RESUMEN DEL BALOTARIOMODULO CURSO DE MECANICA DE SUELOS APLICADAVALERIO LUCIANO JERSI MAYCOLI.- RESPUESTAS:

1.-EXPLORACIN GEOTCNICA.Es la recopilacin de informacin necesaria para realizar un anlisis adecuado e integral de la zona de estudio. Objetivo: Determinar la ubicacin y espesor de los estratos de suelo. Ubicar la napa de agua. Determinar la profundidad de la roca basal y sus caractersticas Obtencin de muestras para su posterior caracterizacin. Llevar a cabo ensayos en terreno y/o en el laboratorio para definir problemas especiales que puedan generarse durante o despus de la construccin.Pasos:1) ESTUDIO PRELIMINAR.- Consiste en revisar material ya publicado. Estos datos permiten a menudo reducir la extensin de la exploracin como: mapas geolgicos, reportes geotcnicos, fotografas areas y etc. 2) RECONOCIMIENTO DEL TERRENO.- Recorrer el sitio y evaluar visualmente las condiciones locales.3) EXPLORACIN.- Obtencin del perfil de subsuelo, tomar muestras de suelo, realizar ensayos in-situ pare estimar parmetros de los materiales, y determinar la profundidad de la roca basal y el nivel fretico, cuando es poca la profundidad se recurre a calicatas y/o zanjas, cuando son profundas se realizan perforaciones.Calicatas.- Suelo expuesto, no es posible realizarlos en suelos arenosos, sobre todo bajo la napa. Sondajes.-Consiste en realizar una perforacin y extraer muestras del fondo mayormente en dimetro entre 75 y 600 mm, y una profundidad entre 2 y 30 m.En general el nmero de sondajes debera aumentar a medida que: La variabilidad del suelo aumenta. La carga aumenta. La estructura sea mas crtica.4) ENSAYOS DE LABORATORIO.- Se utilizan cuando es difcil obtener muestras inalteradas, en arenas por ejemplo sirven para estimar propiedades y parmetros del suelo. Ensayos tpicos en terreno son: Ensayo de penetracin estndar (SPT) Ensayo de penetracin de cono (CPT) Placa de carga Ensayo de corte in-situ (Vane sheartests, VST) Ensayo de penetracin estndar (SPT)

2.- ENSAYO DE COMPACTACIN PROCTOR CBR CONTROL DEL GRADO DE COMPACTACIN.Este ensayo determina la curva de compactacin para una determinada energa de compactacin. Esta curva considera en abscisas el contenido de humedad y en ordenadas la densidad seca. Con lo que se puede obtener la humedad ptima que es la que corresponde a la densidad mxima. Con lo que se determinar la cantidad de agua de amasado a usar cuando se compacta el suelo en terreno para obtener la mxima densidad seca para una determinada energa de compactacin. Donde el agua juega un rol importante, sobre todo en los suelos finos, que contengan ms de un 50% de finos sino a la fraccin fina que controla su comportamiento. Fraccin fina, que para gravas puede ser sobre un 8% y para arenas sobre un 12% (Holtz1973), lleva a limitar el uso de la densidad relativa y por lo tanto, obliga a su reemplazo por el ensayo de compactacin. En consecuencia, existir para un determinado suelo fino y para una determinada energa de compactacin, una humedad ptima para la cual esta energa de compactacin producir un material con densidad seca mxima.Al compactar un suelo se persigue lo siguiente: Disminuir futuros asentamientos Aumentar la resistencia al corte Disminuir la permeabilidadMODIFICADO DENSIDAD MXIMA (PROCTOR MODIFICADO) MTC E 115Con el Proctor modificado se obtiene el peso especfico seco mximo y humedad optima, establecer la especificacin de compactacin (Grado de compactacin), junto con la curva de saturacin para controlar la saturacin.Ventajas: Aumento de la resistencia y disminucin de la capacidad de deformacin. Las partculas de menor tamao son obligadas a ocupar los vacios. Cuando el suelo esta compactado aumenta o incrementa su valor soporte, disminuye su porosidad.El suelo mejora en las siguientes caractersticas: resistencia al corte, Comprensibilidad, relacin, esfuerzo, deformacin y densidad del suelo.C.B.R (CALIFORNIABEARINGRATIO) MTC E 132Establece la relacin entre la resistencia a la penetracin de un suelo y capacidad de soporte para el tratamiento superficial de las carreteras, ver resultados de ensayos de laboratorio.La relacin de soporte de California conocida como C.B.R, consiste en medir la resistencia al corte de un suelo bajo condiciones de densidad y humedad cuidadosamente controladas. Se expresa en porcentajes como la razn de la carga unitaria que se requiere para introducir un pistn dentro del suelo, a la carga unitaria requerida para introducir el mismo pistn a la misma profundidad en una muestra tipo.Los valores de carga unitaria para las diferentes profundidades de penetracin dentro de la muestra patrn estn determinados. El C.B.R que se usa para proyectar, es el valor que se obtiene para una penetracin de 0.1 da mayor C.B.R.

C.B.R = Carga unitaria / Carga unitaria patrn x 100 (%)Los ensayos de C.B.R se hacen usualmente sobre muestras compactadas al contenido ptimo para el suelo especfico, determinado utilizando el ensayo de compactacin estndar.

3.- ENSAYO DE CORTE DIRECTOObjetivo: Determinar la cohesin y el ngulo de rozamiento interno que permitan establecer la resistencia al corte de los suelos ensayados.Descripcin del ensayo: Consiste bsicamente en someter una muestra de suelo de seccin cuadrada de 2.5 cm de espesor, confinada lateralmente dentro de una caja metlica 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 mvil 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, dial de corte vertical, pesas de carga, horno, cuchillo de arco con alambre acerado, muestra inalterada, mquina de corte directo (placa de 5x5x5, caja de corte)El aparato de corte directo consta de una caja de corte y dispositivos para aplicacin de cargas verticales y horizontales as como tambin deformaciones verticales y horizontales.Finalidad: Determinar la resistencia de una muestra de suelo, sometida a fatigas y/o deformaciones que simulen las que existen o existirn en terreno producto de la aplicacin de una carga.

1) ENSAYO NO CONSOLIDADO NO DRENADO (UU). Es un ensayo rpido, donde el corte se inicia antes de consolidar la muestra bajo la carga normal (Pv); si el suelo es cohesivo y saturado, se desarrollar exceso de presin de poros. Generalmente la recta intrnseca en el diagrama de contra es horizontal, donde =Cu. No se permite el drenaje de la muestra en todo el ensayo.2) ENSAYO CONSOLIDADO NO DRENADO (CU). En este ensayo se permite que la muestra drene se consolide durante la aplicacin de la carga vertical, de modo que en el momento de aplicar el esfuerzo de corte las presiones intersticiales sean nulas, pero no durante la aplicacin del esfuerzo cortante. 3) ENSAYO CONSOLIDADO DRENADO (CD). La velocidad de corte es lenta, se permite el drenaje de la muestra durante todo el ensayo siendo las presiones intersticiales nulas durante la aplicacin del esfuerzo cortante. 1) ENSAYOS DE TENSIN CONTROLADA. Se aplica el esfuerzo horizontal, se miden las deformaciones hasta llegar hasta la estabilizacin, luego se aumenta la fuerza horizontal y as sucesivamente, hasta que llega el momento en que las deformaciones no se estabilizan, lo que nos indica que hemos sobrepasado la carga de rotura.2) ENSAYOS DE DEFORMACIN CONTROLADA. La mitad mvil de la caja se desplaza a una velocidad determinada; los esfuerzos horizontales se van midiendo con un anillo dinamomtrico conectado en serie con la fuerza horizontal.Preparacin de la muestra:Se puede realizar sobre muestras inalteradas a fin de obtener resultados que se aproximen a las caractersticas que tiene el suelo en su estado natural.Se puede realizar tambien sobre muestras alteradas, previamente preparadas en el laboratorio a fin de obtener caractersticas similares de compacidad y contenido de humedad a los que tendr puesto en obra.Adems se puede ensayar la muestra tal como viene del campo o como haya sido preparada en el laboratorio utilizando el molde respectivo o tallando 4 probetas cuadradas con las siguientes dimensiones 5*5*1.8 cm.Procedimiento: Se determina el peso, el volumen y el contenido de humedad de la muestra. Colocar la muestra en la caja de corte directo e inmovilizarla. Enseguida colocamos la placa con los resaltos sobre la muestra. Se coloca la esfera de acero sobre la placa de reparto y situar sobre ella, el yugo de aplicacin de la carga vertical. Bajar dicho yugo con ayuda del tornillo de seguridad de la palanca de carga. Sobre el yugo colocar el extremo mvil de un deflectmetro para medir las deformaciones verticales de la caja. Colocar en la palanca las pesas necesarias para dar una presin vertical prevista. Leer el asiento registrado en el deflectmetro vertical. Mover el volante del aparato hasta que el pistn toque la caja. Encerar el deflectometro de desplazamiento vertical y el del anillo de carga Quitar los seguros de la carga. Comenzar el corte con una velocidad constante equivalente a 1 divisin del anillo por segundo (0.002 mm/seg). Tomar lecturas del deflectometro de deformaciones horizontales, verticales y del anillo de carga dada 30 divisiones (30 segundos). El corte se contina hasta alcanzar una estabilizacin de las lecturas del deflectometro del anillo de carga o hasta superar las dos unidades de la caja de 6 mm. Despus de descargar el aparato accionado el volante en el sentido contrario. Quitar el deflectometro de corrimiento vertical. Quitar la caja de yugo y desmontar la caja de corte. Las cargas en el plano de corte pueden conocerme mediante el baco respectivo.Estas operaciones se repiten tres o cuatro veces, diferencindose los ensayos en la presin vertical aplicada.

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 obtenindose un suelo firme y estable capaz de soportar la carga necesaria as 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, compactndolo mecnicamente.Objetivo: Hacer ms estable el suelo.Se estabiliza un suelo cuando: Suelo de subrasante desfavorable, o muy arenoso o muy arcilloso. Materiales para base o sub-base en el lmite de especificaciones. Condiciones de humedad desfavorables. En repavimentacin, aprovechando los materiales existentes.Como se estabiliza:1) Aumentar la densidad de un suelo, compactndola mecnicamente. 2) Mezclando a un material de granulometra gruesa, otro que carece de esa caracterstica. 3) Estabilizando un suelo mezclndole cemento portland, cal hidratada, asfalto o cloruro de sodio. El uso de la cal est limitado a suelos que contengan minerales arcillosos, con los cuales hacer la accin puzolnica que lentamente cementando las partculas 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 terraceras o en bases y sub bases, siempre que stas no sean muy arenosas.3.1. SUELO-CEMENTO.- Consiste en mezclar un suelo con cemento, se produce un nuevo material, duro, con mejores caractersticas que el usado como agregado. Esta estabilizacin no es tan sensible a la humedad como la hecha en asfalto. Pueden usarse todos los suelos para efectuarla, excepto los altamente orgnicos, aunque los ms convenientes son los granulares, de fcil 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.3.2. SUELO-CAL.- El uso de cal para mejorar suelos con mayor plasticidad, mejorando su resistencia a la compresin sin confinar, produciendo una textura granular ms 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 slice y se pueda lograr la accin puzolnica, que aglomerar adecuadamente las partculas del suelo esto debe recordarlo el ingeniero de pavimentos. El suelo-cal, necesita la reaccin qumica 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 colocacin de cimbras al rendir la compactacin y empezar a colocar concreto a los dos das. Una ventaja del suelo cal es que su periodo de curado puede iniciarse ms tarde.3.3. SUELO-ASFALTO.- En algunos casos conviene estabilizar un material usando algn producto asfltico para elaborar capas base o sub base. A esta base asfltica tambin se los conoce como base negras. El uso de productos asflticos (asfaltos rebajados, emulsiones asflticas y cemento asflticos) est limitado a suelos granulares o de partculas gruesas. Es muy difcil estabilizar un material arcilloso, por los grumos de esos suelos. La estabilizacin con asfalto puede tener dos fines: Reducir la absorcin de agua del material, usando poca cantidad de asfalto. Incrementar la resistencia de un material usando mayor cantidad de asfalto, como en la base asfltica.

5.- LICUACION DE SUELOSEs el proceso que conduce a esta prdida de firmeza o rigidez es conocido como licuacin del suelo. Este fenmeno est principalmente, ms no exclusivamente, asociado con suelos saturados poco cohesivos. El trmino licuacin, incluye entonces todos los fenmenos donde se dan excesivas deformaciones o movimientos como resultado de transitorias o repetidas perturbaciones de suelos saturados poco cohesivos. Factores que determinan el fenmeno de licuacin: Magnitud del movimiento ssmico.-Est relacionada con la magnitud de los esfuerzos y deformaciones inducidos en el terreno por este movimiento. Duracin del movimiento ssmico.- La duracin de un movimiento ssmico es corto (entre 5 a 40 segundos) Granulometra del suelo.- Los suelos ms susceptibles a sufrir licuacin son aquellos que poseen una granulometra uniforme, siendo las arenas finas uniformes las que son ms propensas a licuar que las arenas gruesas uniformes. El problema de licuacin ser ms serio si el suelo tiene un coeficiente de uniformidad mayor o igual a 2. Densidad Relativa.- Durante la ocurrencia de un terremoto, una arena suelta puede sufrir licuacin mientras que este mismo suelo en un estado ms compacto puede no evidenciar el fenmeno. Una arena con un valor de resistencia a la penetracin estndar de 40 golpes/30cm (densidad relativa de70 a 80%) puede mostrar evidencias de licuacin en la forma de volcanes de arena, pero no es probable que experimente ms del 10% de deformacin por corte bajo la influencia de la vibracin ssmica, an despus de que se hayan desarrollado altas presiones de poros. En contraste con ello, arenas con valor de 20 golpes/pie (densidad relativa de 30 a 60%), pueden desarrollar relaciones de presiones de poro de 100% y experimentar deformaciones por corte muy grandes del orden del 25-30%, bajo la accin de los esfuerzos de corte aplicados. Profundidad del nivel fretico.- Es una condicin necesaria para que ocurra licuacin. La presin de poros, producida por el agua que ocupa los vacos existentes entre las partculas del material debido a la posicin del nivel fretico, se incrementa por efecto de la vibracin producida en el movimiento ssmico. Por consiguiente, la ubicacin del nivel fretico cuando se produzca un terremoto en un depsito arenoso, ser de mucha importancia porque regir la condicin de saturacin y por lo tanto, influir tambin en el esfuerzo efectivo.Efectos dainos que produce la licuacin: Son tres tipos de falla del terreno asociados al fenmeno de licuacin de suelos:1) Desplazamiento lateral.- Es el tipo ms comn de falla del terreno por licuacin de suelos, involucra el movimiento lateral de las capas superficiales como resultado de la licuacin y la prdida transitoria de la resistencia de las capas inferiores, esto ocurre generalmente en terrenos relativamente llanos (con pendientes comprendidas entre el 0.5 y5%). 2) Falla de Flujo.-Son las fallas del terreno ms catastrficas causadas por el fenmeno de licuacin. Los flujos pueden movilizarse a grandes distancias (decenas de metros) a altas velocidades (decenas de Km/h). Los flujos pueden involucrar suelo completamente licuado o bloques de suelo firme viajando sobre una capa de suelo licuado. Este tipo de falla se desarrolla generalmente en arenas saturadas, sueltas, con pendiente del terreno mayor que 5%. Muchas de las mayores y ms dainas fallas de flujo se han desarrollado bajo agua en reas costeras. 3) Prdida de la capacidad portante.- Cuando el suelo que soporta una edificacin licua y pierde su resistencia, pueden ocurrir grandes deformaciones en el suelo, que ocasionan que la edificacin se asiente, se incline o sumerja. Aunque esta es una falla espectacular, es la menos comn producida por licuacin.

6.-APLICACIN DE LA NORMA E.050 PARA ESTUDIOS DE SUELOS EN LA LOCALIDAD DONDE LABORA.La aplicacin de la norma E.050 para estudios de suelos, se emplea en todo el territorio peruano, la misma que considera los criterios mnimos necesarios, esta norma no considera los efectos de los fenmenos de geodinmica externa y no se aplica en los casos que haya presuncin de la existencia de ruinas arqueolgicas; galeras u oquedades subterrneas de origen natural o artificial. En ambos casos debern efectuarse estudios especficamente orientados a confirmar y solucionar dichos problemas. Obligatoriedad de los estudiosa. Casos donde existe obligatoriedadEs obligatorio efectuar el EMS en los siguientes casos: Edificaciones en general, que alojen gran cantidad de personas, equipos costosos o peligrosos, tales como: colegios, universidades, hospitales y clnicas, estadios, crceles, auditorios, templos, salas de espectculos, museos, centrales telefnicas, estaciones de radio y televisin, estaciones de bomberos, archivos y registros pblicos,etc Cualquier edificacin no mencionada en a) de uno a tres pisos, que ocupen individual o conjuntamente ms de 500 m2 de rea techada en planta. Cualquier edificacin no mencionada en a) de cuatro o ms pisos de altura, cualquiera que sea su rea. Edificaciones industriales, fbricas, talleres o similares. Edificaciones especiales cuya falla, adems del propio colapso, represente peligros adicionales importantes, tales como: reactores atmicos, grandes hornos, depsitos de materiales inflamables, corrosivos o combustibles, paneles de publicidad de grandes dimensiones y otros de similar riesgo. Cualquier edificacin que requiera el uso de pilotes, pilares o plateas de fundacin. Cualquier edificacin adyacente a taludes o suelos que puedan poner en peligro su estabilidad.En los casos en que es obligatorio efectuar un EMS, de acuerdo a lo indicado en este numeral, el informe del EMS correspondiente deber ser firmado por un Profesional Responsable (PR).b. Casos donde no existe obligatoriedad de elaborar un EMS de acuerdo al numeral Slo en caso de lugares con condiciones de cimentacin conocida debidas a depsitos de suelos uniformes tanto vertical como horizontalmente, sin los problemas especiales de cimentacin indicados en el Captulo 6, con reas techadas en planta de primer piso menores que 500 m2 , de hasta tres pisos y sin stano, el PR podr asumir los valores de la Presin Admisible del Suelo, profundidad de cimentacin y cualquier otra consideracin concerniente a la Mecnica de Suelos, basndose en no menos de 3puntos de investigacin hasta la profundidad mnima p indicada en el numeral 2.3.2.c.Estos datos, incluyendo los perfiles de suelos, plano de ubicacin de los puntos de investigacin y fotografas, debern figurar en un Informe Tcnico que deber elaborar el PR, el que no constituye un EMS.En general las entidades encargadas de hacer cumplir la norma e050 son En la regin del Junin el Gobierno Regional, Municipalidades, Provinciales, Distritales y Entidades privadas que efectan obras en el mbito de la Regin.Esta norma como refiere tanto para obras horizontales como verticales se hace cumplir de acuerdo a lo establecido en la misma siendo incluso incluida en estudios previos (elaboracin de Perfiles) las cuales se profundizan mas exactamente en el proceso de elaboracin del expediente tcnico.En el mbito de la regin de Junin se tiene diferentes laboratorios que nos pueden garantizar la veracidad de los resultados como son SENCICO, Laboratorio de Mecnica de Suelos de la UNCP, UPLA, Laboratorio Misterio de transporte de JuninComo ente que vela por el cumplimiento de la norma es el CAP y el CIP.

7.-INTERACCIN SUELO ESTRUCTURA - AMPLIFICACIN SSMICA FENMENO DE RESONANCIAEntre los problemas estructurales ms comunes y peligrosos se encuentra el llamado primer piso blando, es decir el primer entrepiso de un edificio cuenta con una rigidez considerablemente menor en relacin con el siguiente nivel. El problema en este caso es que la amplificacin dinmica de la respuesta, y por tanto la distorsin de entrepiso a la que estar sujeto el piso blando, no se disminuye al aumentar la rigidez cuando se considera nicamente el comportamiento elstico.Desde el punto de vista de la dinmica del sistema, tanto el primer piso blando como los efectos de interaccin suelo estructura se reflejan en un cambio de la rigidez, lo que lleva a pensar que ambos fenmenos podran tener caractersticas similares. Si se hace una analoga entre ambos efectos (interaccin suelo estructura y entrepiso blando), se piensa lgico considerar la presencia de un primer piso blando como un estrato de suelo en el cul est desplantada una estructura equivalente a los niveles superiores, en otras palabras, un caso de base flexible igual al de los efectos de interaccin suelo estructura. De esta manera, se puede ver que la diferencia principal desde el punto de vista estructural entre ambos efectos es la menor capacidad de deformacin que tiene el piso blando antes de colapsar, en comparacin a las deformaciones que puede sufrir el suelo sin fallar. En ese sentido la respuesta de la estructura ante las solicitaciones estticas verticales y dinmicas (sismo) puede variar con respecto al estimativo que se realiza sin tener en cuenta la interaccin suelo estructura en los siguientes aspectos: La distribucin de esfuerzos y deformaciones bajo la cimentacin vara por la presencia de suelos blandos Los perodos de vibracin de la edificacin generalmente aumentan. Aumenta el amortiguamiento viscoso equivalente del sistema estructura-cimentacin-suelo. Dado que la cimentacin puede rotar y trasladarse, los desplazamientos de la estructura se incrementan, magnificando los efectos P- (deficiente desempeo 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 ssmico. Cambian todas las solicitaciones en los elementos estructurales.

Los efectos de interaccin suelo estructura no deben confundirse con los efectos de sitio, los causados por la amplificacin de la onda ssmica al viajar desde la roca hasta la superficieAl considerar la estructura cimentada sobre un suelo flexible y no sobre un soporte rgido se modifican significativamente los parmetros dinmicos de la estructura, as como las caractersticas del movimiento del terreno cerca a la cimentacin.El fenmeno de interaccin suelo-estructura puede ser discriminado en dos aspectos diferentes:a) Interaccin "cinemtica": Es el fenmeno asociado a la modificacin del ambiente ssmico como consecuencia de una inclusin rgida o casi rgida en un medio deformable. Esto ocurre con las plateas de fundacin asentadas en suelos cuya rigidez es muy inferior a la propia de la platea.b) Interaccin "dinmica": Es el fenmeno asociado a la modificacin de amplitudes y frecuencias como consecuencia del acoplamiento dinmico entre la superestructura y el suelo de fundacin. Ambos efectos se combinan de manera tal que los movimientos del suelo en la superficie libre en el lugar de observacin, cuando no hay efectos producidos por construcciones, son muy diferentes de los observables en el mismo punto una vez construida la estructura, para el mismo evento ssmico. Amplificacin ssmica fenmeno de resonancia

8.-COLAPSABILIDAD DE SUELOS POTENCIAL DE COLAPSOSe identifican como suelos Colapsables aquellos depsitos formados por arenas limos y en algunos casos cementados por arcillas y sales que si bien resisten cargas considerables en estado seco sufren prdidas de su conformacin estructural acompaadas de severas reducciones en el volumen exterior cuando su humedad aumenta o se saturan, definiendo este trmino como cualquier disminucin rpida de volumen del suelo, producida por el aumento de cualquiera de los siguientes factores: Contenido de humedad (w) Grado de saturacin (Sr) Tensin media actuante () Tensin de corte () Presin de poros (u)El colapso por hundimiento son aquellos suelos, en que un aumento en el contenido de humedad, provoca una brusca disminucin de volumen, sin la necesidad de un aumento en la presin aplicada. Por un lado una destruccin o un cambio en la estructura que el suelo tena originalmente, y por el otro lado, un agente externo: el agua, que provoca este fenmeno.En el proceso de consolidacin de suelos saturados (Teora clsica de Terzaghi) tambin se produce una disminucin de volumen, pero puede decirse que en muchos aspectos el colapso es lo contrario de la consolidacin.Tipos de suelo colapsables: Aluviales y Coluviales Elicos Cenizas volcnicas Suelos residualesEste tipo de suelos se caracterizan por poseer estructura macro porosa, con relacin de vacos (e), entre relativamente alto, a muy alto, granulometra predominantemente fina, con predominio de fracciones de limos y de arcilla. El tamao de los granos es generalmente poco distribuido y con los granos ms grandes escasamente meteorizados. La mayora de las veces, la cantidad de la fraccin arcilla es relativamente escasa, pero sin embargo, tiene una influencia importante en el comportamiento mecnico de la estructura inter granular. Para determinar el tipo de colapsabilidad del suelo se hacen pruebas de consolidacin de laboratorio (ensayos de colapso: endomtricos, triaxiales, etc.), en estas pruebas se reproduce el efecto de saturacin sbita del terreno cuando se lo somete a una carga de magnitud prefijada.Adems de los ensayos en laboratorio, se realiza una estimacin del emplazamiento y se consideran los siguientes puntos: Cota del nivel fretico y sus oscilaciones estacionales Antigedad del terreno y consolidacin Determinar tipo de cimentaciones a construirLos ensayos y anlisis de colapsabilidad de estos suelos se identifican cuando el volumen de vacos iguala a la cantidad de agua en el lmite lquido para mayor cantidad de agua o menor volumen de vacos el suelo es inestableDiseo de cimentaciones en suelo no susceptibles a la humedadPara fines de diseo real de cimentaciones, se llevan a cabo algunas pruebas de carga estndar en campo en depsitos de loes en Nebraska y en Iowa, en la figura siguiente note que las relaciones carga-asentamiento son esencialmente lineales hasta cierta presin crtica, pcr, en la cual se tiene una ruptura de la estructura del suelo y por consiguiente un asentamiento considerable. Las rupturas repentinas de la estructura de suelos son ms comunes en suelos con contenido de agua natural alto que en suelos normalmente secos.Diseo de cimentaciones en suelo susceptibles a la humedadSi es probable que el estrato superior de suelo se humedezca y se colapse algn tiempo despus de la construccin de la cimentacin, deben considerarse varios procedimientos para evitar la falla de la cimentacin, tales como:Si la profundidad esperada de humedecimiento es aproximadamente de 5 a 6.5 pies (4.5 a 2 m) desde la superficie del terreno, el suelo debe ser humedecido y recompactado por medio de rodillos pesados.

9.-PROBLEMAS DE SUELOS DISPERSIVOS O ERODABLESLos suelos dispersivos son aquellos que por la naturaleza de su mineraloga y la qumica del agua en el suelo, son susceptibles a la dispersin y a la posterior erosin de estas muy pequeaa partculas a travs de grietas o fisuras finas o de hendiduras en el suelo. Son altamente erosivos a bajos gradientes hidrulicos del flujo del agua. Incluso en algunos casos en agua en reposo.Tipos de ensayos:Los suelos dispersivos no pueden ser identificados con una clasificacin visual del suelo o con un ndice de normas de ensayos tales, como el anlisis granulomtrico o los limites de Atterberg y por lo tanto a causa de sto han sido ideados otros ensayos. Las arcillas deben ser ensayadas por caractersticas dispersivas como un procedimiento, de rutina realizable durante los estudios para presas de tierra y otras estructuras hidrulicas en el cual estas puedan ser empleadas. A continuacin presentaremos algunos de los ensayos de laboratorio que algunos autores han usado para la identificacin 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 indicacin del potencial de erodibilidad de los suelos de arcillas; sin embargo un suelo dispersivo puede a veces dar una reaccin no dispersiva en el ensayo de Crumb. Si el ensayo de Crumb seala dispersin, lo ms 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 PorosEnsayo del Doble Hidrmetro (ASTM D 4221-90, USBR 5405-89)Ensayo de Crumb (USBR 5400-89) El Ensayo del Doble Hidrmetro

10.-CLASIFICACIN DE SUELOS MTODOS SUCS Y AASHTOTeniendo una gran variedad de suelos, la ingeniera de suelos ha desarrollado algunos mtodos de clasificacin de los mismos. Cada uno de estos mtodos tiene prcticamente, su campo de aplicacin segn la necesidad y uso que los haya fundamentado.El objetivo de la clasificacin de suelos es de ordenarlos en grupos en base a su granulometra, esto nos facilita la comparacin de sus propiedades entre distintos tipos de suelos.La clasificacin del suelo es de suma importancia para la creacin del modelo geotcnico y el diseo de cimentaciones en un terreno en especfico, debido a que se requiere conocer el tipo de suelo en el lugar a realizar la futura obra de ndole civil.Existen dos mtodos estndar de clasificacin se suelos segn su granulometra que son:Sistema de clasificacin segn SUCS (Sistema Unificado de Clasificacin de Suelos). La clasificacin SUCS se usa para cimentaciones.Sistema de clasificacin segn AASHTO (Asociacin Americana de Funcionarios de Carreteras Estatales y Transporte). La clasificacin AASHTO se usa en vas. Clasificacin de suelos mtodos SUCSEste sistema clasifica los suelos en dos amplias categoras: suelos de grano grueso que son de naturaleza tipo grava y arenosa con menos del 50% pasando la malla 200 y los suelos de grano fino con 50% o ms pasando la malla 200.Para clasificar apropiadamente un suelo utilizando este sistema, deben conocerse lo siguiente: El porcentaje de grava, el porcentaje de arena, el porcentaje de limo y arcilla Los coeficientes de uniformidad y curvatura El lmite lquido e ndice de plasticidad. LIMITES DE ATTERBERGEl sistema unificado de clasificacin de suelos no se concreta a ubicar el material dentro de uno de los grupos enumerados, sino que abarca, adems, una descripcin del mismo, tanto alterado como inalterado. En los suelos gruesos en general, deben proporcionarse los siguientes datos: nombre tpico, porcentajes aproximados de grave y arena, tamao mximo de las partculas, angulosidad y dureza de las mismas, caractersticas de su superficie, nombre local y geolgico y cualquier otra informacin pertinente de acuerdo con la aplicacin ingenieril que se va a hacer del material.En suelos gruesos en estado inalterado, se aadirn datos sobre estratificacin, compacidad, cementacin, condiciones de humedad y caractersticas de drenaje.En suelos finos, se proporcionaran en general, los siguientes datos: nombre tpico, grado y carcter de su plasticidad, cantidad y tamao mximo de las partculas gruesas, color del suelo hmedo, olor, nombre local y geolgico y cualquier otra informacin descriptiva pertinente de acuerdo con la aplicacin que se vaya a hacer del material.Respecto del suelo en estado inalterado, deber agregarse informacin relativa a su estructura, estratificacin consistencia en los estados inalterados y remoldeados, condiciones de humedad y caractersticas de drenaje

Clasificacin de suelos mtodos AASHTOEsta clasificacin Es una de las populares en carreteras y originalmente fue desarrollada por los ilustres geotcnicos Terzaghi y Hogentogler, inspirada en el modelo de Casagrande. Considera la categora de los suelos granulares; gravas, arenas y zahorras; est 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 plsticos o muy plsticos. Tambin 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 graduadoA-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 elico, sin finos limosos o arcillosos o con una pequea cantidad de limo no plstico. Tambin incluyen este grupo, los depsitos fluviales de arena fina mal graduada con pequeas 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 n 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 estn por encima de los lmites fijados para dichos grupos. Por todo esto, este grupo contiene una gran variedad de suelos granulares que estarn 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 n 200 y cuya fraccin que pasa por el tamiz n 40 tiene las caractersticas de los grupos A-4 y A-5, de suelos limosos. En estos subgrupos estn incluidos los suelos compuestos por grava y arena gruesa con contenidos de limo o ndices de plasticidad por encima de las limitaciones del grupo A-1, y los suelos compuestos por arena fina con una proporcin de limo no plstico que excede la limitacin 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 plstica con tienen las caractersticas de los grupos A-6 y A-7.La categora de los suelos limo-arcillosos est compuesta por los grupos A-4, A-5, A-6 y A-7, cuyo comportamiento en explanadas ve de regular a malo. En esta categora los suelos se clasifican en los distintos grupos atendiendo nicamente a su lmite lquido y a su ndice de plasticidad, segn las zonas del siguiente grfico de plasticidad. De esta forma se clasifican tambin los suelos del grupo A-2 en los distintos subgrupos.La clasificacin realizada de esta manera se complementa con el ndice 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 ndice de grupo de obtiene mediante la siguiente expresin:

Siendo:F: % en peso que pasa por el tamiz 200 del material inferior a 75 mm, expresado en nmero entero.LL: Lmite lquidoIP: ndice de plasticidad.Cuando se aplica esta frmula se deber observar las siguientes reglas.Cuando el IG calculado resulte negativo, ser reportado como ceroSe reporta el nmero entero ms cercanoCuando se calcule el IG de los suelos pertenecientes a los subgrupos A-2-6 y A-2-7, deber emplearse solo la porcin de la frmula que contenga el IPEl IG generalmente se muestra entre parntesisdespus del smbolo de grupo. Debido al criterio que define a los subgrupos A-1-a, A-1-b, A-2-4, A-3-5 y al grupo A-3, sus IG = 0, por lo que en la clasificacin usualmente se omite el IG de dichos suelos.Originalmente el IG fue utilizado directamente en el diseo de espesores de pavimentos por medio del Mtodo del Indice de Grupo, pero este enfoque ya ha sido superado por metodologa ms racionales y los valores de ndice de grupo se usan actualmente slo como una gua.

11.- CIMENTACIONES SUPERFICIALES.Las Cimentaciones Superficiales reparten la fuerza que le transmite la estructura a travs de sus elementos de apoyo sobre una superficie de terreno bastante grande que admite esas cargas. Se considera cimentacin 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 as, se harn Cimentaciones Profundas. Debe considerarse como posible que en un mismo solar se encuentren distintos tipos de terreno para una misma edificacin; sto 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 continuacin: Terreno Firme a Profundidad AsequibleCimentacin Continua de Mampostera u Hormign en Masa. Cimentacin Continua de Hormign Armado. Macizos Aislados de Hormign en Masa. Zapatas Aisladas de Hormign Armado (rgidas y flexibles). Terreno Firme a Profundidad MediaCimentacin por pilares y arcos. Cimentacin por pilares y vigas. Terreno Firme a Gran Profundidad(Pero con posiblidad de cimentacin superficial con tensiones bajas) Cimentacin por vigas flotantes de hormign armado. Cimentacin por losa de hormign armado.

12.-PLATEAS DE CIMENTACIN TIPOS USOS.Las Cimentaciones por Losa, tambin conocidas como Cimentaciones por Placa o Plateas de Fundacin, 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 contrapresin del terreno y el empuje del agua subterrnea, y una armadura inferior, debajo de las paredes portantes y pilares, para excluir en lo posible la produccin de flechas desiguales. En casos de terrenos de poca resistencia para cimentacin (inferior a 1 kg/cm2), puede ocurrir que las zapatas de los pilares aislados tiendan a juntarse. La cimentacin por losa es una buena solucin cuando: La construccin posee una superficie pequea en relacin al volumen (rascacielos, depsitos, silos). La base de cimientos calculada resulta tal que la transmisin de carga a 45 representa una profundidad excesiva. El terreno tiene estratificacin desigual y son previsibles asientos irregulares El terreno de asiento es flojo y de gran espesor y los pilotes a colocar seran exageradamente largos.

13.-CIMENTACIONES EN SUELOS ARENOSOS Y CIMENTACIONES EN SUELOS ARCILLOSO.

Suelos Arcillosos: En mecnica de suelos se define como arcilla a las partculas de cualquier sustancia inorgnica menores a 0,02 mm., tamao para el cual empiezan a tener influencia las acciones fisicoqumicas. Los terrenos arcillosos son en principio, los ms peligrosos para cimentar. En ellos se pueden producir grandes asientos en un largo o aun largusimo plazo de tiempo, y es en los que el conocimento de su comportamiento bajo cargas ha progresado ms en los ltimos aos. Experimentalmente se determin que el tiempo de asentamiento de los estratos arcillosos es proporcional al cuadrado de su espesor es decir, que si por ejemplo la fundacin de un edificio descansa sobre un estrato de 2 metros de espesor y el asiento se produce en cuatro aos, esta duracin seria de 16 aos si el espesor fuera de cuatro metros y de 100 aos si el espesor fuera de diez metros. Si el espesor del estrato arcilloso es de muchos metros, hecho que se ha comprobado en algunos edificios famosos como el Duomo de Koenigsberg que 500 aos despues de haber sufrido un cedimiento de 180 cm no ha llegado an a su posicin de equilibrio. Otro edificio conocide que ha sufrido el mismo fenmeno es la clebre Torre de Pisa, que recientemente ha sido consoliadada y reforzada en su cimentacin. En este tipo de terrenos las pruebas de carga son intiles para conocer su comportamiento.Lo que ms influye en la duracin del asentamiento es el contenido de agua del estrato y su permeabilidad, as como la del terreno adyacente, pues si una arcilla con un elevado contenido de agua es sometida a una carga, su asentamiento instantneo es casi nulo, ya que el agua ( que es incomprensible ) es quien soporta la carga. La presin hace que el agua trate de fluir desocupando los huecos que ocupa la arcilla, pero este fluir es lento y dificultado cuanto ms impermeable es el estrato, por lo que se comprende que en terrenos de arcilla muy pura y gran espesor el equilibrio demore muchos aos en ser alcanzado.De lo dicho deducimos que puede cimentarse en terrenos arcillosos, pero cuidando que las cargas estn uniformemente repartidas en la planta del edificio, dando a las bases las dimensiones necesarias para que la carga por unidad de superficie sea la misma

Suelos arenosos: se incluyen en esta categora no solo los terrenos formados por partculas de tamao superior a las partculas de arcilla, sino los que contengan cantidad o porcentajes de arcilla inferior al volumen de huecos que dejan las partculas de mayor tamao, pues su comportamiento ser como un suelo arenoso. La aplicacin de las cargas en estos terrenos produce rpidamente un asiento, que termina cuando se llega a la posicin de equilibrio. Segn las cargas a que estn sometidos, son los asientos que se producen. Estos son inversamente proporcionales al tamao del rido, aumentando con el rido de menor tamao. No pueden darse datos ni resultados prcticos debido a la gran variabilidad de clases de terrenos que pueden presentarse, pero todos ellos son buenos para cimentar. En este tipo de terreno puede realizarse una prueba de carga, sobre la mayor superficie posible para conocer el asiento.

De lo anterior vemos que el comportamiento del suelo es complejo y no se puede manejar con una simple planilla como ocurre con los otros materiales. Toda estructura se divide en dos partes fundamentales, la que est sobre el suelo y la que est debajo del suelo, diferentes y que deben disearse razonamientos diferentes.Cargas admisibles: para el diseo de una cimentacin debemos conocer la capacidad de carga del terreno, esta capacidad se determina generalmente mediante ensayo del suelo. La carga admisible depende de los siguientes elementos:Del tipo de terreno., la construccin en si y su conjunto, de los asientos que se pueda producir, de las dimensiones de la cimentacin, del tiempo de carga en la construccin, de las vibraciones que puedan afectar a la construccin.La carga admisible depende de los asientos, que deben ser compatibles con la capacidad de deformacin de la estructura, o depender unicamente de condiciones de resistencia. En este caso, es el cociente entre la carga de rotura del terreno y el coeficiente de seguridad.Como coeficiente de seguridad es habitual considerar 3 para la combinacin ms desfavorable de las acciones de peso propio, sobrecarga normal de uso y viento; y 2 para la combinacin ms desfavorable de las acciones de peso propio, sobrecargas mximas, viento y sismo.

Asientos admisibles: Los asientos admisibles son los asientos ( totales y diferenciales ) mximos que tolera la estructura, incluyendo entrepisos y tabiques, sin que se produzcan daos, como fisuras, descensos o giros que inutilicen la obra.Definimos como distorsin angular al cociente entre el asentamiento diferencial entre dos columnas vecinas y la distancia entre ejes. Se acepta que si la distorsin es menor a 1/500 no aparecen fisuras en los muros de cierre; que hasta 1/360, se produce slo una ligera fisuracin en los cerramientos; hasta 1/250 no es visible a simple vista; para 1/180 puden aparecer lesiones en la estructuras de hormign armado; y para 1/150 pueden daarse las estructuras metlicas. Las estructuras metlicas admiten,en general, mayores deformaciones que las de hormign, aunque las de hormign armado tienen un mejor comportamiento frente a las deformaciones lentas debido a la fluencia del hormign.Para evitar los asientos diferenciales debe procurarse que la tensin del terreno bajo las zapatas sea la misma. Sin embargo, como el terreno no es de calidad uniforme, hay inevitablemente asientos diferenciales que pueden alcanzar a 2/3 del asiento total. Puede admitirse un asentamiento total entre 2 y 4 cm para estructuras con mampostera, y entre 4 y 7 cm para estructuras con prticos de hormign armado o metlico.El asentamiento total depende, entre otros factores, de:La distribucin de los distintos estratos de suelo y sus espesores, que deterrmina por medio de sondeos.Las caractersticas geotcnicas de cada suelo, en especial el ndice de poros y el coeficiente de compresibilidad, que se conocen por medio de ensayos ( para arcillas ).La distribucin de tensiones y el valor de la tensin mxima.

Efectos de las acciones dinmicas del sismo: La respuesta de una estructura que est sometida a un sismo, depende de las caractersticas dinmicas de la estructura y de las caractersticas del sismo. Estas ltimas dependen de las propiedades dinmicas del terreno de fundacin y la distancia al epicentro. Del tipo de terreno dependen las frecuencias predominantes en las ondas del sismo y la distancia es importante por que las frecuencias ms altas se van atenuando a medida que la distancia al foco es mayor.Es evidente que la naturaleza del terreno tiene una gran importancia en los colapsos de estructuras durante los terremotos. Se ha observado en general, que en suelos firmes. Las construcciones han sufrido menos daos que las estructuras cimentadas en suelos blandos. Pero por otro lado, se han reportado casos en que construcciones situadas en terrenos blandos han sufrido menos daos que otras ubicadas en terrenos firmes. Por ello se recomienda emplear estructuras flexibles en suelos firmes y estructuras rigidas en suelo blando, a pesar de que esto ocasiona problemas de cimentacin para las estructuras rgidas apoyadas en suelo blando. Un factor a considerar es que la correlacin entre el dao y la duracin del sismo es mayor en los suelos blandos.

14.-DINAMICA DE SUELOS.La Dinmica de suelos es una parte de la mecnica de suelos que trata el comportamiento y respuesta del suelo durante la aplicacin rpida de carga, uso de vibraciones para la mejora de propiedades de transmisin de ondas para evaluar las propiedades del terreno.El estudio de la dinmica del suelo muestra que sigue un proceso evolutivo al que son por completo aplicables los conceptos de la sucesin ecolgica. La formacin de un suelo profundo y complejo requiere, en condiciones naturales, largos perodos de tiempo y el mnimo de perturbaciones. Donde las circunstancias ambientales son ms favorables, el desarrollo de un suelo a partir de un sustrato geolgico bruto requiere cientos de aos, que pueden ser millares en climas, topografas y litologas menos favorables.Los procesos que forman el suelo arrancan con la meteorizacin fsica y qumica de la roca bruta. Contina con el primer establecimiento de una biota, en la que frecuentemente ocupan un lugar prominente los lquenes, y el desarrollo de una primera vegetacin. El aporte de materia orgnica pone en marcha la constitucin del edafon. ste est formado por una comunidad de descomponedores, bacterias y hongos sobre todo, y detritvoros, como los colmbolos o los diplpodos, e incluye tambin a las races de las plantas, con sus micorrizas. El sistema as formado recicla los nutrientes que circulan por la cadena trfica. Los suelos evolucionados, profundos, hmedos y permeables suelen contar con las lombrices de tierra, anlidos oligoguetos comedores de suelo, en su edafon, lo que a su vez favorece una mejor mezcla de las fracciones orgnica 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 fcil aplicacin. Poseen propiedades mecnicas e hidrulicas, tiles para ciertos suelos.15.1GEOSINTTICOS Son materiales fabricados a partir de varios tipos de polmeros derivados del petrleo, que mejoran las propiedades mecnicas de los suelos y hacen posible la ejecucin de proyectos de ingeniera civil y geotcnica en difciles condiciones. De igual forma los podemos usar simplemente para proteccin de los suelos.15.1.1BENEFICIOS a) Reduce los costos en la construccin.b) Sirve como barrera contra la erosin de suelos.c) Funcionan como manto drenante, en reemplazo de estratos de material granular.d) Es inerte frente a la mayora de agentes qumicos. e) Refuerza el suelo, mejorando sus cargas ltimas.f) Permite la construccin de taludes de gran inclinacin, inclusive de muros verticales de gran altura.15.1.2FUNCIONES DE LOS GEOSINTTICOS Los Geosintticos se utilizan para satisfacer las siguientes funciones:a. Separacinb. Filtracinc. Drenajed. Refuerzoe. Proteccin