la constitución del edafon. Éste está formado por una comunidad de
descomponedores, bacterias y hongos sobre todo, y detritívoros, como los colémbolos o los
diplópodos, e incluye también a las raíces de las plantas, con sus micorrizas. El sistema así
formado recicla los nutrientes que circulan por la cadena trófica. Los suelos evolucionados,
profundos, húmedos y permeables suelen contar con las lombrices de tierra, anélidos
oligoguetos comedores de suelo, en su edafon, lo que a su vez favorece una mejor mezcla de
las fracciones orgánica y mineral y la fertilidad del suelo.
15.-USOS DE GEOMENBRANAS Y GEOSINTETICOS COMO ESTABILIZADORES DE
SUELOS.
Materiales utilizados para mejorar las propiedades del suelo. Su uso es novedoso y creciente por su fácil aplicación. Poseen propiedades mecánicas e hidráulicas, útiles para ciertos suelos.
15.1 GEOSINTÉTICOS Son materiales fabricados a partir de varios tipos de polímeros derivados del petróleo, que mejoran las propiedades mecánicas de los suelos y hacen posible la ejecución de proyectos de ingeniería civil y geotécnica en difíciles condiciones. De igual forma los podemos usar simplemente para protección de los suelos.
15.1.2 FUNCIONES DE LOS GEOSINTÉTICOS
Los Geosintéticos se utilizan para satisfacer las siguientes funciones:
a. Separación b. Filtración c. Drenaje d. Refuerzo e. Protección
15.1.3 CLASIFICACIÓN DE GEOSINTÉTICOS
a. GEOTEXTILES
Son materiales flexibles y permeables a los fluidos Son fabricados de fibras sintéticas como el poliéster o polipropileno Son capaces de retener partículas de suelo mayores que el tamaño de sus poros.
b. GEOMALLAS
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ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL BALOTARIO
Son estructuras tridimensionales pero con la característica de ser mono o bi-orientadas Son fabricadas en polietileno de alta densidad, utilizando un proceso de extrusión, Tienen una mayor adherencia al terreno y una mayor durabilidad en el medio que los geotextiles.
c. GEOCOMPUESTOS
Diseñado específicamente para estabilización de suelos donde se requiere tanto refuerzo como separación de una base granular y un subsuelo muy fino. Uniendo un geotextil no tejido a una geomalla, lo que permite una gran interacción con el suelo reforzado, completa separación de los diferentes tipos de suelo, una efectiva acción de filtración, gran resistencia a la tensión como un alto módulo elástico, gran resistencia a los daños durante la instalación y un excelente comportamiento a los agentes atmosféricos.
d. GEOCELDAS
Son sistemas tridimensionales de confinamiento celular fabricados en paneles de polietileno o polipropileno.
Son muy resistentes para el confinamiento de cargas
Se utiliza para aumentar la capacidad de carga de suelo, sin generar problemas de contaminación beneficiando al entorno ecológico.
SOLUCIONES A INFRAESTRUCTURA
a. Geomallas. Muros de contención, Terraplenes.
15.2 GEOMEMBRANAS
Láminas de impermeabilización, cuya función principal es evitar el paso de agua y que se emplean en sistemas de impermeabilización tales como: túneles, vertederos, depósitos, almacenamiento de agua o cubiertas planas de edificación.
Están fabricadas por diferentes tipos de resinas: caucho sintético, polipropileno, cloro-sulfunado, cloruro de polivinilo, polietileno de alta, media y de baja densidad
Son láminas poliméricas impermeables fabricados en (PVC) o (PVU), polietileno de alta o baja densidad (PEAD/PEBD).
Son recubrimientos sintéticos impermeables a fluidos y partículas cuya función es la de revestir canales, lagunas, depósitos de agua, además controlan la erosión.
Se instalan en depósitos de hormigón o acero de cualquier dimensión para confinamiento de químicos, residuos sólidos e industriales y prolongar la duración de los tanques.
15.2.1 FUNCIONES Y APLICACIÓNES DE LAS GEOMEMBRANAS
La aplicación principal de las geomembranas es la impermeabilización en obras civiles, geotécnicas y ambientales en trabajos de manejo de desechos sólidos, rellenos sanitarios, lagunas de oxidación, minería, riego, acuicultura, agricultura, proyectos
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hidráulicos, canales de conducción, almacenamiento, lagunas de tratamiento de desechos de crudo, etc.
Los principales campos de aplicación, están relacionados con obras para la protección del medio ambiente, rellenos sanitarios, piscinas para tratamiento de lodos, lagunas de oxidación, recubrimiento de canales, minería, acuicultura y recubrimiento de tanques, sin dejar a un lado aplicaciones en el campo de la geotecnia y la hidráulica.
Recubrimientos para agua potable.
Recubrimientos para reserva de agua.
Recubrimientos para desperdicios líquidos.
Recubrimiento para material radioactivo o desperdicios líquidos peligrosos.
Recubrimiento para tanques de almacenamiento bajo tierra.
Recubrimiento para espejos solares.
Recubrimiento para canales de conducción de aguas.
Recubrimiento para canales de conducción de desechos líquidos.
Recubrimiento para material sólido, material de relleno y apilamiento de basuras.
Recubrimiento para evacuación de lixiviados.
Capas y cubierta para materiales de relleno y desperdicios sólidos.
Recubrimiento para muros verticales: Sencillos o dobles con detección de fugas.
Control de filtración en presas de tierra.
Recubrimientos impermeables dentro de túneles.
Para impermeabilizar la cara de tierra en presas de roca.
Para impermeabilizar fachadas en mampostería en presas.
Como control de filtración en reservorios flotantes.
Como cubierta en reservorios flotantes para control de filtración.
Como barrera para los olores en rellenos.
Como barrera para vapores debajo de edificios.
Para control de suelos expansivos.
Para control de suelos susceptibles a congelamiento.
Para prevenir infiltración de agua en áreas sensitivas.
Para conducción de agua por senderos elegidos.
Bajo autopistas para prevenir polución y para recoger derramamiento de líquidos peligrosos.
Para actuar como estructura de confinamiento.
Para ayudar a establecer uniformidad en la compresibilidad subsuperficial.
Como recubrimiento impermeable bajo el asfalto.
Para corregir perdidas por filtración en tanques ya existentes
Como formas flexibles donde no se puede permitir perdida de material.
Como encapsulamiento de arcillas expansivas.