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PROCEDIMIENTOS CONSTRUCTIVOS II

Capitulo 11

NORMA TÉCNICA E.050

SUELOS Y CIMENTACIONES CAPÍTULO 6

Cimentaciones Especiales

PROBLEMAS ESPECIALES EN CIMENTACION 1)SUELOS COLAPSABLES 2)ATAQUE QUIMICO A LAS CIMENTACIONES

3)SUELOS EXPANSIVOS 4)LICUEFACCION DE SUELOS

5)CALZADURAS

6.1 SUELOS COLAPSABLES Son suelos que cambian violentamente de volumen por la acción combinada o individual de las siguientes acciones: a) Al ser sometidos a un incremento de carga o b) Al humedecerse o saturarse

6.1 SUELOS COLAPSABLES 6.1.1 Obligatoriedad de los Estudios En los lugares donde se conozca o sea evidente la ocurrencia de hundimientos debido a la existencia de suelos colapsables, el PR deberá incluir en su EMS un análisis basado en la determinación de la plasticidad del suelo NTP 339.129:1999, del ensayo para determinar el peso volumétrico NTP 339.139:1999, y del ensayo de humedad NTP 339.127:1998, con la finalidad de evaluar el potencial de colapso del suelo en función del Límite Liquido (LL) y del peso volumétrico seco ( d). La relación entre los colapsables y no colapsables y los parámetros antes indicados se muestra en la figura siguiente:

6.1 SUELOS COLAPSABLES 6.1.2 Evaluación del Índice de Colapso

Cuando el PR encuentre evidencias de la existencia de suelos colapsables deberá sustentar su evaluación mediante los resultados del ensayo NTP 339.163:2001. Las muestras utilizadas para la evaluación de colapso deberán ser obtenidas de pozos a cielo abierto, en condición inalterada, preferentemente del tipo Mib. El Índice de Colapso (IC) se define mediante la siguiente expresión:

6.1.3 Cimentaciones en áreas de suelos colapsables. Las cimentaciones construidas sobre suelos que colapsan (Ic > 6) están sometidas a grandes fuerzas causadas por el hundimiento violento del suelo, el cual provoca asentamiento, agrietamiento y ruptura, de la cimentación y de la estructura. Por lo tanto, no está permitido cimentar directamente sobre suelos colapsables. La cimentación y los pisos deberán apoyarse sobre suelos no colapsables. Los pisos no deberán apoyarse directamente sobre suelos colapsables. 6.1.4 Reemplazo de un suelo colapsable

Cuando se encuentren suelos que presentan colapso moderado y a juicio del PR, poco profundos, éstos serán retirados en su totalidad antes de iniciar las obras de construcción y serán reemplazados por Rellenos Controlados compactados adecuadamente de acuerdo al numeral 4.4.1. Rellenos controlados o de ingeniería de la presente Norma.

ATAQUE QUÍMICO SUBTERRÁNEAS

POR

SUELOS

Y

AGUAS

6.2.1 Generalidades Las aguas químico subterráneas son más agresivas que los suelos al estado seco; sin embargo el humedecimiento de un suelo seco por riego, filtraciones de agua de lluvia, fugas de conductos de agua o cualquier otra causa, puede activar a las sales solubles. Esta Norma sólo considera el ataque externo por suelos y aguas subterráneas y no toma en cuenta ningún otro tipo de agresión. ….VER MAS EN LA NORMA

SUELOS EXPANSIVOS Son suelos cohesivos con bajo grado de saturación que aumentan de volumen al humedecerse o saturarse. 6.3.1 Obligatoriedad de los Estudios En las zonas en las que se encuentren suelos cohesivos con bajo grado de saturación y plasticidad alta (LL 50), el PR deberá incluir en su EMS un análisis basado en la determinación de la plasticidad del suelo NTP 339.129:1999 y ensayos de granulometría por sedimentación NTP 339.128:1999 con la finalidad de evaluar el potencial de expansión del suelo cohesivo en función del porcentaje de partículas menores a 2 m, del índice de plasticidad (IP) y de la actividad (A) de la arcilla. La relación entre la Expansión Potencial (Ep) y los parámetros antes indicados se muestra en la figura siguiente: ….VER MAS EN LA NORMA

LICUACIÓN O LICUEFACCIÓN DE SUELOS 6.4.1 Generalidades En suelos granulares y en algunos suelos granulares con finos cohesivos ubicados bajo la Napa Freática, las solicitaciones sísmicas pueden originar el fenómeno denominado Licuación, el cual consiste en la pérdida momentánea de la resistencia al corte del suelo, como consecuencia del incremento de la presión de poros que se genera en el agua contenida en sus vacíos y originada por la vibración que produce el sismo. Esta pérdida de resistencia al corte genera la ocurrencia de fallas por los grandes asentamientos en las obras sobreyacentes y por el desplazamiento lateral de taludes y terraplenes.

LICUACIÓN O LICUEFACCIÓN DE SUELOS 6.4.1 Generalidades Para que un suelo granular sea susceptible de licuar durante un sismo, debe presentar simultáneamente las características siguientes: • Debe estar constituido por arena fina, arena limosa, arena arcillosa, limo arenoso no plástico o grava empacada en una matriz constituida por alguno de los materiales anteriores. • Debe encontrarse sumergido. En estos casos el PR deberá incluir en su EMS un análisis determinístico y probabilístico del Potencial de Licuación de la zona, (Ver 6.4.3) e indicar la probabilidad de ocurrencia o no del fenómeno de Licuación .Ver mas en la norma

SOSTENIMIENTO DE EXCAVACIONES-Calzaduras 6.5.1 Generalidades Las excavaciones verticales de más de 2,00 metros de profundidad requeridas para alcanzar los niveles de los sótanos y sus cimentaciones, no deben permanecer sin sostenimiento, salvo que el estudio realizado por el PR determine que no es necesario efectuar obras de sostenimiento. Los materiales procedentes de la excavación deberán ser colocados a una distancia no menor de 3,50 metros del borde de la excavación. El tipo de obra de sostenimiento, su diseño y construcción son responsabilidad del constructor de la obra. …VER MAS EN LA NORMA

SUELOS COLAPSABLES • Definición: Generalmente son suelos de origen eólico, cuya estructura está ligeramente cementada por sales acarreadas por la brisa marina, con lo cual adquieren una resistencia aparente. Son suelos en estado meta estable, que generalmente presentan en áreas desérticas. .

En la actualidad se incluyen en este grupo de suelos a aquellos fuertemente cementados por sales solubles,que sufren grandes asentamientos por la lixiviación de dichos materiales. Dr. ZENÓN AGUILAR BARDALES

LOCALIZACIÓN DE LOS SUELOS COLAPSABLES • Estos se sencuentran en las regionesáridas y semiáridas. Los depósitos eólico coluviales, s, pueden ser residuales, tufos volcánicos colapsables. • En Lima, se han encontrado estos tipos de suelos en la ciudadela Antonia Moreno de Cáceres. En otros departamentos a nivel Nacional: • Arequipa, Majes, Moquegua. Dr. ZENÓN AGUILAR BARDALES

EVALUACIÓN DEL POTENCIAL DE COLAPSO

• En Campo: – Ensayo de Carga Directa con Saturación

• En el Laboratorio: – Ensayo de Colapso Dr. ZENÓN AGUILAR BARDALES

DESLIZAMIENTO PRODUCIDO POR EL COLAPSO DEL MATERIAL GRAVOSO EN LA JOYA (FERNANDEZ, E. 1996)

Dr. ZENÓN AGUILAR BARDALES

EVALUACION DEL COLAPSO IN-SITU CON PRUEBA DE CARGA SATURADA

Dr. ZENÓN AGUILAR BARDALES CENTRO PERUANO JAPONÉS DE INVESTIGACIONES SÍSMICAS Y MITIGACIÓN DE DESASTRES - CISMID

ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN • Generación del Colapso por Saturación

• Impermeabilización de suelos. • Evitar la construcción de jardines, diseñando jardineras. • Estabilización del terreno mediante procesos físicos o químicos. Dr. ZENÓN AGUILAR BARDALES CENTRO PERUANO JAPONÉS DE INVESTIGACIONES SÍSMICAS Y MITIGACIÓN DE DESASTRES - CISMID

ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN • Compactación Dinámica. • Técnicas de vibrosustitución con gravas. • Inyecciones de impregnación, compactación, etc. • Técnicas de vibración por explosivos. Dr. ZENÓN AGUILAR BARDALES CENTRO PERUANO JAPONÉS DE INVESTIGACIONES SÍSMICAS Y MITIGACIÓN DE DESASTRES - CISMID

de

Dr. ZENÓN AGUILAR BARDALES

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LUCUACION DE SUEL0S GENERALIDADES La licuefacción de suelos es un fenómeno (físico-quimico) en el cual los terrenos, a causa de saturación de agua y particularmente en sedimentos recientes como arena o grava, pierden su firmeza y fluyen como resultado de los esfuerzos provocados en ellos debido a los terremotos. La licuefacción es una causa mayor de destrucción relacionada con terremotos (más aún que por la acción directa de las ondas sobre los edificios). En otras palabras, la licuefacción es capaz de desplazar, hundir o incluso volcar infraestructura, sean casas, edificios u otros. Como es de esperarse, la infraestructura de regiones costeras es la que más peligro corre y, por tanto, toda obra construida en estas zonas debe contar con estudios previos y detallados que caractericen el tipo de suelo que presenta el sitio. Una buena parte de los daños observados en Japón después del gran terremoto del 2011 fueron causados por licuefacción de suelos. (UNIVERSIDAD DE COSTA RICA- RSN)

LUCUACION DE SUEL0S DEFININION licuación es su término correcto de suelo describe el comportamiento de suelos que, estando sujetos a la acción de una fuerza externa (carga), en ciertas circunstancias pasan de un estado sólido a un estado líquido, o adquieren la consistencia de un líquido pesado.

Durante el proceso en que actúa la fuerza exterior, por lo general una fuerza cíclica sin drenaje, tal como una carga sísmica, las arenas sueltas tienden a disminuir su volumen, lo cual produce un aumento en la presión de agua en los poros y por lo tanto disminuye la tensión de corte, originando una reducción de la tensión efectiva. (Wikipedia)

LUCUACION DE SUEL0S De modo general, las propiedades que caracterizan a los suelos licuoables (González de Vallejo, 2002) son las siguientes:

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Grado de saturación del 100%. Diámetro medio D50 entre 0,05 y 1,0mm. Coeficiente de uniformidad Cu=D60/D10