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• angela vicente hidalgo

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UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERIA

ESTRUCTURAS III

CATEDRA: CATEDRATICO:

ING.FERMANDO BOZA CCORA

INTEGRANTES:

NIVEL ACADEMI

CO:

ARTICA ESPINOZA, JAIME D. CANCHUCAJA GUTARRA ROSARIO CORONACION YUPANQUI ELOY GUILLERMO BORJA SAUL OSORIO DIAZ, PERLA PEDRAZA MAIHUA, MAIKEL Y. RAMOS QUISPE, SHARMELLY R.

VIII

HUANCAYO - 2017

INTRODUCCIÓN En el presente trabajo monográfico tiene la finalidad de presentar de manera sintética todas aquellas pautas referente a la mecánica de suelos cuyos subtemas ayudaran a muchos futuros arquitectos en su formación académica y en el buen desempeño de la carrera, ya que se tomó cuatro puntos básicamente centralizados en lo que se refiere al estudio de suelos, que son: Mecánica de Suelos, Clasificación de Suelos, Capacidad Portante, Calidad Y Cimentación de Suelos , encontraremos teorías especificas en dichos temas. En este trabajo se brinda información detallada, definiciones, tablas para un mejor entendimiento, gráficos y fotos para una mejor visualización detallada a lo que se refiere y a donde queremos llegar. Para ello consideramos algunas definiciones como: El suelo consiste en roca suelta descompuesta y desintegrada y que ha sido alterada hasta poder soportar la vida vegetal. De la calidad y resistencia del suelo depende la estabilidad de la estructura, por tanto, conocer su portabilidad y características es importante. La mecánica de suelos es una parte del área de la ingeniería que está dedicada a estudiar las fuerzas o cargas que son establecidas en la superficie terrestre. Capacidad portante en cimentaciones se denomina capacidad portante a la capacidad del terreno para soportar las cargas aplicadas sobre él. Técnicamente la capacidad portante es la máxima presión media de contacto entre la cimentación y el terreno tal que no se produzcan un fallo por cortante del suelo o un asentamiento diferencial excesivo.

LOS ALUMNOS

CAPITULO 1 MECANICA DE SUELOS 1.1 MECANICA DE SUELOS

La mecánica de suelos es una parte del área de la ingeniería que está dedicada a estudiar las fuerzas o cargas que son establecidas en la superficie terrestre. El estudio de mecánica de suelos es el análisis que nos ayuda a conocer cuál es la composición real del subsuelo (arenas, arcillas, rocas). Es de suma importancia evaluar las condiciones en las que se encuentra el área o terreno antes de construir, para saber las características y técnicas que se requieren y así realizar una estructura óptima para tu edificación, evitando hundimientos y cuarteaduras posteriores o durante en la construcción. El método consiste en realizar perforaciones sobre la superficie del terreno para obtener muestras particulares del subsuelo. Con ello se sabe la capacidad de carga del suelo, así como las virtudes o irregularidades que pudiera beneficiar o afectar al Proyecto Arquitectónico.

1.2 IMPORTANCIA DEL ESTUDIO DE LOS SUELOS ANTES DE LA CONSTRUCCION: La falta de un estudio de suelos podría hacer colapsar a un edificio o vivienda. En toda obra de arquitectura o ingeniería moderna, ya sea viviendas o edificios, es necesaria e imprescindible la realización de un estudio de suelos. El Estudio de Mecánica de Suelos, es un documento suscrito por un especialista reconocido y acreditado en mecánica de suelos, a través del cual determina la resistencia del terreno sobre el que se desplantan las edificaciones, mismo que sirve de base para determinar el tipo de cimentación a usar. El Estudio de Suelos o Estudio Geotécnico es parte de la Mecánica de Suelos.

El estudio de suelos permite conocer las propiedades físicas y mecánicas del suelo, y su composición estratigráfica, es decir las capas o estratos de diferentes características que lo componen en profundidad, y por cierta ubicación de napas de agua (freáticas), si las hubiere.

Mes tras mes vemos como las constructoras construyen decenas de casas, edificios y torres residenciales. Según las normas establecidas en el sector, urbanización o residencial donde se construye es que se estima la cantidad total en pisos o las dimensiones que debe tener la estructura. En unas zonas se pueden construir edificios hasta un nivel en específico, 15 pisos por ejemplo. En otras solo se permiten 3, 4 o 5 niveles. Ahora bien, a la hora de construir cualquier edificio de altura es preciso un estudio previo del suelo, y este se hace para garantizar la estabilidad de la misma. Hoy en día las constructoras que diseñan una casa de uno o dos niveles no se preocupan por hacer un estudio previo del suelo donde se construye, ya que al ser una obra de poco peso en comparación con un edificio, y en combinación a que el estudio del suelo es una inversión costosa. Desde el momento en que construimos un edificio de más de tres niveles la Secretaría de Obras Públicas nos exige un estudio previo del sueño donde se construye, para ver si es seguro o si realmente garantiza la estabilidad de la obra. Anteriormente en nuestro país se construía sin tener en cuenta estos detalles, era por eso que veíamos tantos edificios en proceso de descline. La seguridad ante todo. Un edificio de gran altura necesita cimientos profundos, justo donde se encuentra tierra firme. Existen casos en los que el suelo está compuesto por piedras, como coralinas, mármol, granito. En este caso este tipo de suelos es el ideal para construir enormes edificios puesto a que el lecho de piedra garantiza una mayor estabilidad de la obra. 1.3 ASPECTOS QUE SE DEBE CONSIDERAR EN UN ESTUDIO DE SUELOS: Al concebir el proyecto de una edificación, automáticamente entendemos que la misma estará conectada al terreno mediante un sistema “suelo-fundación”, y que será la adecuada

interacción entre el terreno y la cimentación la que garantizará la estabilidad geotécnica y estructural del proyecto. Ahora bien, lo primero que debemos entender, es que el profesional usualmente conocido como “ingeniero de suelos” en realidad debe ser un profesional integral con sólidos conocimientos en geotecnia, geología, hidrología, hidráulica, ambiente, estructuras, cimentaciones e ingeniería de construcción, entre otras; por lo que realmente se le conoce en la práctica como Ingeniero Geotécnico; y el documento que durante muchos años se ha utilizado para “diseñar fundaciones” o como requisito para “tramitar una permisología de construcción” es en realidad un Estudio Geotécnico, y viene a ser uno de los documentos de mayor importancia en la elaboración de proyectos y construcción de obras, y en la coordinación de actividades tales como: el movimiento de tierras, las excavaciones a cielo abierto, diseño y construcción de muros, pantallas y sótanos, construcción de vialidad, pavimentos, cimentaciones, diseño estructural con filosofía sismorresistente, comprender las posibles amenazas de tipo geotécnico, geológicas, hidrológicas y/o hidráulicas y el cómo realizar el diseño de las edificaciones, de forma tal que puedan interactuar en perfecta armonía con su entorno. Basados en lo indicado en los párrafos anteriores vemos lo extenso que puede llegar a ser el contenido de un Informe Geotécnico, por lo que mencionáremos un breve listado de aspectos que debe incluir el Informe Geotécnico típico para desarrollar un proyecto de edificaciones, acotando que según las características del proyecto, estos ítems pueden sufrir importantes variaciones: 1. Introducción: Donde se indique el alcance del Informe Geotécnico y a cual tipo de obra está dirigido. En este punto se recomienda dejar claro el nombre del proyecto para el cual fue elaborado el informe e indicar el ente que lo solicita, con la finalidad de evitar que el mismo pueda ser utilizado para otros fines. 2. Descripción del Proyecto: Donde se indique el uso de la edificación, materiales constructivos (acero, concreto, madera, etc.), orden de magnitud de las cargas consideradas, altura de la edificación, extensión en planta, descripción de características arquitectónicas y estructurales tales como: altura total de la edificación, presencia de sótanos, alturas de entrepiso, entre otras. 3. Objetivos: Se debe indicar el objetivo general del informe y los objetivos específicos que permitirán alcanzarlo. Los objetivos de un Informe Geotécnico para la construcción de una vialidad son totalmente diferentes a los planteados en la construcción de un edificio o una vivienda, porque además la forma en la que se efectúa la investigación geotécnica, tanto en campo como en laboratorio, puede diferir en gran medida. 4. Metodología:

Se compone de los procedimientos utilizados para efectuar la investigación de campo, laboratorio, fuentes de información, procesamiento de datos y métodos de análisis. 5. Ensayos de Campo: Se especifican los procedimientos empleados para realizar la investigación de campo, equipos utilizados, normativa aplicable (ASTM, COVENIN, etc.), número de sondeos efectuados, profundidad de los mismos, cantidad de muestras obtenidas y una breve pero clara justificación de por qué se utilizan tales procedimientos para cumplir con los objetivos planteados en la investigación geotécnica. 6. Ensayos de Laboratorio: El laboratorio juega un papel fundamental en todo proceso de investigación geotécnica. Las muestras obtenidas en campo deben ser procesadas en laboratorio, con la finalidad de obtener parámetros que son utilizados por el ingeniero geotécnico para analizar el comportamiento del terreno y plantear soluciones al sistema «suelo-fundación».

Perforaciones en suelo y rocas

Perforaciones en suelo y rocas

7. Geología: El analizar el contexto geológico en el que se encuentra el proyecto, significa poder comprender la naturaleza de las diferentes amenazas a las que podría estar expuesto el mismo. No se trata de extraer la teoría clásica existente en los libros de geología, sino más bien comprender que un proyecto concebido en una zona del litoral tendrá una amenaza muy diferente al proyecto que sea concebido a piedemonte. Se trata de analizar no sólo la geología regional sino también la local, que muchas veces determina la existencia de amenazas particulares del sitio, tales como: potencial sismicidad localizada o inducida por presencia de algún depósito de agua cercano, fallas geológicas que pueden ocasionar fenómenos de licuación (pérdida súbita de resistencia al cortante de suelos saturados debido al incremento de presiones de poros ocasionado por vibraciones del terreno por acción sísmica), o presencia de suelos colapsables o expansivos cuya aparición se

encuentra determinada por la geología de la zona. 8. Aspectos Sísmicos: Prácticamente todos los códigos de diseño a nivel mundial suministran una clasificación en función de la amenaza sísmica existente en las diferentes regiones del país (nulas, bajas, intermedia y elevada), lo cual permite asignar un coeficiente de aceleración horizontal y vertical del terreno, que al ser multiplicado por la masa sísmica de la edificación nos permite estimar su respuesta y poder así efectuar su diseño estructural. Dentro de este renglón existe un criterio de clasificación universal de suma importancia, que permite estimar la respuesta más realista de la edificación ante un evento sísmico, y se trata de la forma espectral del terreno que depende de la condición geotécnica del sitio (suelos densos o duros Vs suelos duros o compactos). Una forma de caracterizar la forma espectral del terreno, es a través de correlación con ensayos de campo tales como: el ensayo de penetración estándar (SPT), el ensayo de penetración cónica (CPT) o el ensayo de índice de calidad de la roca (RQD). Ahora bien, esto quiere decir que el Informe Geotécnico nos va a permitir estimar la repuesta sísmica real de la edificación, en vista de que vamos a poder identificar el comportamiento esperado del sitio en el que nos vamos apoyar, según los lineamientos fijados por el código de diseño sísmico que aplique en el proyecto. 9. Presencia de Nivel Freático y/o Aguas Subterráneas: Se identifican las profundidades de aguas detectadas en los sondeos, acotando que estos niveles se localizaron en una fecha y condición meteorológica determinada. Esta información será de suma utilidad para el ingeniero geotécnico al momento de emitir recomendaciones de diseño y construcción de los sistemas de fundación, y servirá de alerta a la hora de efectuar excavaciones a cielo abierto y cuáles son las medidas de protección que deben ser acatadas. Esto permitirá identificar posibles patrones de licuación y determinar que tanto pudiese verse afectada la sensibilidad del terreno desde el punto de vista de capacidad portante. 10. Análisis de Resultados de Campo y Laboratorio: En función de los resultados obtenidos en campo y laboratorio, se emite un análisis de tipo cuantitativo y cualitativo que permitirá construir una matriz del comportamiento geotécnico del sitio. 11. Evaluación de la Capacidad Portante del Terreno en función del Sistema de Fundación Seleccionado (Diseño por Resistencia): Se debe dejar claro que el terreno por sí sólo no va a manifestar una capacidad portante admisible determinada, sino que va a depender del tipo de sistema de fundación seleccionado y de la geometría del mismo, es decir, es incorrecto decir: «ese suelo tiene una capacidad portante de 1 kgf/cm2”, lo correcto sería decir: “el terreno manifiesta una capacidad portante de 1 kgf/cm2 para un sistema de fundación diseñado con zapatas de

dimensiones 1.5 m x 1.5 m y para una profundidad de desplante (Df) de 1.8 m”; en vista de que cualquier variación en el tipo de cimentación, geometría, dimensiones en planta y profundidad de desplante determinarán una capacidad portante diferente del sistema “suelo-fundación”. En este punto es importante que el ingeniero geotécnico posea un estimado de las cargas de la edificación, con la finalidad de seleccionar el sistema de fundación más adecuado y pueda además reportar un abanico de posibilidades geométricas y de profundidad para el rango de cargas actuantes. De forma ilustrativa podemos indicar que si el sistema de fundación se compone de zapatas, entonces se deberá elaborar una tabla con diferentes tamaños de zapatas y profundidades de desplante que permita abarcar el rango de cargas actuantes, de forma tal que el ingeniero estructural pueda seleccionar las opciones que mejor se adapten a los requerimientos del proyecto. Bajo el mismo esquema, si se trata de un sistema de fundación con pilotes se deberá disponer de una tabla con diferentes diámetros y longitudes, con la finalidad de seleccionar la mejor solución en función del nivel de carga actuante. 12. Cálculo de Asentamientos Esperados (Diseño por Rigidez): La rigidez infinita no existe en el terreno de fundación, es decir, todos los sistemas de fundación siempre van a sufrir algún nivel de asentamiento, por lo que se hace necesario que se reporte el nivel de asentamiento o deformación esperada del terreno, en función del esfuerzo actuante y la geometría del sistema de fundación seleccionado. La distorsión angular se define como la relación entre el asentamiento diferencial que se origina entre dos apoyos y la distancia que los separa. Si se dispone de información relacionada con la magnitud de los asentamientos esperados y luces promedio del proyecto, se podrán estimar las distorsiones esperadas y se podrán fijar límites máximos de distorsión en función de la arquitectura del proyecto, tipo de acabados y configuración de miembros estructurales. No es lo mismo fijar una distorsión angular máxima para un proyecto donde predominan las fachadas de vidrio que para una edificación donde predomina la mampostería. 13. Conclusiones: Deben ser claras y precisas, sin ambigüedades. Se debe reportar la conclusión de cada aspecto observado en los puntos anteriores; destacando las prohibiciones que apliquen y que puedan estar referidas al uso de un sistema de fundación en particular o una profundidad límite para algún tipo de excavación. Se concluye en función de los aspectos geológicos, geotécnicos, estructurales, sísmicos, hidráulicos, hidrológicos, y cualquier otro que sea determinante en la solución que deba adoptarse en el proyecto. 14. Recomendaciones: De tipo geotécnico y estructural para las diferentes propuestas de cimentación suministradas en el informe, recomendaciones de excavaciones, métodos constructivos, control de deformaciones y distorsión angular, medidas de protección en los procesos constructivos, técnicas para el mejoramiento o estabilización de suelos que puediesen estar

sometidos a algún tipo de amenaza de tipo geológica o geotécnica, tales como presencia de suelos colapsables, licuables o expansivos. En vista de lo amplio que pueden llegar a ser las recomendaciones, se sugiere elaborar renglones para las diferentes especialidades involucradas en el proyecto, de forma tal que el informe geotécnico posea un enfoque totalmente práctico y funcional. 15. Anexos: Es tradición colocar en los anexos: el croquis de ubicación de los sondeos, el perfil probable del terreno, el perfil estratigráfico utilizado en el diseño de las cimentaciones, los registros de campo de los sondeos efectuados, planta tipo de la edificación, las planillas de los ensayos de laboratorio, y cualquier otra información que permita complementar los aspectos reportados en el informe. Si se dispone de un extracto de una publicación donde se indiquen técnicas, sugerencias o consejos para efectuar alguno de los procesos contemplados en el proyecto, entonces ¿por qué no incluirlo también? El informe geotécnico debe ser una guía de ejecución, de la misma forma como lo son los planos de detalles, la memoria descriptiva o incluso el cómputo métrico de obras.

CAPITULO 2 CLASIFICACION DE SUELOS 2.1 CLASIFICACION GENERAL DE SUCS: Fue A. Casagrande quien en 1942 ideo este sistema genérico de clasificación de suelos, diez años mas tarde y vista la gran utilidad de este sistema de ingeniería fue ligeramente modificado por el sistema unificado de clasificación de suelos (sucs). Dicha clasificación se vale de unos símbolos de grupo consistentes en un prefijo que designa la composición del suelo y un sufijo que matiza sus propiedades. 2.1.1

SIMBOLOS DE GRUPO (SUCS)

En función de estos símbolos se pueden establecerse diferentes combinaciones que definen uno y otro tipo de suelo.

2.1.2 TIPOLOGIA DE SUELOS (SUCS)

Como puede deducirse de la anterior tabla, existe una clara distinción entre tres grandes grupos de suelos: a) Suelo de grano grueso(G;S) : formadas por gravas y arenas con menos del 50% de contenido en finos, empleando el tamiz 0.080 UNE b) Suelo de grano fino(M;C): formados por suelos con al menos un 50% de contenido en limos y arcillas. c) Suelos orgánicos(O;Pt): constituidos fundamentalmente por materia orgánica. Son inservibles como terreno de cimentación. 2.2 ANTES DE REALIZAR EL ESTUDIO DE SUELO ES IMPORTANTE: ➢ Topografía ➢ Limpieza de terreno ➢ Estudio de impacto ambiental 2.3 BENEFICIOS DEL ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS: ➢ Disminuye totalmente el riesgo de que su edificación sufra deslaves, grietas y fallas estructurales graves. ➢ Los costos de cimentación se reducen considerablemente ya que son las de mayor inversión de una edificación. ➢ La estructura de tu edificación será más eficiente, liviana y económica.

2.4 QUE SUCEDE SI NO SE REALIZA UN ESTUDIO DE SUELO: Podríamos decir que se trata de la raíz del proceso de la construcción, porque si se desconoce en qué estado se encuentra el suelo donde queremos construir o intervenir nos hace sujetos a elegir una estructura incorrecta que pudiera provocar fracturas o agrietamientos en la edificación. Inclusive estando propensos a derrumbes a causa de deslaves en el suelo. 2.5 SUELOS: El suelo consiste en roca suelta descompuesta y desintegrada y que ha sido alterada hasta poder soportar la vida vegetal. Aunque numerosos factores determinen en última instancia el tipo de suelo que se ha desarrollado lo más importante son las composiciones de la roca madre, clima, la topografía, el tiempo, la actividad de las plantas y los animales.

2.6 COMPONENTES DEL SUELO: Materia Orgánica: procedente de los restos y excrementos de los seres vivos Materia Mineral: está compuesta por granos de cuarzo, arcilla, carbonatos etc.

Aire: es muy importante para el desarrollo de los seres vivos: más del 20% del volumen total del suelo debe estar ocupado por aire.

Agua: el agua que junto con el aire, rellena los huecos que quedan entre las partículas minerales y las orgánicas.

2.7 PRINCIPALES TIPOS DE SUELOS:

De acuerdo con el origen de sus elementos los suelos se dividen en dos amplios grupos: suelo cuyo origen se debe a la descomposición física o química de las rocas o sea los suelos orgánicos y suelos cuyo origen es principalmente orgánicos si en los suelos inorgánicos el producto del intemperismo de las rocas permanece en el sitio donde se formó da origen a un suelo transportado cualquiera que haya sido el agente transportador. En cuanto a los suelos orgánicos ellos se forman casi siempre INSITU. Muchas veces la cantidad de materia orgánica, ya seas en forma de HUMUS. De materia no descompuesta o en su estado de descomposición es tan alta con relación a la cantidad de suelo orgánico a continuación se describe los suelos mas comunes con los nombres generalmente utilizados por el ingeniero civil para su identificación.

a) INSITU: suelo que se forma y se da en el mismo lugar b) GRAVAS: las gravas son acumulaciones sueltas de fragmentos de rocas y que tienen mas de 2 mm de diámetro. dado el origen cuando son acarreadas por las aguas, las gravas sufren desgastes en sus aristas y son por lo tanto redondeadas. c) ARENAS: la arena es el nombre que se le da a los materiales de grandes finos procedentes de la denudación de las rocas o de su trituración artificial y cuyas partículas varían entre 2 mm y 0.5 mm de diámetro. d) DENUDACION: estado de la tierra privada de vegetación. e) PLASTICO: material de origen orgánico susceptible de ser modelado o moldeado en caliente o a presión. f)

LIMOS: los limos son suelos de granos finos con poca o ninguna plasticidad, pudiendo ser limo inorgánico como el producido en canteras o limos orgánicos como el que suele encontrarse en los ríos, en este último caso de características plásticas.

g) ARCILLA: se da el nombre de arcilla a las partículas sólidas con diámetro menor de 0.005 mm y cuya masa tiene la propiedad de volverse plástica al ser mezclada con agua. h) CALICHE.- el termino caliche se aplica a ciertos estratos de suelo cuyos granos se encuentran cementados por carbonatos calcareos. i)

LOES.- los loes son sedimentos eólicos uniformes y cohesivos

j)

DIATOMITA.- las diatomitas o tierras dratomasas son depósitos de polvo silico de color blanco.

k) GUMBO.- es un suelo arcilloso fino, generalmente libre de arena y que parece cera a la vista, es pegajoso muy plástico y esponjoso. Es un material difícil de trabajar. l)

TEPETATE.- es un material pulverulento de color café claro o café oscuro, compuesto de arcilla limo y arena en proporciones variables con semejante que pueden ser la

misma arcilla o el carbonato de calcio.

2.8 CALIDAD DEL SUELO Y TIPOS DE CIMENTACION:

De la calidad y Resistencia del suelo depende la estabilidad de la estructura, por tanto, conocer su portabilidad y características es importante. Se recomienda realizar un estudio geotécnico con el fin de conocer las características y realizar la cimentación más apropiada para así evitar colapsos y mejorar la capacidad sismo resistente de la estructura.

2.8.1 TERRENOS CONSISTENTES O DUROS:

Ideales para la cimentación y presentan una resistencia entre 3 a 30 kg/cm², mantienen un nivel freático optimo, es preciso considerar la composición química del suelo y de las aguas freáticas puesto que determinados componentes pueden resultar agresivos para el hormigón y afectar a su durabilidad y resistencia. Desde un punto de vista constructivo, los suelos se clasifican atendiendo a su integridad y capacidad portante en rocas, barro seco y arcillas, siendo esta clasificación en suelos granulares y suelos finos. BARRO SECO: Es una mezcla de arcilla y arena, que en estado seco permite una buena resistencia. ARCILLAS: Está compuesta por silicatos y en estado posee buena capacidad de carga hasta 3 kg/cm², siempre y cuando no se presente agua ya que la deforma y hace que pierda su resistencia. ROCAS: Especial para cimentaciones siempre y cuando no presente grietas y no las afecten corrientes de agua, su capacidad de carga se encuentra entre 15 a 30 kg/cm². Los suelos coherentes que son susceptibles de soportar con escasa deformación el peso de las edificaciones. Atendiendo al tipo de roca, y de modo orientativo, las tensiones admisibles sobre el terreno en la cota de apoyo de la cimentación se muestran en la tabla siguiente. ✓ SUELOS GRANULARES: Este tipo de suelos está constituido por materiales de origen sedimentario en los que el porcentaje de material fino (limos y arcillas) es inferior al 35% en peso. Los valores de tensión admisible que se consideran para este tipo de suelo se suponen para anchos de cimentación mayores o iguales a 1 m y nivel freático situado a una profundidad mayor al ancho de la cimentación por debajo de ésta.

✓ SUELOS FINOS: Los suelos finos están también constituidos por materiales detríticos, pero en ellos el porcentaje de elementos finos es superior al 35% en peso. Las tensiones admisibles en estos suelos que se muestran en la tabla siguiente son orientativas y cuando sean suelos finos normalmente consolidados y ligeramente sobre consolidados en los que sean de esperar asientos de consolidación, así como en los suelos arcillosos potencialmente expansivos deberán ser objeto de un estudio especial.

2.8.2 TERRENOS INCONSISTENTES: Son aquellos donde no es aconsejable construir pues no presentan las condiciones para cimentaciones pues los terrenos no son firmes. Entre estos se clasifican el fango líquido, tierra vegetal o con material orgánico, limo arenoso, limo pantanoso y arena fina. Por tanto, es necesario que el terreno presente condiciones ideales, como tener un subsuelo constituido por materiales arcillosos y a baja profundidad; en caso contrario se pueden hacer estabilizaciones que mejoren la calidad del mismo y hacer la cimentación más adecuada. 2.9 IDENTIFICACION DEL SUELO O TERRENO: Para la completa identificación de un suelo o terreno el ingeniero necesita saber lo siguiente: -

Tamaño

-

granulometría

-

forma – orientación

-

composición química de las partículas

-

Las fracciones coloidales y sedimentables que contiene.

2.10 CLASIFICACIÓN DE SUELOS BASADOS EN CRITERIOS GRANULOMÉTRICOS: Los límites de tamaño de las partículas que constituyen un suelo, ofrecen un criterio obvio para una clasificación descriptiva del mismo. Tal criterio fue usado en Mecánica de Suelos desde un principio e incluso ante de la etapa moderna de esta ciencia. Originalmente, el suelo se dividía en tres o cuatro fracciones debido a lo engorroso de los procedimientos disponibles de separación por tamaños. Posteriormente, con el advenimiento de la técnica del cribado, fue posible efectuar el trazo de curvas granulométricas, contando con agrupaciones de las partículas del suelo en mayor número de tamaños diferentes. Actualmente se pueden ampliar notablemente las curvas en los tamaños finos, gracias a la aplicación de técnicas de análisis de suspensiones.

Algunas clasificaciones granulométricas de los suelos según su tamaño, son las siguientes: Materia Piedra

CARACTERÍSTICA ---

TAMAÑO mm. Mayor de 70 mm.

Grues

Polvo Limo

Arcilla Ultra arcilla

30 a 70 mm.

Medi

5 a 30

Fin

2a5

Grues

1a

Medi

0.2 a

Fin

0.1 a

Grues

0.05 a

Fin

0.02 a

Grues

0.006 a 0.02

Fin

0.002 a 0.006

Grues

0.0006 a 0.002

Fin

0.0002 a 0.0006

---

0.00002 a 0.0002

A continuación exponemos una descripción aproximada que nos da el diámetro de las partículas desde los más gruesos hasta los más finos:

MATERIA

TAMAÑO

Piedra Bolón

12

Cantos rodados

6 a 12

Grava Arena

2 mm. a 6 pulgadas 0.06 mm a 2

Limo

0.002 mm. a 0.06 mm.

Arcilla

Menores a 0.002 mm.

SIMBOLOGIA DE LOS SUELOS

2.11 CIMENTACIONES: El cimiento es aquella parte de la estructura encargada de transmitir las cargas al terreno. Dado que la resistencia y rigidez del terreno son, salvo raros casos, muy inferiores a las de la estructura, la cimentación posee un área en planta muy superior a la suma de las áreas de todos los soportes y muros de carga, esta puede definirse en general como el conjunto de elementos de cualquier edificación cuya misión es transmitir al terreno las cargas que soporta la estructura. OBJETIVOS DE UNA CIMENTACION -

obtención de asentamientos limitados a cantidades admisibles

-

los asentamientos diferenciales sean mínimos

-

que la estructura se apoye en el estrato apropiado.

-

Elementos encargados de transmitir las cargas al terreno firme.

CLASES DE CIMENTACION SUPERFICIALES: Cuando el estrato está cerca de la estructura de cimentación, el suelo es firme, la excavación es de poco profundidad.

CIMENTACIONES PROFUNDAS: Las cimentaciones profundas se emplean cuando los estratos superiores del terreno no son aptos para soportar una cimentación con zapatas. En general, se considera una cimentación como profunda cuando su extremo inferior sobre el terreno se encuentra a una profundidad superior a ocho veces su anchura o diámetro. Se utiliza cuando se tienen circunstancias especiales: -

Una construcción determinada extensa en el área de asententar

-

Una obra con una carga demasiada grande no pudiendo utilizar ningún sistema de cimentación especial.

-

Que terreno al ocupar no tenga resistencia o características necesarias para soportar construcciones muy extensas o pesadas. Algunos métodos utilizados en cimentaciones profundas son: Pilas y Cilindros. Pilotes.

CAPITULO 3 CALCULO DE CAPACIDAD PORTANTE - ENSAYOS 3.1 CAPACIDAD PORTANTE: CONCEPTOS PRELIMINARES Capacidad portante En cimentaciones se denomina capacidad portante a la capacidad del terreno para soportar las cargas aplicadas sobre él. Técnicamente la capacidad portante es la máxima presión media de contacto entre la cimentación y el terreno tal que no se produzcan un fallo por cortante del suelo o un asentamiento diferencial excesivo. Por tanto la capacidad portante admisible debe estar basada en uno de los siguientes criterios funcionales: Si la función del terreno de cimentación es soportar una determinada tensión independientemente de la deformación, la capacidad portante se denominará carga de hundimiento. Si lo que se busca es un equilibrio entre la tensión aplicada al terreno y la deformación sufrida por éste, deberá calcularse la capacidad portante a partir de criterios de asiento admisible. De manera análoga, la expresión capacidad portante se utiliza en las demás ramas de la ingeniería para referir a la capacidad de una estructura para soportar las cargas aplicadas sobre la misma.

3.2 PARA QUE SIRVE LA CAPACIDAD PORTANTE: Por tanto la capacidad portante admisible debe estar basada en uno de los siguientes criterios funcionales: Si la función del terreno de cimentación

es soportar una determinada tensión

independientemente de la deformación, la capacidad portante se denominará carga de hundimiento. Si lo que se busca es un equilibrio entre la tensión aplicada al terreno y la deformación sufrida por éste, deberá calcularse la capacidad portante a partir de criterios de asiento admisible.

3.3 CAPACIDAD PORTANTE DE LOS SUELOS:

CAPACIDAD DE CARGA LIMITE (qd). Máxima presión que se puede aplicar a la cimentación sin que esta se penetre en el suelo. CAPACIDAD DE CARGA ADMISIBLE (qadm). Es la carga limite dividida entre un factor de seguridad. A este esfuerzo se le llama capacidad portante.

Qadm =q Fs

No debe ser menor a 3 3.4 ENSAYOS: 3.4.1 ENSAYO DE CORTE DIRECTO: El ensayo de corte directo consiste en hacer deslizar una porción de suelo, respecto a otra a lo largo de un plano de falla predeterminado mediante la acción de una fuerza de corte horizontal incrementada, mientras se aplica una carga normal al plano del movimiento.

PRINCIPIO DEL ENSAYO DE CORTE DIRECTO: Los aspectos del corte que nos interesa cubrir pueden dividirse en cuatro categorías: -

Resistencia al corte de un suelo no cohesivo (arenas y gravas) que es prácticamente independiente del tiempo.

-

Resistencia al corte drenado para suelos cohesivos, en que el desplazamiento debe ser muy lento para permitir el drenaje durante el ensayo.

-

Resistencia al corte residual, drenado, para suelos tales como arcillas en las que se refieren desplazamientos muy lentos y deformaciones muy grandes.

-

Resistencia al corte para suelos muy finos bajo condiciones no drenadas en que el corte es aplicado en forma rápida.

ENSAYOS DE RESISTENCIA AL ESFUERZO DE CORTE EN SUELOS Los tipos de ensayos para determinar la resistencia al esfuerzo cortante de los suelos en Laboratorio son: Corte Directo, Compresión Triaxial, Compresión Simple.

Durante muchos años, la prueba directa de resistencia al esfuerzo cortante fue prácticamente la única usada para la determinación de la resistencia de los suelos: hoy, aún cuando conserva interés práctico debido a su simplicidad, ha sido sustituida en buena parte por las pruebas de compresión Triaxial.

CLASIFICACIÓN DE ENSAYOS DE CORTE DIRECTO Ensayos no consolidados – no drenados El corte se inicia antes de consolidar la muestra bajo la carga normal (vertical). Si el suelo es cohesivo, y saturado, se desarrollará exceso de presión de poros. Este ensayo es análogo al ensayo Triaxial no consolidado – drenado.

Ensayo consolidado – no drenado Se aplica la fuerza normal, se observa el movimiento vertical del deformímetro hasta que pare el asentamiento antes de aplicar la fuerza cortante. Este ensayo puede situarse entre los ensayos triaxiales consolidado – no drenado y consolidado – drenado.

Ensayo consolidado – drenado La fuerza normal se aplica, y se demora la aplicación del corte hasta que se haya desarrollado todo el asentamiento; se aplica a continuación la fuerza cortante tan lento como sea posible para evitar el desarrollo de presiones de poros en la muestra. Este ensayo es análogo al ensayo Triaxial consolidado – drenado.

Para suelos no cohesivos, estos tres ensayos dan el mismo resultado, esté la muestra saturada o no, y por supuesto, si la tasa de aplicación del corte no es demasiado rápida. Para materiales cohesivos, los parámetros de suelos están marcadamente influidos por el método de ensayo y por el grado de saturación, y por el hecho de que el material esté normalmente consolidado o sobreconsolidado. Generalmente, se obtienen para suelos sobreconsolidados dos conjuntos de parámetros de resistencia: un conjunto para ensayos hechos con cargas inferiores a la presión de preconsolidación y un segundo juegos para cargas normales mayores que la presión de reconsolidación. Donde se sospeche la presencia de esfuerzo de preconsolidación en un suelo cohesivo sería aconsejable hacer seis o más ensayos para garantizar la obtención de los parámetros adecuados de resistencia al corte

3.4.2

ENSAYO TRIAXIAL: La prueba de ensayo triaxial es uno de los métodos más confiables para determinar los parámetros de la resistencia al cortante. VENTAJAS: -

La muestra no es forzada a inducir la falla sobre una superficie determinada.

-

Consecuentemente, una prueba de compresión puede revelar una superficie débil relacionada a alguna característica natural de la estructura del suelo.

-

Las tensiones aplicadas en pruebas de compresión en laboratorio, son una aproximación de aquellas que ocurren en situ.

-

Las tensiones aplicadas son las tensiones principales y es posible realizar un estrecho control sobre las tensiones y las deformaciones.

-

Las condiciones de drenaje pueden ser controladas y es posible una gran variedad de condiciones de prueba.

LIMITACIONES: -

En algunos casos de arcilla el tamaño de la muestra puede tener importantes efectos sobre la resistencia medida.

-

Se deben confeccionar o tomar muestras de diámetros que representen adecuadamente grietas y discontinuidades en una muestra de suelo.

PASOS:

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Un espécimen cilíndrico de suelo es revestido con una membrana de látex dentro de una cámara a presión.

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La parte superior e inferior de la muestra tiene discos porosos, los cuales se conectan al sistema de drenaje para saturar o drenar el espécimen.

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En estas pruebas se pueden variar las presiones actuantes en tres direcciones ortogonales sobre el espécimen de suelo, efectuando mediciones sobre sus características mecánicas en forma completa.

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Los especímenes usualmente están sujetos a presiones laterales de un líquido, generalmente agua.

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El agua de la cámara puede adquirir cualquier presión deseada por la acción de un compresor comunicado con ella.

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La carga axial se transmite al espécimen por medio de un vástago que atraviesa la parte superior de la cámara.

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La presión que se ejerce con el agua que llena la cámara es hidrostática y produce por lo tanto, esfuerzos principales sobre el espécimen, iguales en todas las direcciones, tanto lateral como axialmente.

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En las bases del espécimen actuará además de la presión del agua, el efecto transmitido por el vástago de la cámara desde el exterior. Es usual llamar σ1 , σ2 y σ3 a los esfuerzos principales mayor, intermedio y mínimo, respectivamente.

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En una prueba de compresión, la presión axial siempre es el esfuerzo principal mayor, σ1

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los esfuerzos intermedios y menor son iguales (σ2 = σ3 ) y son iguales a la presión lateral.

TIPOS DE PRUEBAS TRIAXIALES:

Prueba lenta - Prueba con consolidación y con drenaje (CD): Características: • • • • • • •

Es lento Fácil de hacer Es el más utilizado La velocidad de ensayo no debe permitir presiones de poros superiores a 50% de la presión de confinamiento. Se gasta mucho tiempo para encontrar la resistencia a esfuerzos efectivos para un rango de presiones de consolidación. Se requiere ensayar varias muestras. Los resultados son útiles para estabilidad de taludes en corte.

Preparación del espécimen y montaje inicial: • Listos los tres especímenes, se procede a instalarlos en las celda, se revisa la manguera de ingreso de contrapresión. • Colocar el papel filtro sobre la piedra porosa húmeda y sobre éste espécimen. • Luego de esto colocar la membrana o latex alrededor del espécimen, por seguridad siempre se recomienda el uso de dos membranas y los anillos de jebe, dos en la parte superior y dos en la parte inferior. • Colocar el trípode (antes de hacer esto el piston del tripode estará elevado y ajustado caso contrario en el momento de ser colocado, el piston comprimirá a la muestra). Luego se ajustarán los pernos por igual, el ajuste será moderado, con mucho cuidado se desajustará el pistón y se dejará caer sobre el espécimen el contacto deberá ser apenas, dependiendo de la densidad del material con el que se esté trabajando. • Luego se limpiará los bordes de la base, se colocará la celda (en los bordes de la celda se aplicará una pequeña película de grasa de silicona) se hará giros evitando que haya fricción y hacemos los ajustes correspondientes en la parte superior, el perno estará abierto para liberar vacíos. • Conectar las mangueras de ingreso de contrapresión y presión vertical en la celda. • Adaptar el deformímetro en la parte superior de la celda para controlar la deformación de la muestra.

Prueba rápida – Prueba con consolidación y sin drenaje (CU)

a. el espécimen se consolida primeramente bajo la presión hidrostática; así el esfuerzo llega a ser efectivo, actuando sobre la fase sólida del suelo. b. En seguida, la muestra se lleva a la falla por un rápido incremento de la carga axial, de manera que no se permita cambio de volumen. El hecho esencial de este tipo de prueba es el no permitir ninguna consolidación adicional durante el periodo de falla, de aplicación de la carga axial. c. Esto se logra fácilmente en una cámara de compresión triaxial cerrando la válvula de salida de las piedras porosas a la bureta. d. El ensayo CU (consolidado-no drenado) se realiza generalmente con medición de la presión de poros o neutra con el fin de determinar los parámetros de “C” y “φ” en términos de esfuerzos totales y esfuerzos efectivos.

Prueba rápida - Prueba sin consolidación y sin drenaje (UU)

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En primer lugar, se aplica al espécimen una presión hidrostática y de inmediato, se falla el suelo con la aplicación rápida de la carga axial. Los esfuerzos efectivos en esta prueba no se conocen bien.

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El ensayo UU es usualmente llevado a cabo sobre especímenes de arcilla, enmarcando la realización del ensayo dentro del concepto de resistencia para suelos cohesivos saturados, en donde se expresan los resultados en términos de esfuerzos totales.

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La envolvente de falla para los criterios de Mohr del esfuerzo total se convierte en una línea horizontal, con una condición de φ = 0° (ángulo de fricción) y τf = Cu , siendo Cu la resistencia al cortante no drenada, la cual es igual al radio de los círculos de Mohr.

MAQUINA TRIAXIAL

COMPONENTES: Un equipo triaxial completo requiere diferentes elementos que lleven a cabo la adquisición de datos, aplicación de carga, medición de cambios de volumen, saturación de especímenes, entre otras funciones.

PANEL TRIAXIAL: Es el sistema conformado por válvulas y reguladores mediante los cuales se administra el flujo de aire y agua desaireada entre los equipos para la realización del ensayo triaxial. Cada panel posee 3 válvulas de distribución, reguladores de aire y salidas de medición de presión para 3 presiones

PANEL DE CONTROL

EQUIPO AUTOMÁTICO DE CAMBIO DE VOLUMEN

El equipo de cambio de volumen (aparato) realiza su función comprimiendo un pistón sellado contra un dispositivo de precisión en la cámara de calibración, de tal forma que un movimiento lineal del pistón es exactamente proporcional al cambio de volumen de agua que se da en la cámara de calibración. El pistón está conectado a un medio de medición externo, un transductor de desplazamiento lineal, adecuado para el sistema de adquisición de datos permitiendo que los cambios de volumen de la muestra sean desplegados y registrados directamente en

centímetros

cúbicos.

La unidad está conectada a un panel de control con cambio de volumen y regulador de flujo (by pass valves) usados para medir la saturación y cambios de volumen mayores a 100 cc. Las especificaciones técnicas de este dispositivo son:

DISPOSITIVO DE CAMBIO DE VOLUMEN

PRENSA TRIAXIAL La prensa triaxial consiste en un marco de dos columnas con una viga transversal móvil (marco de carga) y una base que contiene la unidad de empuje mecánico, el motor eléctrico, los componentes electrónicos y los controles. La acción de carga es realizada por un motor (stepper motor) de alta resolución. La unidad de sincronización que maneja el motor es controlada por un microprocesador. Mediante este microprocesador es posible obtener un desplazamiento predeterminado de la unidad de carga (empuje), constante durante el ensayo, cualquiera que sea la fuerza de resistencia.

La velocidad y la dirección se preestablecen a través de controles localizados en el panel frontal. Las especificaciones técnicas de este dispositivo se encuentran a continuación:

BLADER: El blader es el encargado de transferir la presión del aire al agua, de forma inmediata, evitando que el aire comience a disolverse. La presión máxima de funcionamiento del blader es de 1000 kPa. CAMARA TRAXIAL: Está conformada por una cámara de bandas de metacrilato que permiten una presión máxima de funcionamiento de 2000 KPa, una base con cinco conexiones, de las cuales dos son para presión de poro, dos para contrapresión y una para presión de cámara. A su vez cuenta con un pistón de carga instalado mediante un sistema de baja fricción. Es en la cámara triaxial en donde se somete al espécimen a las condiciones específicas de esfuerzos de los ensayos. TRANSDUCTORES: Se encargan de transformar una señal eléctrica en una magnitud física, la cual, en este caso, es enviada al dataloger para así poder registrar tanto las presiones a las que está sometido el espécimen como las deformaciones que sufre durante el ensayo.

DATALOGER: El DATALOG, es una nueva serie de los Universal Data Loggers, con 8 canales de microprocesamiento para la adquisición de datos provenientes de las señales eléctricas de los transductores. -

Por medio del Datalog se pueden realizar dos tipos de calibración:

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Calibración lineal

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Calibración polinomial

EQUIPO SECUNDARIO:

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Bomba de vacío: se emplea para llenar el tanque de almacenamiento de agua destilada así como para eliminar el aire, tanto el del tanque como el que se encuentra disuelto en el agua.

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Compresor: este suministra aire a presión al sistema.

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Depósito auxiliar de aire: como su nombre lo indica, almacena aire a presión. Su capacidad es de 50 L y soporta una presión máxima de 14.5 bar.

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Tanque de almacenamiento de agua destilada.

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Manómetro digital de presión.

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Buretas de cambio de volumen.

TECNICAS Y RECONOCIMIENTOS EN UN ESTUDIO DE SUELOS •

Catas o pozos: Permiten observación directa del terreno. Se lo debe realizar cuando:

•

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Ø Profundidad < 4m.

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Ø Ausencia de nivel freático.

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Ø Terrenos cohesivos.

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Ø Se la extrae en un sitio donde no afecte a la futura construcción

Sondeos manuales o mecánicos. Son perforaciones de pequeño diámetro que permiten conocer la naturaleza y localización de las diferentes capas del terreno. Se clasifican en: -

Sondeos manuales. Similares a la barra helicoidal.

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Sondeos mecánicos.

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Ø Helicoidales. Se usa en suelos blandos a presión.

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Ø Sondeos mecánicos a percusión y rotación. El mecánico a percusión es a golpe e identifica suelos granulares

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Pruebas de penetración estática o dinámica. Se los hace con energía de impacto normalizada. La prueba dinámica se hace una correlación con la de SPT, mientras que la estática se lo hace a presión.

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Métodos geofísicos. Se los utiliza para cubrir grandes áreas, y se sirven de los sondeos mecánicos para equipolar propiedades de los suelos. Son del tipo: Eléctricos verticales, sísmica de refracción, y gravimétrica.

•

Pruebas in situ. Tenemos varios ensayos que se pueden realizar en el campo como son: ensayo de carga con placa, ensayo de carga en suelos blandos, ensayos en prototipos de cimentaciones, permeabilidad y varios que se puedan realizar en el interior de las catas. CLASIFICACION DE LAS MUESTRAS. Se pueden clasificar a las muestras extraídas por cualquiera de los métodos indicados anteriormente en:

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Muestras alteradas (MA). Se las colocan en sacos y no tienen forma definida también se las conoce a muestras parafinadas o terrones parafinados (TP).

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Muestras inalteradas (MI – MB – MH).

CATEGORIA DE LAS MUESTRAS. A éstas se las puede clasificar en categoría de entre ellas tenemos: CATEGORIA A. Mantienen inalteradas sus propiedades tales como: estructura, densidad, humedad, granulometría, plasticidad y componentes químicos. CATEGORIA B. Mantienen inalteradas las siguientes propiedades: humedad, granulometría, plasticidad, y componentes químicos. CATEGORIA C. Son todas aquellas que no cumplen las especificaciones de categoría B.

PLANIFICACION DE LOS ENSAYOS DE LABORATORIO.

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IDENTIFICACION: Granulometría, Químicos y Límites de Atterberg (Lr=solo arcillas expansivas) No existen limos de alta plasticidad a estos se les llama suelos orgánicos.

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ESTADO NATURAL: Humedad y peso específico.

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RESISTENCIA: Resistencia, deformación. Compresión simple para arcillas. Edométrico arcillas blandas expansivas (lo peligrosos es en arcillas no saturadas porque cuando están saturadas ya no se hinchan). Permeabilidad para suelos granulares (en excavaciones bajo nivel freático).

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MUESTRAS DE AGUA. Ataque del agua al hormigón y posibles soluciones.

PERFIL ESTATIGRAFICO: Debe incluirse la información del Perfil del Suelo indicada en la Sección 2.4.1.e, así como las muestras obtenidas y los resultados de los ensayos “in situ”. Se sugiere incluir los símbolos gráficos indicados en la Figura N° 2.4.2.b.

CAPITULO 4 NORMATIVIDAD 4.1 USO DE LA NORMA E.030: ESTUDIO DE SITIO: Son estudios similares a los de microzonificacion, aunque no necesariamente en toda su extension. Estos estudios estan limitados al lugar del proyecto y suministran informacion sobre la posible modificacion de las acciones sismicas y otros fenomenos naturales por las condiciones locales. Su objetivo principal es determinar los parametros de diseño. CONDICIONES GEOTECNICAS: Para los efectos de esta norma, los perfiles de suelo se clasifican tomando en cuenta las propiedades mecánicas del suelo, el espesor de estrato, periodo fundamental de vibración y la velocidad de propagación de las ondas de corte. Los tipos de perfiles de suelo son cuatro.

•

PERFIL TIPO S1: ROCAS O SUELOS MUY RIGIDOS.

A este tipo correspondes las rocas y suelos muy rigidos con velocidades de propagacion de onda de corte similar al de una roca, en lo que el periodo fundamental para vibraciones de baja amplitud no excede de 0,25 s incluyendose los casos en los que se cimienta sobre: Roca sana o parcialmente alterada, con una resistencia a la comprecion no confinada mayor o igual que 500 kpa ( 50 kg/cm2). -

Grava arenosa

-

Estrato de no mas de 20m de material cohesivo muy rigido, con una resistencia al corte en condiciones no drenadas superior a 100kpa(1kg/cm2), sobre roca u otro material con la velocida de onda de corte similar al de4 una roca.

-

Estrato de no mas d 20m de arena muy densa con N menor a 30 sobr roca u otro material con la velosidad de onda de corte similar al de una roca.

•

PERFIL TIPO S2: SUELOS INTERMEDIOS.

Se clasifican como de este tipo los sitios con caracteristicas intermedias entre las

indicadas para los perfiles s1_s3.

•

PERFIL TIPO S3 : SUELOS FLEXIBLES O CON ESTRATO DE GRAN ESPESOR

Corresponden a este tipo los suelos flexibles o estratos de gran espesor en lo que el periodo fundamental, para vibraciones de baja mamplitud. Es mayor 0,6 incluyendose los casos en los que el espesor del estrato de suelo excede los valores siguientes

•

PERFIL S4 CONDICIONES EXCEPCIONALES

A este tipo corresponden los suelos excepcionalmente flexibles y los sitios donde las condiciones geologicas y/o topograficas son particularmente desfavorables. Debera de considerarse el tipo de perfil que mejor describa las condicones locales, utilizandose l correspondientes valores t y del factor de amplificacion del suelo s, en sitios donde las propiedades del suelo sean poco conocidas se podran usar los valores correspondientes al perfil tipo s3 solo era necesario considerar un perfil tipo s4 cuando los estudios geotecnicos asi lo determinen.

COMENTARIO DE ANALISIS: -

El territorio nacional se considera dividido en 4 zonas. Se basa en la distribución espacial de la sismicidad observada, a cada zona se le asigna un factor Z. este factor se interpreta como la aceleración máxima del terreno con una probabilidad de 10% .

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Los perfiles de suelo se clasifican tomando en cuenta las propiedades mecánicas del suelo el espesor del estrato, el periodo fundamental de vibración y las velocidades de propagación de las ondas de corte.

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Los tipos de perfiles se clasifican en rocas y suelos muy rígidos, suelos intermedios, suelos flexibles o con estratos de gran espesor, condiciones excepcionales.

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Debemos realizar un estudio de mecánica de suelos en el terreno que se desea construir para poder plantear el tipo de cimentación.

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Contar con mano de obra calificada para realizar la construcción del proyecto.

4.2 USO DE LA NORMA E.050: OBLIGATORIEDAD DE LOS ESTUDIOS: Es 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 clínicas, estadios, cárceles, auditorios, templos, salas de espectáculos, museos, centrales telefónicas, estaciones de radio y televisión, estaciones de bomberos, archivos y registros públicos, centrales de generación de electricidad, sub-estaciones eléctricas, silos, tanques de agua y reservorios.

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Cualquier edificación no mencionada en a) de uno a tres pisos, que ocupen individual o conjuntamente más de 500 m2 de área techada en planta.

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Cualquier edificación no mencionada en a) de cuatro o más pisos de altura, cualquiera que sea su área.

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Edificaciones industriales, fábricas, talleres o similares.

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Edificaciones especiales cuya falla, además del propio colapso, represente peligros adicionales importantes, tales como: reactores atómicos, grandes hornos, depósitos de materiales inflamables, corrosivos o combustibles, paneles de publicidad de grandes dimensiones y otros de similar riesgo.

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Cualquier edificación que requiera el uso de pilotes, pilares o plateas de fundación.

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Cualquier edificación 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 esta Sección, el informe del EMS correspondiente deberá ser firmado por un Profesional Responsable (PR)∗. Casos donde no existe obligatoriedad: Sólo en caso de lugares con condiciones de cimentación conocida, debidas a depósitos de suelos uniformes tanto vertical como horizontalmente, sin problemas especiales, con áreas techadas en planta menores que 500 m2 y altura menor de cuatro pisos, podrán asumirse valores de la Presión Admisible del Suelo, profundidad de cimentación y cualquier otra consideración concerniente a la Mecánica de Suelos, las mismas que deberán figurar en un recuadro en el plano de cimentación con la firma del PR que efectuó la estimación, quedando bajo su responsabilidad la información proporcionada. La estimación efectuada deberá basarse en no menos de 3 puntos de investigación hasta la profundidad mínima “p” indicada en la Sección 2.3.2.c. El PR no podrá delegar a terceros dicha responsabilidad. En caso que la estimación indique la necesidad de usar cimentación especial, profunda o por platea, se deberá efectuar un EMS. ESTUDIOS DE MECÁNICA DE SUELOS (EMS) Son aquellos que cumplen con la presente Norma, que están basados en el metrado de cargas estimado para la estructura y que cumplen los requisitos para el Programa de Investigación descrito en la Sección 2.3.

ALCANCE DEL EMS La información del EMS es válida solamente para el área y tipo de obra indicadas en el informe. Los resultados e investigaciones de campo y laboratorio, así como el análisis, conclusiones y recomendaciones del EMS, sólo se aplicarán al terreno y edificaciones comprendidas en el mismo. No podrán emplearse en otros terrenos, para otras edificaciones, o para otro tipo de obra.

RESPONSABILIDAD PROFESIONAL POR EL EMS Todo EMS deberá ser firmado por el PR, que por lo mismo asume la responsabilidad del contenido y de las conclusiones del informe. El PR no podrá delegar a terceros dicha responsabilidad.

RESPONSABILIDAD POR APLICACIÓN DE LA NORMA Las entidades encargadas de otorgar la ejecución de las obras y la Licencia de Construcción son las responsables de hacer cumplir esta Norma. Dichas entidades no autorizarán la ejecución de las obras, si el proyecto no cuenta con un EMS, para el área y tipo de obra específico.

RESPONSABILIDAD DEL SOLICITANTE Proporcionar la información indicada en la Sección 2.1 y garantizar el libre acceso al terreno para efectuar la investigación del campo.

ENSAYOS:

TABLA N° 2.2.5 ENSAYOS DE LABORATORIO ENSAYO NORMA APLICABLE Contenido de Humedad NTP 339.127 (ASTM D2216) Análisis Granulométrico NTP 339.128 (ASTM D422) Límite Líquido y Límite Plástico NTP 339.129 (ASTM D4318) Peso Específico Relativo de Sólidos NTP 339.131 (ASTM D854) Clasificación Unificada de Suelos (SUCS) NTP 339.134 (ASTM D2487) Densidad Relativa * NTP 339.137 (ASTM D4253) NTP 339.138 (ASTM D4254)

Peso volumétrico de suelo cohesivo Límite de Contracción Ensayo de Compactación Proctor Modificado Descripción Visual-Manual Contenido de Sales Solubles Totales en Suelos y Agua Subterránea Consolidación Unidimensional Colapsibilidad Potencial Compresión Triaxial no Consolidado no Drenado Compresión Triaxial Consolidado no Drenado Compresión no Confinada Expansión o Asentamiento Potencial Unidimensional de Suelos Cohesivos Corte Directo Contenido de Cloruros Solubles en Suelos y Agua Subterránea Contenido de Sulfatos Solubles Agua Subterránea

en

NTP 339.139 (BS 1377) NTP 339.140 (ASTM D427) NTP 339.141 (ASTM D1557) NTP 339.150 (ASTM D2488) NTP 339.152 (BS 1377) NTP 339.154 (ASTM D2435) NTP 339.163 (ASTM D5333) NTP 339.164 (ASTM D2850) NTP 339.166 (ASTM D4767) NTP 339.167 (ASTM D2166) NTP 339.170 (ASTM D4546) NTP 339.171 (ASTM D3080) NTP 339.177 (AASHTO T291)

Suelos y NTP 339.178 T290)

(AASHTO

CAPITULO 6 EJEMPLOS DE ENSAYOS REALIZADOS

CONCLUSIONES

Concluimos este trabajo monográfico haciendo mención de que el estudio de suelos es muy importante en la elaboración de proyectos ya que nos ayuda a prevenir desastres futuros en la edificación como colapsos, etc.

En consecuencia, las condiciones del suelo como

elemento de sustentación y construcción y las del cimiento como dispositivo de transición entre aquel y la estructura, han de ser siempre observadas, aunque esto se haga en proyectos pequeños fundados sobre suelos normales a la vista de datos estadísticos y experiencias locales, y en proyectos de mediana a gran importancia o en suelos dudosos, infaliblemente, al través de una correcta investigación de mecánica de suelos. Para ello dependerá mucho del profesional responsable y de su ética profesional para llevas a cabo todos los requisitos que se necesitan para los ensayos de suelo

BIBLIOGRAFÍA - Mecánica de suelos Tomo I (Juárez Badillo y Rico Reyes ED. Limusa) - Mecánica de suelos y cimentación (Crespo Villalaz ED. Limusa) - Mecánica de suelos (LAMBE, TW y R WITMAN ED. Limusa) - Mecánica de suelos y cimentación (Feazagui, K y R) - Sucs - RNE norma e.050

WEBGRAFIA: -

https://es.wikipedia.org/wiki/Mec%C3%A1nica_de_suelos

-

http://www.arqhys.com/arquitectura/mecanica-suelos.html

-

https://civilgeeks.com/categor%C3%ADa/mecanica-de-suelos/

-

http://www.udc.gal/dep/dtcon/estructuras/ETSAC/Profesores/valcarcel/M aterMRHE-0809/1a-Mecanica%20Suelo.pdf

-

http://delegacion.caminos.upm.es/apuntes/ICCP/4_cuarto/Geotecnia/ME CANICA_DEL_SUELO-1.pdf

-

http://www.fic.umich.mx/fic/documentos/Manual%20de%20Mecanica%20 de%20Suelos%20I%20(7o%20Semestre)%20.pdf