CLASES CIMENTACIONES

CURSO

CIMENTACIONES

Profesor

Dr. Ing. Arnaldo Carrillo Gil

CURSO : CIMENTACIONES PROFESOR: Dr. Ing. Arnaldo Carrillo Gil Cdigo rea Acadmica Crditos OBJETIVOEl estudio de las cimentaciones apoyadas en los suelos del Per y la aplicacin de los conceptos tericos de la Mecnica de Suelos llevados en los cursos bsicos, hacen de este curso de especialidad indispensable para la formacin integral del ingeniero civil en el diseo y construccin de las cimentaciones en las diferentes regiones del pas donde se presentan condiciones especiales de comportamiento esttico y dinmico, deformaciones por infiltracin de agua en suelos granulares y cohesivos, as como estabilidad de taludes y mejoramiento del terreno con sistemas de aplicacin moderna.

: IC0804 : Geotecnia : 03

PARMETROS DEL CURSOCONTROL DEL APREDIZAJEEl Examen Parcial de tipo convencional consiste en diez preguntas de tipo conceptual (10 puntos)y un problema prctico sobre la cimentacin de una obra de ingeniera sobre los suelos especiales del Per (10 puntos). El Examen Final es la entrega del Informe Final del Trabajo de Investigacin desarrollado durante el semestre, al que se suman las evaluaciones personales durante las exposiciones y avances de la investigacin, traduccin de trabajos tcnicos y reportes de visitas al campo y asistencia a conferencias especializadas. Se tomarn un mnimo de cinco prcticas escritas, dejando la posibilidad de que el estudiante pueda faltar o anular una, por lo que el promedio final de prcticas se efectuar sobre cuatro notas vlidas. Durante el semestre se desarrollarn trabajos individuales o en grupo, considerndose en todos los casos la evaluacin individual de cada estudiante.

PRESENTACIN DE INFORMESEl texto traducido al espaol del contenido completo de la lectura asignada a cada alumno, deber ser entregado incluyendo los diagramas, grficos, tablas y dibujos que contenga el texto, todo en espaol debidamente ordenado. As mismo entregar la copia de la informacin proporcionada, anotaciones y borradores elaborados de su traduccin, as como una versin digital en CD o disquete que contenga todo lo indicado. Este disquete o CD deber ser revisado por un software antivirus reciente previamente a su entrega. El formato del texto en espaol deber ser presentado con el tipo de letra ARIAL 12, teniendo como mrgenes de pagina: superior 3.50, inferior 2.00, izquierdo 3.00 y derecho 2.00. No es necesario colocar encabezado al texto. Para la numeracin de las pginas deber ser centrado al pie de pgina, sin afectar al margen inferior sealado. Las entregas se efectuaran de acuerdo al calendario acordado en clase en cada semestre.

TALLER DE CIMENTACIONESSe desarrollar el tema de la investigacin propuesta para el semestre, que comprende la recoleccin de informacin en Internet, en las instituciones involucradas y bibliotecas especializadas de universidades o instituciones acadmicas. Para ello los alumnos debern visitar los Portales WEB de acuerdo al tema tratado en cada Semestre, haciendo uso del sistema de cmputo de la universidad. Adicionalmente los estudiantes desarrollarn por etapas, el manejo de Programas de Cmputo especializados y el modelaje geotcnico para su aplicacin al clculo correspondiente. Toda la informacin obtenida deber ser revisada y procesada, para presentar el Informe Final, las paginas de este informe tendrn el mismo formato de texto antes indicado, as como una versin digital del mismo en disquete o CD para ser entregado el da programado para el Examen Final, ya que no se considerar otra fecha adicional. Todas las copias, programas relacionados al tema, CD, videos, borradores, bibliografa obtenida en la elaboracin del Trabajo Final deben ser obligatoriamente anexados al Informe Final por calificar, tomando en cuenta que el trabajo grupal ser evaluado individualmente de acuerdo a su participacin en el grupo.

OTRAS CONSIDERACIONES El Profesor entregar un CD, sin costo alguno, durante la Clase Inaugural para ser copiado libremente por cada uno de los alumnos del curso. Este CD contiene en versin digital los textos de todas las clases a impartirse por el Sistema Multimedia, separatas con lecturas obligatorias de temas escogidos sobre cada tpico tratado en las clases, as como una versin digital gratuita de su ltimo libro: GEOTECNIA DE LOS SUELOS PERUANOS que es el libro de consulta del curso junto con sus libros anteriores COMPORTAMIENTO DE LOS SUELOS DEL PERU, CIMENTACIONES SOBRE ARCILLAS EXPANSIVAS y COMPORTAMIENTO DE LOS PAVIMENTOS y cuyas versiones escritas en papel se encuentran a disposicin de los estudiantes en la Biblioteca Central de la universidad.

CRITERIOS Y PROCEDIMIENTOS DE EVALUACIN DEL APRENDIZAJE La asistencia a clase es obligatoria Evaluaciones: Examen Parcial Examen Final Examen Sustitutorio Promedio Prcticas Frmula Promedio Final: : (EP) : (EF) : (ES) : (PP) 1 1 1 1

EP + EF + (PCA1 + PCA2 + PCA3 + PCA4 + PCA5) / 4 PF = 3Donde el PF debe ser mayor o igual a 10.5 para aprobar el curso, y la calificacin del (ES) slo reemplaza la calificacin del EP o EF.

ARNALDO CARRILLO GIL - Doctor en Ingeniera, UNFV, Lima, Per - Master en Ciencias de la Ingeniera, graduado en la Universidad Nacional Autnoma de Mxico.. - Estudios de Post-Grado en Francia, Espaa, U.S.A., Mxico, Colombia, Per. - Profesor Emrito Universidad Nacional de Ingeniera. - Profesor de Ingeniera Civil de La Universidad Ricardo Palma. - Profesor Honorario de la Universidad Pedro Ruiz Gallo. - Ex Director de la Escuela Acadmico Profesional de Ingeniera Civil de la Universidad Ricardo Palma. - Miembro de la Asamblea General de la Universidad Ricardo Palma - Presidente del Instituto Peruano de Ingeniera Geotcnica y Geoambiental - Ex Miembro del Consejo Directivo de la Escuela de Post Grado de la Universidad Ricardo Palma. - Presidente del Directorio de A. Carrillo Gil S.A., Ingenieros Consultores. - Presidente del Directorio de AC Ingenieros Consultores S.A.C. - Pergamino de Plata por sus Importantes Contribuciones a la Ingeniera Geotcnica de Amrica, Via Del Mar, Chile. - Presidente de la Sociedad Peruana de Geotecnia, en dos oportunidades - Fellow de la Sociedad Americana de Ingenieros Civiles de los Estados Unidos de Amrica (ASCE). - Presidente del VI Congreso Panamericano de Mecnica de Suelos e Ingeniera de Cimentaciones. - Presidente del II, III, IV y VIII Congresos Nacionales de Mecnica de Suelos Ingeniera de Cimentaciones. - Conferencista internacional en ms de 28 paises. - Autor de ms de 190 trabajos de Investigacin publicados en el pas y en el extranjero. Ha publicado cuatro Libros sobre Mecnica de Suelos y Pavimentos. - Ha representado al Per en numerosas Conferencias Internacionales como Presidente, Relator General, Miembro del Panel y Conferencista Invitado en ms de 22 paises. -Consultor de estudios de suelos, cimentaciones y control del medio ambiente en el Per y en otros paises sudamericanos. -Asesor de Empresas Internacionales sobre Ingeniera Geotnica y Ambiental.

DISTINCION INSTITUCIONAL DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA AL PROFESOR EMERITO ARNALDO CARRILLO GIL, COMO MAESTRO DE MAESTROS OTORGADA EN SETIEMBRE DEL 2000

CLASE INAUGURAL CURSO DE CIMENTACIONES

LA INGENIERA GEOTCNICA DEL FUTURODr. Ing. Arnaldo Carrillo Gil Universidad Ricardo Palma Lima, Per

La geotcnica lidia con los problemas de ingeniera asociados a suelos y rocas que, a su vez, intervienen en toda obra de ingeniera civil, sea como formaciones geolgicas que rodean o sirven de soporte a estas obras, o como materiales de construccin de las mismas

A pesar de tal omnipresencia en la ingeniera civil, la geotecnia es una disciplina que se formul sobre bases cientficas apenas entre la segunda y la cuarta dcadas del siglo XX, y cuyos mtodos y logros se consiguen durante la posguerra, impulsados por el auge que tuvo el apoyo social a la ciencia y la tcnica.

El hecho de que la geotecnia moderna se haya acreditado tan rpidamente se debi a dos atributos distintivos con respecto a otras disciplinas de la ingeniera mas antiguas: el cariz innovador que le permiti avanzar muy rpidamente y el afn de objetividad utilizando un marco geolgico adecuado, observaciones y mediciones rigurosas con experimentacin completa.

En la actualidad, en lo que se refiere a la elaboracin de teoras y modelos, la geotecnia, ha sufrido una transformacin derivada de la explosin informtica en que estamos inmersos. Se ha dado una importancia central al desarrollo de los mtodos numricos, entre los que ocupa un lugar privilegiado el mtodo de elementos finitos.

En el caso de la cuantificacin de las propiedades mecnicas de los materiales, se ha avanzado en la automatizacin de los laboratorios de suelos al incorporar sistemas automticos de adquisicin de datos, al tiempo que se ha aprovechado el desarrollo de diferentes transductores para convertir seales analgicas en seales digitales.Avances significativos tambin se han alcanzdo para los ensayos de campo.

A diferencia de otros materiales con los que trabaja el ingeniero civil; el suelo es uno de los materiales de construccin mas antiguo formado por proceso geolgicos diversos que como un producto natural sus propiedades pueden variar de un punto a otro.

La mecnica de suelos creada por Terzaghi, se convierte en Geotecnia para cubrir los campos propios de la mecnica de suelos as tambin la mecnica de rocas y la geologa aplicada a la ingeniera entre otras especialidades,como la ingeniera geoambiental. Esto indica en resumen, que comenzamos siendo responsables del subsuelo y terminamos involucrados con las descargas de agua servida y las emanaciones gaseosas que afectan el ambiente.

No existe proyecto en que el ingeniero geotcnico pueda prescindir del anlisis cualitativo y/o cuantitativo del comportamiento futuro de una estructura. Los problemas pueden ser simples o complicados, pero el ingeniero geotcnico siempre estar envuelto en el futuro de su obra, consciente o inconscientemente.

La facultad cognoscitiva permite al ingeniero captar informacin, pero no es suficiente, ya que requiere de otras facultades para descubrir, predecir, ingeniar, razonar, juzgar y finalmente tomar decisiones. Siempre decimos que ingeniera viene de ingenio y en realidad hay muchos ejemplos de ello:

As, a lo largo de Centurias, el hombre ha desarrollado el concepto de refuerzo del suelo: la idea ha sido colocar algunas inclusiones dentro del suelo, lo que mejora sus caractersticas mecnicas de resistencia y deformacin.

Hace 3,000 aos los Babilonios utilizaron hojas de palmera para reforzar sus ziggurats. El Templo Agar-Quf Ziggurat, en Irak, fue construido con ladrillos de arcilla reforzados con mantas tejidas colocadas horizontalmente sobre capas de arena y grava distanciadas entre 0.50 m a 2.00 m. La estructura tuvo una altura original de 80.00 m.

Los romanos utilizaron diversos tipos de suelos reforzados. Se menciona la colocacin de maderos entramados para sostener al suelo sobre su cara exterior, emplendose como estructuras de retencin desde la 1ra Centuria antes de Cristo. Es el mismo principio de la Tierra Armada actual.

La Gran Muralla China, construida hace ms de 2,000 aos, contiene algunas secciones donde la arcilla y la grava se encuentran reforzadas con ramas de pino.

antepasados prehispnicos en los muros construidos con suelo y adobe, que tienen miles de aos y aun se encuentran en pi.

mejoramiento y refuerzo de suelos ejecutados por nuestros

Nosotros los peruanos tenemos evidencias de trabajos de

En Amrica del Sur el adobe o construccin con tierra aparece hace 3,800 aos en su forma ms primitiva dentro de las diversas culturas pre-hispnicas. Muros trapezoidales con intercalaciones de paja, caa y piedrecillas colocados en capas dentro de ellos a diferentes niveles, fueron estudiados para establecer un modelo prototipo,equivalente al de los planos de corte si el adobe fuera punzonado por la carga.

Muros pre-hispnicos prototipo para el estudio del refuerzo interior

Muros pre-hispnicos prototipo para el estudio del refuerzo interior

La ingeniera geotecnica resuelve estos problemas aplicando procedimientos tecnolgicos que permiten lograr mayor estabilidad al mismo tiempo que economa, lo que hace que se restablezcan las condiciones reales que tena el talud antes de efectuar las obras de ingeniera que han alterado el medio ambiente.

Luego de la remediacin

IMPACTO

Diseo de taludes y drenaje eficienteCONDICION NATURAL

Reparacin del dao al medio ambiente

TIEMPO

MEDIO AMBIENTE

EXCAVACION

CAMBIO DE PENDIENTE SUPERFICIAL DRENAJE SUB-SUPERFICIAL

antes

TALUD DESLIZAMIENTORELLENO

BANQUETAS

MURO DE PIE

BIOPROTECCION

INSTRUMENTACION GEOTECNICA

CONTROLMONITOREO GEOTECNICO

despus

Otro tema interesante que reclama la atencin de la geotecnia del futuro es la ingeniera geoambiental, considerndose tres temas fundamentales: el saneamiento de suelos contaminados, la disposicin de residuos y la proteccin de suelos contra la contaminacin producida por las actividades productivas y por los depsitos de residuos.

Es pues importante que nos preocupemos por este problema que tiene que ver con la sobrevivencia del ser humano como especie y que reclama de nuestra participacin responsable, ya que diversas empresas estn atacando el problema de saneamiento del subsuelo con un enfoque exclusivamente qumico y biolgico, dejando de lado la participacin del especialista en geotecnia.

La Geotecnologa del futuro, en la cual la ingeniera geotcnica es la parte vital, ha llegado a ser una rama muy extensa que abarca muchas disciplinas. Estas disciplinas incluyen, en adiccin a Ingeniera Geotcnica: la Geologa e Ingeniera Geolgica, la Geofsica, Geoqumica, Computacin Cientfica, Sismologa, Geohidrologa, Ingeniera Civil, Ingeniera Petrolera y Minera e Ingeniera Mineral.

LA INGENIERIA GEOTECNICA DEL FUTURO Suelos No-saturados y efectos de succin

LA INGENIERIA GEOTECNICA DEL FUTURO Suelos No-saturados Ingeniera Geoambiental

LA INGENIERIA GEOTECNICA DEL FUTURO Suelos No-saturados Ingeniera Geoambiental Interaccin Suelo-Estructura

LA INGENIERIA GEOTECNICA DEL FUTURO Suelos No-saturados Ingeniera Geoambiental Interaccin Suelo-Estructura Uso de mtodos numricos y elementos finitos

Condicin Actual Seccin A A Anlisis Dinmico

LA INGENIERIA GEOTECNICA DEL FUTURO Suelos No-saturados Ingeniera Geoambiental Interaccin Suelo-Estructura Uso de mtodos numricos y elementos finitos Dinmica de suelos

LA INGENIERIA GEOTECNICA DEL FUTURO Suelos No-saturados Ingeniera Geoambiental Interaccin Suelo-Estructura Uso de mtodos numricos y elementos finitos Dinmica de suelos Nuevos materiales para el mejoramiento del suelo

LA INGENIERIA GEOTECNICA DEL FUTURO Suelos No-saturados Ingeniera Geoambiental Interaccin Suelo-Estructura Uso de mtodos numricos y elementos finitos Dinmica de suelos Nuevos materiales para el mejoramiento del suelo Ensayos no-destructivos

LA INGENIERIA GEOTECNICA DEL FUTURO Suelos No-saturados Ingeniera Geoambiental Interaccin Suelo-Estructura Uso de mtodos numricos y elementos finitos Dinmica de suelos Nuevos materiales para el mejoramiento del suelo Ensayos no-destructivos Instrumentacin

LA INGENIERIA GEOTECNICA DEL FUTURO Suelos No-saturados Ingeniera Geoambiental Interaccin Suelo-Estructura Uso de mtodos numricos y elementos finitos Dinmica de suelos Nuevos materiales para el mejoramiento del suelo Ensayos no-destructivos Instrumentacin Geomecnica de Taludes

LA INGENIERIA GEOTECNICA DEL FUTURO Suelos No-saturados Ingeniera Geoambiental Interaccin Suelo-Estructura Uso de mtodos numricos y elementos finitos Dinmica de suelos Nuevos materiales para el mejoramiento del suelo Ensayos no-destructivos Instrumentacin Geomecnica de Taludes Investigacin de peligros naturales

El sano juicio de la ingeniera continuar siendo la mejor llave para lograr el xito en nuestra especialidad, dado que todo problema geotcnico esta caracterizado por ser nico, en consecuencia, el criterio y la experiencia del diseador geotcnico siempre ser la mejor herramienta para solucionar las graves incgnitas que se nos presentarn en el futuro.

Dr. ARNALDO CARRILLO GIL [email protected]

UNIVERSIDAD UNIVERSIDAD RICARDO PALMA RICARDO PALMA FACULTAD DE FACULTAD DE INGENIERIA INGENIERIADr. Ing. ARNALDO CARRILLO GIL

CIMENTACIONESDefiniciones conceptuales y Geotecnia

La Geotecnia lidia con los problemas de ingeniera asociados a suelos y rocas. Suelos y rocas, a su vez, intervienen en toda obra de ingeniera civil, sea como formaciones geolgicas que rodean o sirven de soporte a dichas obras, o como materiales de construccin de las mismas.

A pesar de tal omnipresencia en la ingeniera civil, la geotecnia es una disciplina que se formul sobre bases cientficas apenas entre la segunda y la cuarta decdas del siglo pasado, y cuyos mtodos y logros se consolidaron durante la postguerra, impulsados por el auge que en esos aos tuvo el apoyo social a la ciencia y la tcnica.

El rpido desarrollo de la Geotecnia se debi en gran medida a que se abandonaron las idealizaciones de la mecnica del medio continuo clsica, o en otras palabras, se combinaron selectivamente dichas soluciones con una conceptualizacin realista del marco geolgico general y sus detalles significativos.

La complejidad mecnica y geomtrica de los problemas de la geotecnia exige una gran cantidad de datos para caracterizar un problema, y en su solucin intervienen un nmero de variables mayor que en los problemas de otras disciplinas de la ingeniera civil.

Mtodo Cientfico o Experimental2. HIPOTESIS

Procesos bsicos de la Geotecnia y en genaral de la ciencia:1.Datos 2.interpretacin(inferencia de situaciones a partir de datos)

interpretacin

1. OBSERVACION

3. EXPERIMENTO

3.diagnstico

(inferencia de fallas del sistema a partir de observaciones validadas) (inferencia de probables consecuencias de ciertas situaciones)

diagnstico

prediccin

a) El mtodo es un proceso cerrado con trayectoria 1-2-3-1 b) Si la hiptesis se confirma, el ciclo se cierra exitosamente c) Si la hiptesis no se confirma, el ciclo no se cierra con ella, pero puede repetirse con otras hiptesis hasta que eventualmente culmina satisfactoriamente en 1

Resultados esenciales de la ingeniera: Diseo Proyecto Monitoreo Control

El Mtodo de la Ingeniera La formulacin de hiptesis es indespensable en todos los procesos de la ciencia y de la ingeniera. La geotecnia debe inferir un modelo del sitio con todos los rasgos geomtricos y mecnicos relevantes, as como hacer supuestos plausibles sobre la evolucin futura de las variables independientes que intervienen.Koen (1985) lo define como:la estrategia que produce el mejor resultado, o uno suficientemente satisfactorio, con los recursos disponibles en una situacin incierta o insuficientemente definida El ingenierio no siempre optimiza, sino que a veces slo satisface. La definicin es compatible con la necesidad del conocimiento procedimental, personal y no necesariamente codificado.

Lo que distingue a la ingeniera de la ciencia no es mtodo, sino las situaciones a las que se enfrenta. En el mtodo cientfico, definido como el trabajo orientado a generar conocimiento cada problema que se estudia puede y debe acotarse o reducirse en su alcance, tomando de la realidad slo una porcin que no contenga variables extraas y que tenga fronteras ntidas y con condiciones contraladas.

En el mtodo de la ingeniera, definido como la aplicacin del conocimiento a resolver problemas, el nmero de variables que intervienen es mucho mayor, algunas de ellas no controlables y pertenecientes a dominios distintos de los propiamente tcnicos, tecnolgicos o cientficos. En ingeniera puede presentarse desconocimiento o incertidumbre significativa sobre el valor de algunas variables y sobre la interrelacin entre ellas

El mtodo de la ingeniera es la reiteracin del mtodo cientfico. As pues, cuando parece que la ingeniera usa un mtodo distinto al de la ciencia, lo que sucede es que la ciencia y la ingeniera se enfrentan a situaciones diferentes, y que tal diferencia se origina en que la ciencia es, por cuanto al plantemiento de sus problemas, un asunto de cientficos, mientras que la ingeniera es, en el mismo sentido, un asunto de ingenieros.

EVOLUCION DE LAS CIMENTACIONESPerodo antiguo

ORIGENES DEL HOMBRE AMERICANO

La mayora de los indios americanos descenderan de un reducido grupo de asiticos que atraves hace 15,000 o 30,000 aos el estrecho de Bering.

CARAL

Los descendientes de ese pequeo grupo representan el 95 por ciento de los indios del Nuevo Mundo, incluidos los creadores de grandes civilizaciones como los Mayas y los Incas, afirmo Douglas Wallace, de la universidad de Emory, en Atlanta - Estados Unidos.

Wallace intenta establecer ahora cuando se produjo aquella primera migracin a travs del estrecho de Bering: se cree que pudo ser hace 30,000 o 15,000 aos, cuando se derritieron los glaciares que unan a modo de puente los extremos de Asia y Amrica.

CIMENTACIONES Y CONSTRUCCIONES EN ROCA Y SUELO El hombre llegado de Asia avanzo en Amrica a razn de unos 15 kilmetros por ao, llegando a Chile 1000 aos ms tarde. Fueron los Sinodontes del noreste de Asia los que cruzaron el estrecho de Bering. Las obras civiles prehispnicas con su inusual variedad y tamao son el legado de estos antiguos ingenieros, que conocieron sus proyectos y realizaron sus construcciones utilizando la roca y el suelo.

La falta tanto del sistema formal de lgica matemtica as como de escritura impidi un mayor desarrollo de la tecnologa prehispnica.

Sin embargo a pesar de todas estas circunstancias , los ingeniosos antepasados peruanos resolvieron una serie de problemas ingenieriles que han permitido que sus obras, aparecidas en la costa Per alrededor de 2,500 A.C. tengan estabilidad natural y se encuentran aun de pie, pese a la inclemencia del tiempo, clima y de los movimientos ssmicos severos que han ocurrido en el rea.

Cimentaciones en RocaLas principales obras en roca construidas por los antiguos prehispnicas peruanos se encuentran emplazadas cerca de la ciudad del Cuzco, especialmente en la milenaria ciudadela de Machu Picchu.

Construida en el flanco oriental de los andes en una zona cruzada por fallas geolgicas que han existido siempre y de las que los antiguos peruanos tenan conocimiento, tomndolas en cuenta cuando edificaron sus obras distribuyendo la ciudadela en varias secciones o partes, para flexibilizarla y evitar cualquier efecto ssmico sobre las obras en roca.

Tenan un adecuado sistema de drenaje superficial y profundo, lo que a permitido que las cimentaciones en su mayora permanezcan estables despus de milenios a la intemperie, clima y efectos ssmicos severos.

El apoyo de las cimentaciones encontradas en estas reas generalmente eran sobre rocas , sin embargo tambin existieron obras apoyadas directamente en suelo o sobre gravas y arena.

Encontrndose en algunos casos la particularidad de que estas estaban dispuestas en zig zag o endentadas desde el apoyo, logrndose engrampar perfectamente con el suelo o roca y evitar efectos de cargas horizontales debido a los movimientos ssmicos.

La roca variaba segn los aparejos en que estaban emplazados, y estos por lo general tenan relacin con la funcin dada en las construcciones.

Los palacios usaban piedra relativamente pequea, en comparacin a las utilizadas en los refugios o fortalezas que tenan bloques gigantescos de diorita, prfido o granito.

Cimentaciones en sueloTan igual que la piedra , la tierra es el mas antiguo de los materiales de construccin que el hombre ha utilizado a travs de pocas. Desde que el hombre deja de ser nmade, y recurre a la tierra para cultivarla, descubre que tambin puede modelarla secarla al sol, otorgndole una sencilla solucin constructiva

Aun en nuestra era, encontramos testimonios impresionantes de edificaciones prehispnicos en tierras, tales como Pachacamac, Pacatmamu, Moche, Cajamarquilla, Paramonga, Chan Chan (considerada la ciudad de barro mas grande del mundo antiguo), entre otros.

Hemos llegado a establecer que el material predominante de los andes peruanos ha sido la piedra, sin embargo, esto no excluye la presencia del adobe y el tapial en la sierra.

De igual forma, el uso de estos ltimos como material preferencial en la costa, no limita la presencia de bases de piedra en los muros costeos.

Los muros y murallas de adobe en el Per antiguo, son por lo general de gran espesor adaptndose a la topografa del terreno existente.

Las cimentaciones de los monumentos eran usualmente simples. Algunas apreciaciones de origen prehispnico acerca de los muros de albailera, indican que los mismos eran colocados sobre una spera mampostera al nivel superficial del terreno.

Las zanjas para tal cometido contenan tierra compactada con piedras de regular tamao. El ancho y profundidad de las zanjas, no es sin embargo, ms grande que el espesor del muro en su parte baja.

Las partes inferiores de los muros eran construidos con un ancho mayor que el siguiente nivel en forma trapezoidal, de este modo se transmita menores esfuerzos al suelo de apoyo, en todos los casos, demostraron conocer la calidad del suelo de cimentacin para mejor o peor apoyo de las obras.

Muros de adobe que presentan a diferentes niveles intercalaciones de paja, caa, piedrecillas y piedra que logran distribuir mejor la carga que llega al nivel de la cimentacin.

DIMENSIONES PROMEDIO DEL PROTOTIPO DE MURO

EVALUACION CUASI-ESTATICA DEL MODELO MATEMATICO DEL MURO PRE-HISPANICO

ENSAMBLAJE DEL MODELO GEOTECNICO EXPERIMENTAL

El mortero utilizado para asentar los adobitos fue del mismo barro con que estuvo elaborado el adobe, y la caa utilizada como refuerzo horizontal tuvo aproximadamente 1 de dimetro, la cual se coloco partida y chancada entre las juntas del mortero.

EVOLUCION DE LAS CIMENTACIONESPerodo moderno

CASOS HISTORICOSTorre Latinoamericana Torre de Pisa Catedral de Mxico

En los tiempos modernos las cimentaciones deben ser proyectadas,construidas y conservadas a lo largo de su vida til para que cumplan los requisitos mnimos de: Resistencia a las solicitaciones, con seguridad suficiente. Deformaciones por debajo de los lmites impuestos por condiciones de funcionalidad y esttica.

El proceso tradicional que conduce a una buena cimentacin tal y como est recogido en las normas y manuales de buena prctica, termina definiendo la seguridad y funcionalidad de la cimentacin en trminos de una presin admisible o de trabajo que no debe ser superado por las solicitaciones transmitidas por la estructura.

La Geotecnia dispone de procedimientos para esta verificacin, efectuando clculos justificativos basados en modelos fisico-matemticos, aunque cabe el empleo de los denominados mtodos observacionales que realizan el proyecto basndose en el comportamiento de la obra.

Sea cualquiera el procedimiento que se utilice, existe una demanda cada vez mayor de la comunidad geotecnica en lograr una mejor cuantificacin del factor de seguridad o de confiabilidad apoyada en la probabilidad de falla de la cimentacin a la cual no se puede sustraer el ingeniero proyectista.

Criterios PARA UNA ADECUADA verificacin : a) Cumplir con los requisitos mnimos de investigacin geotcnica,en funcin de las caractersticas de la obra y del suelo subyacente. b) Evalaucin de los modelos de clculo analtico o numrico para la determinacin de la resistencia y deformacin del materail geotcnico de soporte.

c) Considerar los verdaderos estados de cargas que solicitan la cimentacin, usualmente representadas por combinaciones de acciones externas. d) Los coeficientes de seguridad o confiabilidad, que vienen a representar una medida de la probabilidad de falla de la obra segn el modo analizado.

Avances en el diseo conceptualDe la interpretacin de los resultados de la investigacin geotcnica, el proyectista debe elaborar las situaciones de proyecto, que permiten representar la realidad fsica con aproximacin suficiente.

Estos modelos geotcnicos incluyen tanto la configuracin geomtrica del problema (tipos de suelo, estratigrafa, profundidad de apoyo, posicin del nivel del agua, delimitacin de zonas dbiles, etc.) como las condiciones de los materiales geotcnicos (parmetros de clculo, riesgo geotcnico, riesgo ssmico y geolgico, etc).

Cmo es lgico, no hay una solucin nica para la determinacin de la resistencia y deformabilidad de un suelo y, dependiendo de su experiencia y capacidad, diferentes proyectistas llegarn a diferentes estimaciones del modelo geotcnico para un mismo problema, y por lo tanto los resultados tambin sern diferentes.

En todos los casos, los resultados del clculo deben ser analizados a la luz de la experiencia y sentido comn antes de tomar la decisin sobre el tipo y dimensionamiento de la cimentacin. En algunos casos, la solucin final puede diferir largamente de los resultados obtenidos por complicados mtodos o sofisticados paquetes de computadora.

ANLISIS DE CASOS Cimentacin sobre rellenos

ANLISIS DE CASOS Lo que no debe hacerse en Cimentaciones

CURSO: CIMENTACIONES CAPACIDAD PORTANTE Y DISEO GEOTECNICODr. Ing. ARNALDO CARRILLO GIL PROFESOR

Existen formulaciones de la presin admisible o deformabilidad del terreno que se basan en correlaciones empricas a partir de ensayos de campo como SPT, ya que hay mucha experiencia geotcnica contenida en tales correlaciones empricas. Aunque todas las filosofas de proyecto asumen que se debe asegurar un nivel aceptable de seguridad en la cimentacin que es el riesgo tolerable.

Mtodo de los Esfuerzos AdmisiblesConsiste en asegurar que los esfuerzos inducidas por las solicitaciones o cargas de servicio son inferiores a la presin admisible. En este caso, los valores del coeficiente de seguridad provienen de la experiencia acumulada en el uso de mtodos similares de proyecto con estructuras similares y en condiciones geotcnicas anlogas.

Para el problema de rotura por hundimiento de cimentaciones se utiliza un valor nico del Factor de Seguridad comprendido entre 2 y 3, en el que se concentran todas las incertidumbres y situaciones de proyecto. Aunque el concepto es simple, no deja de suponer una cierta ambigedad si no se le acompaa de una definicin de los procedimientos prescritos para evaluar las solicitaciones, la resistencia y deformabilidad del suelo y los modelos de clculo correspondientes.

(b) (a) P R P R

P

R

P

P.R.

R P.R.

El grfico representa el caso en el que ambas estn bien definidas y controladas, por lo que la probabilidad de falla es baja tal como indica la relativamente pequea rea de solape entre ambas curvas.

La figura corresponde a la situacin ms frecuente en el proyecto de cimentaciones en la que las solicitaciones son razonablemente bien conocidas, pero la resistencia geotcnica no.

(c)

P

R

P

R

P.R.

En este caso, tanto las cargas como las resistencias no estn bien definidas ni controladas, tal como muestran las relativamente amplias curvas de distribucin.

El mtodo del esfuerzo admisible es bsicamente determinista, por lo que no permite una evaluacin probabilista del nivel de seguridad. La probabilidad de falla de la cimentacin provendr, de la experiencia acumulada por el uso, de esta formulacin por parte de la comunidad geotcnica, aunque no pueda ser cuantificada en cada proyecto concreto.

El concepto de Esfuerzo Admisible dificulta la diferenciacin explcita entre lo que es comportamiento de la cimentacin en condiciones ltimas o condiciones lmites de funcionalidad. En casos muy tpicos, el coeficiente de seguridad global utilizado tradicionalmente est fijado por la experiencia para limitar los asientos hasta niveles aceptables, por lo que su valor no toma en cuenta la consideracin separada de la falla del suelo por carga de hundimiento.

Sin embargo, y a pesar de todas sus limitaciones, el mtodo basado en la presin admisible para la verificacin de una cimentacin ha sido extensamente utilizado, constituyendo el procedimiento tradicional de proyecto en los ltimos 100 aos, por lo que resulta imposible ignorar la experiencia acumulada, que debe ser tenida en cuenta en comparacin a cualquier otro mtodo moderno.

El Mtodo de los Estados LmitesLos estados lmites se definen como las situaciones en las que una cimentacin deja de cumplir las funciones para las que ha sido proyectada. Se entiende que una obra tiene seguridad suficiente cuando la probabilidad sea baja durante su vida til.

En este mtodo, cada estado lmite potencial es verificado separadamente y su ocurrencia debe ser, o eliminada por imposible o comprobado que se satisface el nivel de seguridad prescrito.

Estados lmites ltimosSon las situaciones que conllevan a la ruina total o parcial de la estructura. En la figura siguiente se enumeran algunos estados lmites, que, por su implicancia con la seguridad de la obra,deben ser proyectados para una baja probabilidad de ocurrencia.

CONSIDERACIONES SOBRE LA TEORIA DE LA CONFIABILIDAD E INCERTIDUMBRE DEL PROYECTO

a) Incertidumbres en la estimacin de las solicitaciones. b) Incertidumbres en la variabilidad de las condiciones del terreno. c) Incertidumbres en la evaluacin de las propiedades geotcnicas de los materiales, principalmente parmetros de estado (densidad y humedad), resistencia y deformabilidad. d) Incertidumbre asociada con la representatividad del modelo (analtico o numrico) a la hora de reproducir el comportamiento real de la cimentacin.

Algunas de las anteriores incertidumbres pueden ser cuantitativas en trminos probabilsticos. La variabilidad natural del terreno y la evaluacin de los parmetros geotcnicos en la mayora de los casos suelen presentar el mayor grado de incertidumbre debido a la dificultad de tener en cuenta los complejos procesos geolgicos implicados en las propiedades geomecnicas de un emplazamiento o macizo rocoso.

Evidentemente no hay nivel de seguridad admisible en trminos econmicos para hacer frente a las situaciones de proyecto en las que las condiciones geotcnicas del emplazamiento o los parmetros resistentes del terreno hayan sido malinterpretados, por lo que los clculos del proyecto no reflejan adecuadamente la situacin real.

Todas las filosofas de proyecto asumen que se debe asegurar un nivel aceptable de seguridad en la cimentacin. El riesgo tolerable se refiere a la disposicin de convivir con ciertos riesgos a cambio de ciertos beneficios, en la confianza de que los riesgos estn adecuadamente controlados. Tolerar un riesgo no significa ignorarlo o que se considere despreciable, sino que la sociedad debe estar dispuesta a asumirlo.

Con el fin de hacer predicciones sobre la seguridad de las obras existen distintas filosofas de proyecto que se han ido desarrollando a lo largo del tiempo. Una de ellas es la teora de la confiabilidad.

Los ingenieros sabemos que el riesgo inducido en una obra tiene que ser limitado. No es posible proyectar obras exentas de riesgo. Siempre existe la posibilidad terica de mal funcionamiento. El riesgo es un concepto que incluye no slo la posibilidad de falla, sino tambin el costo y en alguna medida las consecuencias producidas por la falla.

Whitman prepar informacin que contiene no slo riesgo admisible por prdida de vidas humanas, sino tambin respecto a montos inducidos por cierto tipo de obras importantes. La percepcin bsica del riesgo de muerte debe estar basada en un sentimiento humano, adaptado a la escala de los tiempos que vivimos. El riesgo de muerte estadsticamente pasa por un mnimo de 10-3/ao.

COSTO EN $0 10

1m

10 m

100 m

1b

10 b

MARGINALMENTE "ACEPTADO"

PROBABILIDAD ANUAL DE "FALLA"

-1 10

TAJO ABIERTO

BUQUES MERCANTES

-2 10

TALUDES

PERFORACION MOVIL ACEPTADO

-3 10

CIMENTACIONES PERFORACION FIJA

-5 10

OTROS ESTUDIOS

-4 10

PRESAS

-6 10

AVIACION COMERCIAL1 10

PRESAS US ESTIMADAS

VIDAS PERDIDAS

100

1000

10000

Las obras de ingeniera presentan confiabilidad variable con el tiempo, ya que el perodo de rotura vara con la edad. En presas es mayor al inicio de su operacin, hasta que el embalse se haya estabilizado; es menor durante la vida til de los primeros decenios y finalmente presenta problemas de envejecimiento que las hace mas peligrosas.

CONSECUENCIAS DE LAS FALLAS Figura 1. Riesgo en proyectos de ingeniera (Tomando de Whitman, 1984)

ARNALDO CARRILLO GIL [email protected]

Eficiencia Diseo conceptual Diseo conceptual de Cimentaciones de CimentacionesCurso de Cimentaciones Curso de Cimentaciones Profesor Profesor Dr. Ing. Arnaldo Carrillo Gil Dr. Ing. Arnaldo Carrillo Gil750 Pilote vaceado 1300 kN 1300 kN

Arcilla firme 20m

450 Pilote vaceado

Arcilla firme 33.3m

Consideraciones conceptuales para Diseo Diseo Conceptual Cargas estructurales Condiciones de Cimentacin Posibilidades de exploracin de campo Evaluacin constructiva Consideraciones econmicas Disponibilidad de equipamiento Diseo detallado.

Asentamiento tolerableAsentamiento sensible por la estructura

Arcilla rgida

Arcilla rgida

Consideraciones de diseo Las cimentaciones deben disearse tanto geotcnica como estructuralmente Deben ser seguras para cargas de compresin,tensin y corte, adems de momentos Deben ser eficientes estructuralmente Eficientes desde el punto de vista geotcnico La estructura debe tolerar movimientos del suelo sin daarse.

Asentamiento tolerableAsentamiento sensible por la estructura

Arcilla rgida

2.5m

Loose Sand Densificacin Arena densa

Arena densa

Stiff Clay

Asentamiento tolerableAsentamiento sensible`por la estructura

Compresin

Arcilla

10m

Arcilla Arena media

Arena media

Densa

Arcilla rgida

Arcilla rgida

Arcilla Arcilla

Asentamiento tolerableAsentamiento no sensible por la estrucra

Compresin

Pilote vaceado Arcilla rgida

Arcilla rgida

Pilote hincado

Arcilla rgida Arcilla rgida Roca Roca

Compresin

Compresin

Arcilla

5m

Arcilla

Pilote vaciado

Arcilla rgida Roca

Pilote hincado

Arcilla rgida Roca

Arena densa

TensinBarra cementada

Tensin / Compresin

Roca dura

Roca dura

Suelo o roca

?Suelo

Tensin

Cargas laterales

Pilote hincado

Arcilla blanda Arena muy densa

Pilote hincado

Suelo Arcilla rgida

?

Roca

Tensin1000 kN 1000 kN

Cargas laterales

275 x 275 Pilote hincado

Arcilla rgida 20m

750 Pilote vaciado

Arcilla rgida 20m

275 x 275 Pilote hincado 20m Arcilla Arcilla

?

Cargas laterales

Construcin en arena

Arena suelta

?

Arena suelta 2.5m

?

Pilote vaceado ? Bentonita

Arcilla

?

Casing

20m

20m Arena densa Arcilla Arena densa Stiff Clay

Construccin en arena Diseo conceptual Diseo conceptualConstruccin ConstruccinArena suelta 10m CFA Atlas Omega Arena suelta 10m

Arena densa

Arena densa

Zapatas superficiales

Arena suelta 2.5m

?

Diseo Conceptual Diseo ConceptualArcilla rgida

Arena densa Stiff Clay

Arena densa

Errores conceptuales en el Errores conceptuales en el diseo, construccin y operacin diseo, construccin y operacin de cimentaciones en suelos de cimentaciones en suelos especiales especiales

Colapso de Edificio en Shangai Alrededor de las 5:30 a.m. del 27 de Junio del 2009, un edificio desocupado aun en construccin en Minhang, distrito de Shangai, se volc, falleciendo un trabajador. De acuerdo a la informacin una seccin de 70 m del muro de prevencin de inundaciones del rio Dianpu cercano ha tenido que ver con este colapso.

Entonces, el plano indicaba que fuera excavado un estacionamiento subterrneo El suelo excavado fue apilado al otro lado del edificio

(1) (2) (3) (4)

Se excav un estacionamiento subterrneo en el lado Sur, a una profundidad de 4.6 m. El suelo excavado fue apilado en el lado Norte, alcanzando una altura de 10 m. El edificio experimento una descompensacin de las cargas laterales en direccin Sur y Norte. Esto result en una presin lateral de 3,000 toneladas, la cual fue mayor que la soportada por los pilotes. Por tanto, el edificio se volc en direccin Sur.

Precipitaciones fuertes resultaron en filtraciones de agua dentro del suelo

Primero, el edificio de departamentos es construido

El edificio empieza a moverse y los pilotes de concreto se desprenden debido a la descompensacin de presiones laterales

El edificio empieza a inclinarse

Y as se obtiene la Octava Maravilla del Mundo

Consideraciones financieras Pilotes Equipamiento de Planta Relacin horaria (reemplazo, vida til, intereses, mantenimiento) Movilizacin/ desmovilizacin . Relacin de produccin

Personal Materiales Pagos Costo de alternativas

Factibilidad de pilotaje en el Per El pilotaje es costoso y slo es necesario en determinados lugares del pas. En muchos casos es posible cimentar con vigas contnuas o plateas de cimentacin Los suelos del Per no presentan condiciones de cimentacin crticas que requieran cimentaciones especiales y muy costosas

Conclusiones Cargas estructurales Condiciones de cimentacin Exploracin de suelos adecuada Facilidades de construccin Consideraciones econmicas Disponibilidad de equipo Diseo detallado.

Diseo conceptual

FI UDIGEOTECNIA DE TERREMOTOS (1a Parte)(Cimentaciones)Profesor: Dr. ARNALDO CARRILLO GIL

CONTENIDO a) Introduccin b) Aspectos ssmicos c) Propagacin onda ssmica d) Mecanismo de licuacin e) Anlisis de casos f) Potencial de licuacin g) Mitigacin del fenmeno h) Conclusiones finales

A. INTRODUCCIN

Terremoto 1970 Ancash Cementerio de Yungay Mas de 30,000 muertos

Anchorage - Alaska 1964


Daos recientes en el Sismo Ica 2007







80% de las edificaciones fallaron en Pisco



Daos en la Carretera Panamericana Sur Grietas y deslizamientos en la plataforma


Derrumbes Sismo Pisco 2007

Efectos de cadas de rocas en la Costa Verde durante el movimiento ssmico


Sismo - Agosto 2007Derrumbes en la carretera a Huarochir


Sismo - Agosto 2007

Sismo - Agosto 2007

Sismo - Agosto 2007

Sismo - Agosto 2007

Sismo - Agosto 2007

Sismo - Agosto 2007

Terremoto de Pisco Per 2007





DURANTE

Daos recientes Sismo Ica 2007

DURANTE


DURANTE


DURANTE


DURANTE


DURANTE


DURANTE


DESPUES

Recuperacin

DURANTE


DESPUES

Recuperacin

Despus

DESPUES

Recuperacin

Con la ayuda se dio comienzo a la reconstruccin

DESPUES

Recuperacin

B. ASPECTOS SSMICOS

DESPUES

Recuperacin

DESPUES

Recuperacin


Aspectos Ssmicos

Hora: 6:42 pm Prof: 37 Km Mag.: 7.0 Ritcher Foco: 148 Km Lima 110 Km Ica


Segn USGS: Hora: 23:40 GMT 6.40 Lima Prof: 40 Km Mag: 8.0 Mw Foco: 148 Km SODesde Lima

110 Km NODesde Ica


Sismo Ica 2007

USGS Condicin ssmica del sitio Replicas Profundidad del foco Magnitudes

Fuente IGP -2007

Fuente IGP -2007

Fuente IGP -2007


De acuerdo a la profundidad del foco ssmico (40 km) y a la solucin obtenida para la orientacin de la fuente, el sismo de Pisco tuvo su origen en el mecanismo de friccin de las placas de Nazca y Sudamericana dentro del proceso de convergencia. La solucin obtenida para la fuente ssmica es similar a los mecanismos propuestos para otros sismos ocurridos en la regin centro y sur del Per como los de 1940, 1942, 1966, 1974, 1996 y 2001, todos con magnitudes mayores a 7.5Mw.

D. MECANISMO DE LICUACIN


LICUEFACCIN : Mecanismo de fallaCOULOMB: S = c + ( n - ) tan ARENAS LIMPIAS SATURADAS: S = ( n - ) tan

NF

V

SP Replicas del terremoto Pisco 15-08-2007 hora 18:40 Registradas en la estacin Huancayo

S

Mecanismo de falla

C. PROPAGACIN DE ONDA SSMICA

Vista tpica de partculas de suelo de un depsito saturado sin actividad ssmica. La columna azul a la derecha indica la magnitud de presin intersticial. Las flechas de la segunda figura indican las fuerzas creadas por la interaccin de los granos de suelo

Mecanismo de falla

1 CASO: DISMINUCIN DE CAPACIDAD PORTANTE

SUELO NO LICUADO: qu = 0.5 + B N + Df Nq SUELO LICUADO BAJO LA ZAPATA: SUELO CON

Barra que indica el aumento de la presin intersticial a medida que el sismo progresa

N = 0 =0 Nq = 1qu = Df

S=0

Al producirse un sismo intenso y de larga duracin, la presin intersticial crece rpidamente hasta hacerse igual a la presin normal anulndose la resistencia al cortante y por lo tanto las estructuras apoyadas en el suelo fallan.

SE ORIGINA UNA REDUCCIN CONSIDERABLE DE LA CAPACIDAD PORTANTE

Mecanismo de falla

2 CASO: EFECTO EN EL EMPUJE SOBRE UN MURO DE CONTENCINS

asentamiento 0 1

SISMO

S = (1 - 0) tan S0

1 n 1 = nSUELO NO LICUADO:

La presin intersticial 1 tiende o es igual al valor de n, entonces S tiende o es igual a cero, segn la ecuacion de Coulomb para arenas limpias saturadas.

EA =

1 1 H2 + b K A H2 2 2

E A = 0.5 H2 + 0.13 H2 = 0.63 H2

PRDIDA DE RESISTENCIA AL CORTANTE

2 CASO: EFECTO EN EL EMPUJE SOBRE UN MURO DE CONTENCINSUELO LICUADO BAJO LA ZAPATA: S=0 SUELO CON = 0 { K A = 1.0 EA = 1 7 s H2 + s Cs H2 2 12

1 CASO:

DISMINUCIN DE CAPACIDAD PORTANTE

COMPONENTE DEBIDO A LA FUERZA DE INERCIA DEL SUELO LICUADO PARA UN COEFICIENTE SSMICO, Cs = 0.10:

E A = H2 + 0.12H 2 = 1.12H 2

SE ORIGINA UN AUMENTO DEL ORDEN DE 100% EN EL EMPUJE, LO CUAL PODRA SER CATASTRFICO

FACTORES SIGNIFICATIVOS

1. 2. 3.

TIPO DE SUELO DENSIDAD RELATIVA PRESIN INICIAL DE CONFINAMIENTO Y SU RELACIN CON LA AMPLITUD DEL ESFUERZO DE CORTE CCLICO INTENSIDAD DEL TERREMOTO DURACIN DEL MOVIMIENTO SSMICO Y NMERO DE CICLOS DE EXCITACIN SSMICA

4. 5.


Chimbote 1970

FI UDIGEOTECNIA DE TERREMOTOS (2a Parte)(Cimentaciones)Profesor: Dr. ARNALDO CARRILLO GILCASA DE BLOQUES DE CONCRETO AFECTADA POR COMPACTACION DIFERENCIAL Y DESPLAZAMIENTO LATERAL DE ARENA DE PLAYA LICUADAS

CONTENIDO a) Introduccin b) Aspectos ssmicos c) Propagacin onda ssmica d) Mecanismo de licuacin e) Anlisis de casos f) Potencial de licuacin g) Mitigacin del fenmeno h) Conclusiones finalesASENTAMIENTO DIFERENCIAL EN MUROS PORTANTES Y VEREDAS EN EL CENTRO DE CHIMBOTE

E. ANLISIS DE CASOS

AGRIETAMIENTO DE PAVIMENTOS Y CIMENTACIONES POR COMPACTACION DIFERENCIAL EN EL CENTRO DE CHIMBOTE

PEQUEO GRAVEN EN ARENA DE PLAYA CERCA AL HOTEL CHIMU FORMADO POR LICUACION Y DESPLAZAMIENTO LATERAL DE DEPOSITOS DE PLAYA

DAO A BUZONES DE DESAGUE DEBIDO A LICUACION

INUNDACION DE AREA RESIDENCIAL EN EL SURESTE DE CHIMBOTE DEBIDO AL ASENTAMIENTO Y COMPACTACION DEL TERRENO

SUBSIDENCIA DE RELLENO ADYACENTE A MUELLE DE PLANTA DE ACERO DEBIDO A COMPACTACION Y DESPLAZAMIENTO LATERAL DEL TERRENO. EL MUELLE ESTABA EN PILOTES PROFUNDOS DE CONCRETO

AREAS DE VOLCANES DE ARENA Y AGRIETAMIENTO DEL TERRENO EN DEPOSITOS ALUVIALES

ASENTAMIENTOS Y FISURAMIENTOS DE CARRETERA ASFALTADA DEBIDO A COMPACTACION Y DESPLAZAMIENTO LATERAL DE DEPOSITOS LAGUNARES Y DE PLAYA

DAO EN LA VIA FERREA CHIMBOTE-HUALLANCA DEBIDO A COMPACTACION DIFERENCIAL Y DESPLAZAMIENTO LATERAL DEL TERRENO

PUENTE CASMA DAADO POR DESPLAZAMIENTO LATERAL DEL ESTRIBO IZQUIERDO.EL PILAR SE INCLINO

Pisco 2007

Daos Sismo Pisco 2007

Efectos de Licuefaccin Crcel de Tambo de Mora

Daos Sismo Pisco 2007

Efectos de licuefaccin de suelos Chorrillos

Daos Sismo Pisco 2007 Efectos de licuefaccin de suelos

Efectos de licuefaccin de suelos: Puerto Gral. San Martn

Efectos de licuefaccin de suelos Panamericana Sur

Efectos de licuefaccin de suelos



Volcanes en la Capa asfltica de la plataforma en el Puerto General San Martn Pisco.



Asentamientos y desplazamientos








Asentamientos y desplazamientos Asentamientos y desplazamientos

Vista Panormica zona industrial Chincha





Anchorage 1964

Niigata 1964

Kobe 1994

POTENCIAL DE LICUACIN

MTODOS DE PREDICCION DE LICUACIN LICUACI LICUACION1. MTODOS EMPRICOS M EMP 2. MTODOS SEMI - EMPIRICOS M 3. MTODOS ANALTICOS M ANAL

MOVILIDAD CCLICA C


1. MTODOS EMPRICOS M EMP ESTN BASADOS EN OBSERVACIONES DE CAMPO. EST Tienen en cuenta el comportamiento de suelos en condiciones de terreno similares y frente a solicitaciones ssmicas del tipo de las previstas.

MTODOS Explosiones controladas (Florin y Ivanov, 1961) (Florin Ivanov, Observaciones de campo. Son aquellos en los que se relacionan parmetros par medidos en campo con factores indicadores del dao. da Ejemplo tpico es la relacin CSR vs N-SPT. t relaci


F. POTENCIAL DE LICUACIN


MTODOS PARA DISMINUIR EL RIESGO DE LICUEFACCIN 1. MEDIDAS PARA IMPEDIR LA LICUEFACCIN

2. MTODOS SEMI-EMPRICOS M SEMI- EMP BASADOS EN LA COMPARACION DE LAS CONDICIONES QUE PRODUCEN LA LICUACION DEL SUELO, SEGN ENSAYOS DE SEG LABORATORIO (QUE REPRODUZCAN vo) CON LAS ACCIONES GENERADAS POR EL SISMO

Disminuyendo la porosidad del suelo (compactacin) Abatir el nivel fretico - Tcnicas de Vibroflotacin - Terra-Probe - Inyecciones - Bombeo, Wellpoints, drenes de arena, precarga.

EJEMPLOS DE MTODOS: M MTODO SIMPLIFICADO (con tensiones cclicas) c Seed e Idriss, 1971 Idriss, MTODO DE LA LINEA DE ESTADO ESTACIONARIO (Poulos y Dobry) Dobry)


MTODOS PARA DISMINUIR EL RIESGO DE LICUEFACCIN 2. MEDIDAS PARA DISMINUIR LOS EFECTOS DE LA LICUEFACCIN Pilotaje instalado hasta la profundidad de apoyo no licuable Anclajes Pantallas que confinen la zona de apoyo de la estructura

3. MTODOS ANALTICOS M ANAL SON MTODOS APLICABLES EN CONDICIONES DE PRESIONES M EFECTIVAS, NO REQUIRIENDO RESULTADOS DE LABORATORIO PARA SU UTILIZACIN UTILIZACI ANALIZAN LA LICUACIN COMO UN COMPONENTE MS DENTRO DEL LICUACI M PROCESO DINMICO GENERADO BAJO LA ACCIN DEL SISMO. DIN ACCI EMPLEAN FUNCIONES ANALTICAS DE CRECIMIENTO DE LA ANAL TICAS PRESIN DE POROS PRESI LA CLAVE DEL MTODO SE ENCUENTRA EN EL MECANISMO CLAVE M ADOPTADO PARA LA GENERACIN Y DISIPACIN DE GENERACI DISIPACI LA PRESIN DE POROS EN FUNCIN DE LAS DEFORMACIONES PRESI FUNCI TANGENCIALES.

MTODOS PARA DISMINUIR EL RIESGO DE LICUEFACCIN 3. ACCIONES PARA MITIGAR LOS EFECTOS DE LA LICUEFACCIN Cambios en los procedimientos de operacin del proyecto (soluciones no-estructurales)

G. MITIGACIN DEL FENMENO

Mtodos de Estabilizacin in situ Cambios en el proyecto estructural (soluciones estructurales) Control de presiones intersticiales no-deseables (soluciones de drenaje)

Soluciones de recimentacin






Potencial de licuacin: Hubo licuacin4.50 4.00 Potencial Licuacion - Aceleracin Ss mica P-12 Factor Potencial (FRL) 3.50 3.00 2.50 2.00 1.50 1.00 0.50 0.00 0.0

Soluciones de disipacin de presiones intersticiales0.0

4.50

4.00

Potencial Licuacion - Aceleracin Ssm ica PS-2 Factor Potencial (FRL) 3.50 3.00 2.50 2.00 1.50 1.00 0.50 0.00

1.0

1.0

2.0

2.0

3.0

3.0

4.0

4.0

5.0

5.0

6.0 SEED-IDRIS TOKIMATSU IWASAKI

6.0 SEED-IDRIS TOKIMATSU IWASAKI

Profundidad (m)

Profundidad (m)

Potencial de licuacin: No hubo licuacinPotencial Licuacion - Aceleracin Ssmica P-12 Factor Potencial (FRL) 6.00 5.00 4.00 3.00 2.00 1.00 0.00 0.06.00 5.00 Potencial Licuacion - Aceleracin Ssm ica P-13 Factor Potencial (FRL) 4.00 3.00 2.00 1.00 0.00 0.0

Soluciones de recimentacin para tanques

0.5

0.5

1.0

1.0

Profundidad (m)

2.0

2.0

2.5

2.5

3.0

3.0

3.5 SEED-IDRIS TOKIMATSUSEED-IDRIS TOKIMATSU

3.5

Profundidad (m)

1.5

1.5

Soluciones para disipacin de presiones intersticiales











Mitigacin del fenmeno





















Curso de Cimentaciones Prof. Dr. Ing. Arnaldo Carrillo Gil

SISTEMAS HBRIDOSSensores Controlador Sensores

Proteccin Ssmica en la Cimentacin de Edificios y obras de ingeniera

Actuadores

SP Excitacin Estructura Respuesta

Sistemas de Proteccin Ssmica Sistemas PasivosAisladores de Base Disipadores de Energa Masas Sintonizadas

Sistemas HbridosAisladores Activos Aisladores Semi-Activos Masas Sintonizadas Semi-Activas

Sistemas ActivosMasas Activas Arriostres Activos Control Adaptivo

SISTEMAS ACTIVOS E HIBRIDOS

SISTEMAS ACTIVOSSensores Controlador Sensores

SISTEMAS ACTIVOS

Actuadores

Excitacin

Estructura

Respuesta

Masa Activa

Los procesadores en tiempo real procesan la informacin Los sensores instalados en la estructura miden las excitaciones proveniente de los sensores, y calculan las fuerzas de necesarias externas y la respuesta dinmica de la estructura. basndose en un algoritmo de control.

Arriostres y Tendones Activos

MASA SINTONIZADA ACTIVA

SISTEMAS PASIVOS

KYOBASHI SEIWA BLDG

Masas Activas: Princ. 4Ton, Sec. 1Ton

OSCILADOR HBRIDO

SISTEMAS PASIVOS

Aisladores de Base

Masas Sintonizadas

Landmark Tower, Yokohama, Japn

Disipadores de Energa.

OSCILADOR HBRIDO

Shinjuku Park Tower, Tokyo, Japn

DISIPADORES DE ENERGA

AISLADORES ELASTOMRICOS ELASTOM Caucho natural Caucho con ncleo de plomo Caucho de alto amortiguamiento

DISIPADORES DE ENERGA

LRB

Disipadores de Fluido Viscoso

AISLADORES DESLIZANTES Electricit de France, EERC Combinado, TASS Elstico Friccionante, Pendular Friccionante (FPS)

Disipador Nippon Steel

AISLADOR + DISIPADOR

Puente Benicia-Martinez, California FPS

Conclusiones especficas (Sismo Pisco 2007) Fenmeno de licuacin causa los mayores daos Efecto de post-licuacin debe tomarse en cuenta Procesos de mitigacin antes de obras de recuperacin Falta de manejo adecuado para gerenciar la catstrofe aduciendo que la naturaleza es la culpable Carencia de estrategias congruentes que no aprovechan la experiencia ni aprenden lecciones

Aplicaciones de Aislamiento Ssmico

Recomendaciones finales

Crear el hbito de prevencin y manejo de emergencias en todo el pas y a todo nivel Formar profesionales especialistas en catstrofes y acentuar la preparacin para la mitigacin Ayuda y soporte econmico para realizar investigacin sobre el fenmeno de licuacin y sus consecuencias en la zona de la catstrofe.

Fire Command and Control Facility, California32 HDR, costo 6% menos


CURSO CURSO CIMENTACIONES EN CIMENTACIONES EN EL NORTE DEL PERU: EL NORTE DEL PERU: RECIENTES AVANCES RECIENTES AVANCES TECNOLOGICOS TECNOLOGICOSPROFESOR: Dr. Ing. ARNALDO CARRILLO GIL

DISEO DE CIMENTACIONES SOBRE ARCILLAS EXPANSIVAS

TUMBES PIURA AMAZONAS CAJAMARCA LAMBAYEQUE LA LIBERTAD SAN MARTIN

Distribucin de suelos expansivos en el Mundo (G.W. Donaldson)

Cantidad y tipo de minerales de arcilla Naturaleza del fluido intersticial Peso unitario Contenido inicial de humedad Estructura del suelo Condiciones de carga externa Tiempo para lograr la expansin total ExpansinExpansinTIPOS DE EXPANSIONirreversible estacional

FACTORES SIGNIFICATIVOS

ANALISIS DE FALLAS POR EXPANSION EN EL NORTE DEL PERU

Aniegos localizados Ascenso de agua Lluvia y drenaje superficial deficiente Presencia de vegetacin Modificacin en el equilibrio de Humedadhumedad por infiltracin (Fenmeno de El Nio)

CAUSAS COMUNES

Cuando se edifica sobre suelo expansivo, la cubierta artificial rompe el equilibrio natural y se detiene la evaporacin y el agua superficial y profunda migra hacia el centro del rea. El agua libera las tensiones, elimina la restriccin de carga por desecacin los coloides se hinchan y el suelo se expande.

Los suelos expansivos contienen minerales con carga elctrica activa que crean separacin entre las partculas de arcilla. Las variaciones de esta carga elctrica, inducida por el humedecimiento y por diversos factores fsicos y qumicos, alteran la separacin y originan la expansin del suelo.

CASO RECIENTE TUMBES

CASO HISTORICO PUERTO DE PAITA

PROPIEDADES INGENIERILES DE LAS ARCILLAS EXPANSIVAS

AVANCES EN INVESTIGACION TECNOLOGICA

COMPORTAMIENTO DE LOS SUELOS EXPANSIVOS

CALCULO DE LA EXPANSION POR SUCCIONSegn McKeen (1992)

Donde: H es la expansin total CH es el Indice de Compresin por Succin H es el cambio de succin en el suelo t es el espesor de la capa del suelo espansivo f es el factor de confinamiento S es el factor de reduccin por sobrecarga

H = CH. H. t.f.s

El ndice de Compresin por Succin se puede estimar utilizando una relacin emprica entre el contenido de humedad y la succin H/ w. El cambio de los niveles de succin H es la diferencia entre los perfiles de succin. El valor del factor de confinamiento lateral esta relacionado teoricamente con el coeficiente de presin lateral en reposo Ko: f=(1 + 2Ko)/3, que tiene un rango de variacin de 0.5

CLASES CIMENTACIONES

Documents

Transcript of CLASES CIMENTACIONES