ExploracionSuelos

7/23/2019 ExploracionSuelos

1/65

DETERMINACIN

DELAS

PROPIEDADESDELSUELOENEL

CAMPO

NTEE050(9dejuniodel2006)

Determinacindelaspropiedadesdelsueloenelcampo

1. Tcnicasdeinvestigacindirecta.

2. Ensayosinsitu.

3. Mtodosgeofsicos.4. Instrumentacingeotcnica.

5. Muestreo.

6. AspectosgeneralesdelaNTEE050

3

Determinacin

de

las

propiedades

del

suelo

enelcampo

1.TCNICASDEINVESTIGACIN

DIRECTA

4


2/65

TablaN2.TcnicasdeinvestigacinTCNICA NORMAAPLICABLE*

MtododeensayodepenetracinestndarSPT NTP339.133(ASTMD1586)Mtodoparalaclasificacindesuelosconpropsitosdeingeniera(Sistemaunificadodeclasificacindesuelos,SUCS)

NTP339.134(ASTMD2487)

Densidadinsitumedianteelmtododelconodearena** NTP339.143(ASTMD1556)Densidadinsitumediantemtodosnucleares(profundidadsuperficial) NTP339.144(ASTMD2922)Ensayodepenetracincuasiestticaprofundadesuelosconconoyconode

friccin NTP339.148(ASTMD3441)Descripcineidentificacindesuelos(Procedimientovisual manual) NTP339.150(ASTMD2488)Mtododeensayonormalizadoparalacapacidadportantedelsueloporcargaestticayparacimientosaislados

NTP339.153(ASTMD1194)

Mtodonormalizadoparaensayodecorteporveletadecampodesueloscohesivos

NTP339.155(ASTMD2573)

Mtododeensayonormalizadoparalaauscultacinconpenetrmetrodinmicoligerodepuntacnica(DPL)

NTE339.159(DIN4094)

Normaprcticaparalainvestigacinymuestreodesuelosporperforacionesconbarrena

NTP339.161(ASTMD1452)

Guanormalizadaparacaracterizacindecampoconfinesdediseodeingenierayconstruccin

NTP339.162(ASTMD420)

Mtododeensayonormalizadodecorteporveletaenminiaturade

laboratorioensuelosfinosarcillosossaturados. NTP339.168(ASTMD4648)

Prcticanormalizadaparalaperforacindencleosderocaymuestreoderocaparainvestigacindelsitio.

NTP339.173(ASTMD2113)

Densidadinsitumedianteelmtododelreemplazo conaguaenunpozodeexploracin**

NTP339.253(ASTMD5030)

Densidadinsitumedianteelmtododelbalndejebe** ASTMD2167ConoDinmicoSuperpesado(DPSH) UNE103801:1994ConoDinmicoTipoPeck UNE103801:1994*** 5

NOPERMITIDOPARADISEO:Densidaddecampo(conodearena,balnonuclear)

6

1.POZOSOCALICATASY

TRINCHERAS.

Tcnicas

de

investigacin


Pozosocalicatasytrincheras

8


3/65

2.PERFORACIONESMANUALESYMECNICAS

Tcnicasdeinvestigacindirecta


Barrenos

Barrenos Barrenos


4/65

Espiralmotorizado

13

Espiralmotorizado

14

Equiposdeperforacin

15

Equiposdeperforacin

16


5/65

Perforaciones

17

Perforaciones

18

Perforaciones

19

Perforacionesporlavadode

agua

20


6/65

Sondajesrotatorios

21

Perforacionesrotativas:brocatricono

22

Etapadeperforacin

23

Equipoparaobtenertestigos

24


7/65

Equipoparaobtenertestigos

25

Testigosderocaconperforacindiamantina

26


2.

ENSAYOS

IN

SITU

27

Ensayosinsitu

28


8/65

TablaN3.Aplicacinylimitacionesdelosensayos

29

EnsayosInSitu

NormaAplicable TcnicadeInvestigacin

Parmetroaobtener(2)

TipodeSuelo(1)

AplicacinRecomendada

Aplicacin

Restringida

AplicacinNo

Recomendada

SPTNTP

339.133(ASTMD1586)

Perforacin(5) N

SW,SP,SM,SCSM

CL,ML,SC,MH,CH Lorestante

DPSHUNE103801:1994 Auscultacin(5) N20

SW,SP,SM,SCSM


ConotipoPeck

UNE103801:1994(4)

Auscultacin(5) Cn

SW,SP,SM,SCSM


CPT NTP339.148

(ASTMD3441)Auscultacin

(5) qc,fcTodosexcepto

gravas Gravas

DPL NTP

339.159

(DIN4094) Auscultacin(5) n SP SW,SM Lorestante

Veletade

Campo(3)

NTP339.155(ASTMD2573)

Perforacin/Calicata

Cu,St CL,ML,CH,MH Lorestante

Pruebadecarga

NTP339.153(ASTMD1194)

Asentamiento

vs.Presin

Suelosgranularesy

rocasblandas

1.ENSAYODEPENETRACINESTNDAR(SPT)

Ensayosinsitu


Ensayodepenetracinestndar(SPT)

Standard

Penetration

Test 31

EnsayodePenetracinEstndar (SPT)

Standard

Penetration

Test

(ASTMD1586)

EnsayodePenetracin

Estndar

(NTP339.139)

32


9/65

EnsayodePenetracinEstndar (SPT)

33

SPT

34

SPT

35VIDEO:20:35y23:20

Muestreador SPT

36


10/65

Muestreador SPT

37

Muestreador SPT

38

Muestreador SPT

39

Muestreador SPT

40


11/65

SPTyDensidadrelativa

Densidad

relativa N

(SPT)Muysuelta 50

41

Valoresparaarena(Bowles,2004)Tipodesuelo SPT (N70) Densidadrelativa ' (gr/cm

3)

Arenafina

12 Muysuelta 30 Muydensa >85% >38 >2.24

Arenamedia


Arenagruesa


Valoresparaarena(Bowles,2004)Densidadrelativa (gr/cm3) Tipodesuelo SPT (N70) '

Muysuelta 85% >2.24

Arenafina >30 >38

Arenamedia >40 >42

Arenagruesa >45 >5043

SPTyConsistencia

Consistencia qu(kg/cm2) N(SPT)

Muyblanda 30

44


12/65

fl:correccinporlongitud

Longituddelasbarras,lben m

Factordecorreccinporlongitud,f

l10


13/65

49

Correccin por dimetro del agujero

0.9

0.95

1

1.05

1.1

1.15

1.2

30 130 230

Dimetro (mm)

f(diametro) Datos

f =

(d+375)/500

fm:correccinpormuestreador

Revestimiento Factordecorreccin

pormuestreador,fmSinrevestimiento 1.0

Conrevestimiento:

arenasuelta

arenadensayarcilla

0.90.8

50

SPT

51

EcuacindeSkempton

SegnMeyerhoff (1957):

SegnSkempton (1986),

Avaraentre15y54,

Bvaraentre0.306y0.204,silosesfuerzosestnenkPa

52

2

v

r

NA B

D

70 702

32 0.288 32 0.288

v r

vr

N NDD


14/65

EcuacindeSkempton

,presinefectivavertical,kg/cm2

Nluegodetodaslascorrecciones(N60)53

606

7

32 28.24

v

r

v

N

D

4

0.92(%)

32 28.24 r

vv

ND

2/v en kg cm

'segnelUSNAVFACDM7

54

'segnelUSNAVFACDM7

Setienenlassiguientesecuaciones(NAVFAC,DM7):

dengr/cm3.

C1,C2,C3yC4dependendeltipodesuelo.

55

1 2

3 4

exp( )

exp( )

r

d r

C C D

C C D

'segnelUSNAVFACDM7

56

SUCS C1 C2 C3 C4

ML 26.03 0.32 1.2645 0.22SM 26.516 0.36 1.3940 0.22

SP 26.859 0.39 1.4922 0.21

SW 27.202 0.41 1.6186 0.21

GP 27.580 0.44 1.7389 0.21

GW 27.808 0.48 1.8649 0.23


15/65

Datosdearenassaturadas(seconsideraGS=2.65)

Entoncesparaestossuelossetiene:GS , y ,quesonSySAT.

58

DescripcindelSuelo s sat

Arenamalgraduada,suelta 32 1.89

Arenamalgraduada,densa 19 2.09

Arenabiengraduada,suelta 25 1.99

Arenabiengraduada,densa 16 2.16

Apartirderesultadosdellaboratorio

VT

GS

S

A 0

WTGS W GS

1 S GS

59

(1 )

1

s

s

G

G

S

SiGs=2.65y s ,sepuedeplantear:

S

S

enarenassiGS=2.65

SenecesitaconfirmarGS =2.65yhallar.

Ssaledetablas. 60

(1 ) (1 )

1 1

s w s w

s s

s

G G

G G

S

(1 )2.65

1

S

S

S S

GSi G

G


16/65

Apartirderesultadosdellaboratorio

VT

GS

S

A 0

WTGS W GS 1 S GS

61

(1 )

1 1

SS

S

SATS S

GG

GS

G G

S S

ConGs 2.65:

ConlatabladeTerzaghi

VTGTST

0 A 0

WTGTST W GT ST1 S GS

62

1S T ST

SAT

T ST

G GG

GT=2.65 Gs (delaboratorio)Consideramosquetodoelcambioesenlosslidos:

enarenassiGS2.65

63

11

1

1 1

1

SS

S T ST SAT

S T ST

S S S T ST

S T ST

S S T ST S T ST S

S S T ST S T ST S

GG

G GS

G GS

G S G G G

S G G

G G G G G GS S

G S G G G G S G

enarenassiGS2.65

64

1

( 1) ( 1)

S

S

S S T ST

T S

S S T ST S T ST S

S

S

S S

S

T S

T

S

ST

T ST

T S

T

T

S

S

T

G S G G G G S G

GG

G G

S GG SG S

GG S

GS

G

G

G

S G

GG G

G


17/65

enarenassiGS2.65

SenecesitahallarGS y.

STsaledetablas,GT=2.65 65

(1 )

1S

T ST

G

G

(1 ) (1 )

1 1

S S S

S ST ST

S

T ST

G G GS

G GGGS

G

2.ENSAYODEPENETRACIN

CONCONO

(CPT)

Ensayosin

situ


CPT

67

CPT

68


18/65

CPT

69

CPT

70

CPT

71

CPT

72


19/65

CPT

Soil Behavior Type (Robertson et al., 1986; Robertson & Campanella, 1988)

1 Sensitive fine grained 5 Clayey silt to silty clay 9 sand

2 Organic material 6 Sandy silt to silty sand 10 Gravelly sand to sand

3 Clay 7 Silty sand to sandy silt 11 Very stiff fine grained*

4 Silty clay to clay 8 Sand to silty sand 12 Sand to clayey sand**Note: Overconsolidated or cemented

CPT

74

4

8

2

6

2

24

28

0 20 40 60

q t(MPa)

Depth(meters)

0

4

8

12

16

20

24

28

0 500 1000

fs(kPa)u b(kPa)

0

4

8

12

16

20

24

28

-200 0 200 400 600 800

fs

ub

qt

CPT

75

CPT


20/65

CPT

3.CONOS

DINMICOS

(DP)

Ensayosin

situ


4.CONODINMICOTIPOPECK

(ACP)

Ensayosinsitu


FiguraN 1

80


21/65

ConodePeck

81

ConodePeck

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

8.00

0 50 100 150 200 250 300

Cp (Nmero de golpes/30 cm de penetracin)

Profundidad

(m

)

CP-1

CP-2

CP-3

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

0 50 100 150 200 250 300 350

Cp (Nmero de golpes/30cm de penetracin)

Profundidad

(m

)

CP-1

CP-2

5.PENETRMETRODINMICO

LIGERO

(DPL)

Ensayosinsitu


Penetrmetrodinmicoligero(DPL)

84


22/65

6.ENSAYO

DE

VELETA

Ensayosin

situ


Ensayodeveleta

86

Ensayodeveleta

87

2

1 2 2u uT rL c r r L c

2

2

20

3

2

2

2

23

u

r

u

u

dT d c

T d c

rT c

3

21 22 2 4

3u u rT T T r Lc c

Ensayodeveleta

88

22(3 2 )

3 u

rT c L r

ucTk


23/65

Veletas

89

Veletas

90

Veletas

91

VeletayCPT

92

Tabla N3 Aplicacin y limitaciones de


24/65

7.PRUEBA

DE

CARGA

Ensayosin

situ


TablaN 3.Aplicacinylimitacionesdelosensayos

94

EnsayosInSitu

NormaAplicable TcnicadeInvestigacin

Parmetroaobtener(2)

TipodeSuelo(1)

AplicacinRecomendada

AplicacinRestringida

AplicacinNoRecomendada

Pruebadecarga

NTP339.153(ASTMD1194)

Asentamiento

vs.Presin

Suelosgranularesy

rocasblandas

(1) SegnClasificacinSUCS,cuandolosensayossonaplicablesasuelosdedoble

simbologa,ambosestnincluidos.

(2) Leyenda:

N Nmerodegolpesporcada0.30mdepenetracinenelensayoestndar

depenetracin.

8.ENSAYOSCON

INSTRUMENTOS

MANUALES

Ensayosinsitu


Instrumentosmanuales

96


25/65

Veletaminiatura

97

9.PRESIMETRO

MENARD

Ensayosin

situ


Presimetros odilatmetroconvencional

99 100


26/65

10.DILATMETROPLANODE

MARCHETTI

Ensayosin

situ


DilatmetroplanodeMarchetti

102

Dilatmetro

Importante:estimacindemdulodeelasticidad103 104


27/65

105

11.ENSAYOSDE

PERMEABILIDAD

Ensayosin

situ


Pruebadebombeosinconfinar

107

Pruebadebombeoenunacuferonoconfinado

108

P i d d i


28/65

Determinacinde

las

propiedades

del

suelo

enelcampo

3.MTODOS

GEOFSICOS

109

Propagacindeondasssmicas

110


111

Parmetros

Tiempodeiniciodelmovimientossmico(tiempocero)

Distanciaentreelpuntodeimpactoyelsensor

Primerarribodeenergassmicaquellegaalossensores

112

DIRECTA

V1

V2

i r

REFRACTADA

ic

ic

Mt d f i


29/65

Onda SOnda R

Tiempo

Onda P

Registrodelallegadadelasondaselsticassegnsuvelocidad

Ondascompresionales (VP)Ondasdecorte(VS)Ondassuperficiales(VR)

P S RV V V

Mtodosgeofsicos

1. SASW(Spectral Analysis ofSurface Waves).

2. Reflexinssmica.

3. Refraccinssmica.

4. Crosshole,downhole yuphole.

5. Microgravedad.

6. Resistividadoconductividaddelsuelo.

7. GPR

(Ground Penetrating Radar).8. Mtodostomogrficos.

114

1.SASW(SPECTRALANALYSISOFSURFACEWAVES)

Mtodosgeofsicos


2.REFLEXINSSMICA

Mtodosgeofsicos


Reflexin y refraccin Propagacin de ondas ssmicas


30/65

Reflexinyrefraccin

1 1 2 2

( ) ( ) ( ) ( )

D S D S

Seno a Seno b Seno e Seno f

V V V V

a ab

P P Sv

PSv

e

f

1

2

b ba

P

e

f

1

2

Sv Sv P

Sv

b b

f

1

2

Sh

Sh Sh


118


119

3.REFRACCINSSMICA

Mtodosgeofsicos


Mtodo de refraccin Ensayo de refraccin


31/65

Mtododerefraccin

Aplicaciones

investigacionespreliminares

delimitacindeestratos

EquipoBsico

FuentedeEnerga

Sismmetro

Gefonos

Sismgrafo

121

Ensayoderefraccin

Aplicaciones: perfilarsuelos

detectarroca122

Estrato 1

Estrato 2

Gefono 1 Gefono 2 Gefono 4Gefono 3

Trigger

Refraccin ssmica

Geofonos verticalesFuente(Plato)

Suelo B:Vp2

ASTM D 5777

Suelo A:Vp1

Receptor

x1x2x3x4

t1

t2t3t4

Vp1 < Vp2

zR

Determinar la

profundidad delos estratos, zR

0.000

0.005

0.010

0.015

0.020

0 10 20 30 40 50Distancia desdeelorigen(m)

Estratos de suelo

Refraccin ssmica

Vp1 = 1350m/s

1

Vp2 = 4880

m/s

1z

x

2V V

V Vc

c p2 p1

p2 p1

Profundidadde cambio:zc = 5.65 m

xc = 15.0 m

Tiempoensegundos

Ensayo de refraccin Equipo


32/65

Ensayoderefraccin

125

Equipo

Gefonoverticalycableconductordesealespararealizarensayosderefraccinssmicay

ensayosenpozoabiertodepocaprofundidad

126

Disposicindelequipo

Ensayoderefraccinssmica,disposicindetalladadelaconexindecablesagefonos,trigger,equipodeadquisicinyamplificador

127

Unidaddeadquisicinyprocesamientodedatos(ensambladofinal)

128

Taladro colocado en la perforacin


33/65

4.CROSSHOLE,DOWNHOLEY

UPHOLE

Mtodosgeofsicos


Taladrocolocadoenlaperforacin

130

Ensayo CrossholeReceptor

Forro dePVC para laperforacin

Forro dePVC para laperforacin

MartilloDownhole(fuente) Transducer de

velocidad(GeofonoReceptor)

t

x

Velocidad de la onda de corte:Vs = x/t

Profundidad

del ensayo

ASTM D 4428

Bomba

Blader

InclinometroInclinometro

EnsayoDownholeOsciloscopio

Perforacincon forro

x

Intervalo

del

ensayo

Gefonos ytranductoreshorizontales

blader

BombaPlaca horizontal

Con carga vertical

Velocidad de onda de corte:Vs = R/t

z1 z2

t

R12

= z12

+ x2

R22 = z22 + x2

x

Martillo

Ondasdecorteobtenidasconuncono Ondasdecorteobtenidasconuncono


34/65

ssmico(SCPT)

133

ssmico(SCPT)

134

UpholeVariables

Fuente: explosivo

Receptores:transductoresdevelocidad 3D.

135

5.MICROGRAVEDAD

Mtodosgeofsicos


Microgravedad


35/65

Microgravedad

137

6.RESISTIVIDADO

CONDUCTIVIDADDEL

SUELO

Mtodosgeofsicos


Resistividad

139

7.GPR(GROUNDPENETRATINGRADAR)

Mtodosgeofsicos


GPR(Ground Penetrating Radar) GPR(Ground Penetrating Radar)


36/65

( g )

141

( g )

142

GPR(Ground Penetrating Radar)

143

GPR(Ground Penetrating Radar)

144

Tomografa


37/65

8.MTODOS

TOMOGRFICOS

Mtodosgeofsicos


g

Pixels

1 2

1 2

a a

a

d dt

v v

1 1 2 2a a at d S d S

1 3 4 4b b bt d S d S

1 1 3 3c c c

t d S d S

1 2 4 4d d dt d S d S

TiempodeviajedeSahastaSb

EnGeneral:

t d S

Incognita

Determinadageomtricamente

Mediciones

Tomografa Tomografa(Kilty,1990)

Disposicindelossensores

Principiodetrabajo

Inclinmetro ycasing


38/65

Determinacinde

las

propiedades

del

suelo

enelcampo

5.INSTRUMENTACIN

GEOTCNICA

149 150

Piezmetro

151

Muestreo


39/65

Determinacinde

las

propiedades

del

suelo

enelcampo

6.MUESTREO

153

1. Tipodemuestras.

2. Identificacindelasmuestras.

3. Programadeensayosdelaboratorio.

154

1.TIPODEMUESTRAS

Muestreo


TablaN4.TipodemuestrasTIPODE

MUESTRA NORMAAPLICABLEFORMASDEOBTENERY

TRANSPORTAR

ESTADODELA

MUESTRACARACTERSTICAS

Muestrainalteradaenbloque(Mib)

NTP339.151(ASTMD4220)PrcticasNormalizadasparalaPreservacinyTransportedeMuestrasdeSuelos

Bloques

Inalterada

Debemantenerinalteradaslaspropiedadesfsicasymecnicasdelsueloensuestadonaturalalmomentodelmuestreo(Aplicablesolamenteasuelos

cohesivos,rocasblandasosuelosgranularesfinossuficientementecementadosparapermitirsuobtencin).

Muestra

inalteradaentubodepareddelgada(Mit)

NTP339.169(ASTMD1587)MuestreoGeotcnicodeSuelosconTubodeParedDelgada

Tubosdepareddelgada

Muestraalteradaenbolsadeplstico(Mab)

NTP339.151(ASTMD4220)PrcticasNormalizadasparalaPreservacinyTransportedeMuestrasdeSuelos

Conbolsasdeplstico

Alterada

Debemantenerinalterada lagranulometradelsueloensuestadonaturalalmomentodelmuestreo.

Muestra

alterada

para

humedadenlatasellada(Mah)

NTP339.151

(ASTMD4220)PrcticasNormalizadasparalaPreservacinyTransportedeMuestrasdeSuelos

Enlatasellada Debemantenerinalterado

elcontenidodeagua.

156

Tomademuestrainalteradaenbloque Muestrainalteradaenbloque


40/65

158

Muestreador Shelby MuestreadorShelby

160

Muestreador shelby TubosShelby


41/65

161 162

Recipientesparamuestrasenbloque

163

Recipientemetlicoparatransportartubosshelby

164

Muestreador depistn Muestreador Denison


42/65

165 166

Muestreador Pitcher

167

2.IDENTIFICACINDELASMUESTRAS

Muestreo


Informacinenlatarjeta


43/65

Proyecto:

Ubicacin: Localidad /Provincia/Departamento

Sondaje: Cx/Px/Ax (x:nmerodesondaje)

Muestra: My (y: nm.demuestradelsondaje)

Profundidad: Inicioyfindemuestra

Tipo: Mib/Mit/Mab/Mah

Clasificacin: SUCS

Operador: Tcnico responsable(ingeniero)

Fecha:169

3.PROGRAMADEENSAYOSDE

LABORATORIO

Muestreo


10.5EnsayosdeLaboratorio

SerealizarndeacuerdoconlasnormasqueseindicanenlaTabla N 5.

171

TablaN5.EnsayosdeLaboratorio

172

ENSAYO NORMAAPLICABLEContenido de Humedad NTP 339.127 (ASTM D2216)Anlisis Granulomtrico NTP 339.128 (ASTM D422)Lmite Lquido y Lmite Plstico NTP 339.129 (ASTM D4318)Peso Especfico Relativo de Slidos NTP 339.131 (ASTM D854)Clasificacin Unificada de Suelos (SUCS) NTP 339.134 (ASTM D2487)Densidad Relativa* NTP 339.137 (ASTM D4253)

NTP 339.138 (ASTM D4254)Peso volumtrico de suelo cohesivo NTP 339.139 (BS 1377)

Lmite de Contraccin NTP 339.140 (ASTM D427)Ensayo de Compactacin Proctor Modificado NTP 339.141 (ASTM D1557)Descripcin VisualManual NTP 339.150 (ASTM D2488)Contenido de Sales Solubles Totales en Suelos y AguaSubterrnea

NTP 339.152 (BS 1377)

Consolidacin Unidimensional NTP 339.154 (ASTM D2435)Colapsibilidad Potencial NTP 339.163 (ASTM D5333)Compresin Triaxial no Consolidado no Drenado NTP 339.164 (ASTM D2850)Compresin Triaxial Consolidado no Drenado NTP 339.166 (ASTM D4767)Compresin no Confinada NTP 339.167 (ASTM D2166)Expansin o Asentamiento Potencial Unidimensionalde Suelos Cohesivos

NTP 339.170 (ASTM D4546)

Corte Directo NTP 339.171 (ASTM D3080)Contenido de Cloruros Solubles en Suelos y Agua

Subterrnea

NTP 339.177 (AASHTO T291)

Contenido de Sulfatos Solubles en Suelos y AguaSubterrnea

NTP 339.178 (AASHTO T290)

* Debe ser usada nicamente para el control de rellenos granulares.

Exploracindesuelos


44/65

Inicio(estudiosde

suelos)

Enmecnicadesueloslaexactituddelos

resultadoscalculadosnuncaexcedealdeuna

estimacincruda,

yla

funcin

principal

de

la

teora

consisteenelenseardequeycomoobservarenel

campo.

KarlTerzaghi,1936

174

Metodologageneraldeunestudio

175

Metodologadelreconocimiento

176

NTEE050(9dejuniodel2006)


45/65

Determinacinde

las

propiedades

del

suelo

enelcampo

6.ASPECTOSGENERALESDELA

NTEE050

178

NTEE050

1. Generalidades

2. Estudios

3. Anlisisdelascondicionesdecimentacin.

4. Cimentacionessuperficiales5. Cimentacionesprofundas

6. Problemasespecialesdecimentacin

179

1.GENERALIDADES

ElprogramadeexploracinylaNTEE050


NTEE050suelosycimentaciones(2006)

1.GENERALIDADES


46/65

1. Objetivo2. mbitodeaplicacin

3. Obligatoriedaddelosestudios4. Estudiodemecnicadesuelos (EMS)5. AlcancedelEMS6. ResponsabilidadprofesionalporelEMS7. Responsabilidaddelaaplicacindelanorma8. Responsabilidaddelsolicitante

181

2.ESTUDIOS

Elprograma

de

exploracin

yla

NTE

E050


NTEE050suelosycimentaciones(2006)2.ESTUDIOS

9. Informacinprevia10.Tcnicasdeinvestigacin11.Programadeinvestigacin

12.InformedelEMS

183

Informacinexistente:Tomografassmica

184

Informacinexistente:Tomografassmica Informacinexistente:Tomog.ssmica3D


47/65

185 186

Requerimientosdelproyecto

187

TablaN1.Tipodeedificacin

CLASEDEESTRUCTURADISTANCIA

MAYORENTREAPOYOS (m)

Nmerodepisos(Incluidoslosstanos)

3 4a8 9a12 >12Aporticada deacero


48/65

Determinacinde

las

propiedades

del

suelo

enelcampo

7.ELPROGRAMADE

INVESTIGACIN

189

Tipodeedificacin Nmerodepuntosde

investigacin(n)

A 1cada225m2

B 1cada450m2

C 1cada800m2

UrbanizacionesparaViviendasUnifamiliaresdehasta3pisos

3porcadaHa.deterrenohabilitado

(n)nuncasermenorde3.

190

FiguraN 2(C1).Profundidaddecimentacin(Df)enzapatassuperficiales

191

FiguraN 2(C1).Profundidaddecimentacin(Df)enzapatasbajostanos

192

FiguraN 2(C1).Profundidaddecimentacin(Df)enplateasosolados

FiguraN 3(C2).Profundidaddecimentacin(Df)


49/65

193 194

Profundidaddesondajes

195


196

Profundidaddesondajes Profundidaddesondajes


50/65

197 198


199


200

Profundidaddesondajes Profundidaddesondajes


51/65

201 202


203 204


52/65

205

Nmeroyespaciamientoentresondeos

207

Nmeroyespaciamientoentresondeos

208

Nmeroyespaciamientoentresondeos Nmerodesondajes


53/65

209 210

Nmerodesondajes

211

Nmerodesondajes

212

Ubicacindesondajes

Ubicacindesondajes


54/65

sondajes

213 214

Determinacindelaspropiedadesdelsuelo

enel

campo

8.ELINFORMEDELEMS

215

Resumendelascondicionesdecimentacin

De acuerdo con la Norma Tcnica de Edificaciones E-050 Suelos y

Cimentaciones, la siguiente informacin deber transcribirse en los planos de

cimentacin. Esta informacin no es limitativa, y deber cumplirse con todo lo

especificado en el presente Estudio de Suelos y en el Reglamento Nacional de

Construcciones.

216

Tipo de Cimentacin:Estrato de apoyo de la cimentacin

Parmetros de Diseo de la Cimentacin:

Profundidad de Cimentacin:

Presin Admisible:

Factor de Seguridad por Corte (esttico, dinmico):

Asentamiento Diferencial Mximo Aceptable:

Agresividad del Suelo a la Cimentacin:Recomendaciones Adicionales:

ResumendelascondicionesdecimentacinTipodeCimentacin:Alternativa1:zapatasaisladasocontinuas,deconcretoarmado.Alternativa 2: platea de cimentacin con vigas de concreto armado

Ejemplo:SismicidadEnelpresentecasoparadeterminarlasismicidaddellugarsehananalizadolasaceleracionesprocedentesdelosmapasde


55/65

217

Alternativa2:plateadecimentacinconvigasdeconcretoarmado.

Estratodeapoyodelacimentacin:Gravaarenosamedianamentedensa

ParmetrosdeDiseodelaCimentacin:

ProfundidaddeCimentacin:Alternativa 1:1.50mohastapenetrar0.20menlagravaarenosa.Alternativa 2:Plateasobreunrellenocontroladode0.45myconvigas (perimetraleseinteriores) de 0.70mdeperalte.

PresinAdmisible:Alternativa1: 5.00kg/cm Alternativa2: 1.20kg/cm

FactordeSeguridadporCorte(esttico,dinmico):Mayora3y2,50

AsentamientoDiferencialMximoAceptable:0.80cm

AgresividaddelSueloalaCimentacin:Nodetectada

RecomendacionesAdicionales: Nodebecimentarsesobreturba,sueloorgnico,tierravegetal,desmonte,rellenosanitarioorellenoartificialyestosmaterialesinadecuadosdebernserremovidosensutotalidad,antesdeconstruirlaedificacinyserremplazadosconmaterialesadecuadosdebidamentecompactados.

p paceleracionesmximasenlarocaparaperodosderecurrenciassmicade30,50y100aospropuestasporCasaverdeyVargas

(1980)losqueindicanqueelterrenoestudiadoseencuentraenunazonadesismicidadmuyalta.

DeacuerdoalReglamentoNacionaldeConstrucciones,NormasTcnicadeEdificacinE.030 DiseoSismorresistente, elreaestudiadatienelassiguientescaractersticas:

218

Parmetro ValorTipodesuelo S1Perodo(Tp) 0.4Amplificacindelaaccinssmica(S)

1.00

12.2PlanosyPerfilesdeSuelos12.2.aPlanodeUbicacindelProgramade

Exploracin

Planotopogrficooplanimtrico (verelArtculo9

(9.1))delterreno,relacionadoaunabasedereferenciaymostrandolaubicacinfsicadelacota(oBM)dereferenciautilizada. EnelplanodeubicacinseemplearlanomenclaturaindicadaenlaTablaN 7.

219

TablaN7.Tcnicasdeinvestigacin

220

TCNICADEINVESTIGACIN

SMBOLO

PozooCalicata C nPerforacin P n

Trinchera T n

Auscultacin A n


56/65

Diseodecimentaciones

1 Anlisis de las condiciones de cimentacin

Determinacindelaspropiedadesdelsuelo


57/65

1. Anlisisdelascondicionesdecimentacin.

2. Cimentacionessuperficiales.

3. Cimentacionesprofundas.4. Problemasespecialesdecimentacin.

225

1.ANLISISDELASCONDICIONES

DECIMENTACIN.

Diseode

cimentaciones

enelcampo

NTEE050suelosycimentaciones(2006)3.ANLISISDELASCONDICIONESDE

CIMENTACIN13.Cargasautilizar14.Asentamientotolerable

15.Capacidaddecarga16.Factordeseguridadfrenteaunafallaporcorte17.Presinadmisible

227

FiguraN 5.Asentamientodiferencial

228

TablaN 8.Distorsinangular=

=/L DESCRIPCIN Determinacindelaspropiedadesdelsuelo


58/65

1/150 Lmite en el que se debe esperar dao estructural en edificios

convencionales.

1/250 Lmite en que la prdida de verticalidad de edificios altos yrgidos puede ser visible.

1/300 Lmite en que se debe esperar dificultades con puentes gras.

1/300 Lmite en que se debe esperar las primeras grietas en paredes.

1/500 Lmite seguro para edificios en los que no se permiten grietas.

1/500 Lmite para cimentaciones rgidas circulares o para anillos de

cimentacin de estructuras rgidas, altas y esbeltas.

1/650 Lmite para edificios rgidos de concreto cimentados sobre un

solado con espesor aproximado de 1.20 m.

1/750 Lmite donde se esperan dificultades en maquinaria sensible a

asentamientos.

229

2.CIMENTACIONES

SUPERFICIALES.

Diseode

cimentaciones

enelcampo

NTEE050suelosycimentaciones(2006)4.CIMENTACIONESSUPERFICIALES

18.Definicin19.Profundidaddecimentacin20.Presinadmisible

21.Cimentacinsobrerellenos22.Cargasexcntricas23.Cargasinclinadas24.Cimentacionessuperficialesentaludes

231

Ejemplo:Profundidaddecimentacin

Teniendoencuentalascaractersticasdelasestructurasyelperfildelsueloencontrado,serecomiendaemplearunaprofundidaddecimentacingenricade1.40mconrespectoalasuperficienaturaldelterrenooelniveldelpisoterminadodelstano,paraproporcionaralacimentacinun

confinamientoadecuado;sialllegaraesaprofundidadnosehapenetrado0.30menlagravaarenosamedianamentedensa,secontinuarexcavandohastapenetrar0.30menella.Enestecasoladiferenciadeniveles,entreelniveldecimentacinpropuesto(1.40m)yelnivelfinaldelaexcavacinparapenetrar0.30menlagravaarenosamedianamentedensa,serrellenadoconconcretociclpeoenproporcin1:10(cemento:hormign)conunfcmnimo

de

80

kg/cm

2

con

adicin

de

piedra

grande

de

3

a

8,

representandostaunmximode30%delvolumentotaldelamezcla.

232

20.Presinadmisible

SedeterminasegnloindicadoenelCaptulo3.

FiguraN 6.CimientosCargados


59/65

g p

233

CargadosExcntricamenteRef.:NAVFACDM7

234

23.Cargasinclinadas

Lacargainclinadamodificalaconfiguracindelasuperficiedefalla,porloquelaecuacindecapacidaddecargadebersercalculadatomando

encuentasuefecto.

235

ResumenSUELOCOHESIVO(presinadmisiblecontroladaporcorte)

SUELOGRANULAR(presinadmisiblecontroladaporasentamiento)

236

1

ca c c

q s i cNFS

1.4

0.75

0.00375 T F NF

Nq f f

B

Ejemplo:Presinadmisibleengrava

Lossuelosexistentesdentrodelaprofundidadactivad l i t i l E t l l

Ejemplo:Presinadmisibleengrava

1.4

0 00375N

f f


60/65

delacimentacinsongranulares.Enestossueloslapresinadmisibleseencuentracontrolada

normalmenteporasentamientosyesfuncindelanchodelazapata,delasentamientomximopermisibleydelnmerodegolpesporpieobtenidoenelensayoestndardepenetracin.Elvalorpromedioestimadodelensayodepenetracinestndar(S.P.T.)dentrodelaprofundidadactivaZIesdeN=40.Ladistorsinangularmximapermisibleeneltipodeestructuraspropuestases1/500.ElvalordepresinadmisiblesecalcularempleandoelmtodopropuestoporTerzaghi,Peck,yMesri,G.yestdadapor:

237

Para:

N 40(yacorregido)B 2.00mt 10.7(seconsideraunadistanciamximaentrecolumnasde

4myunadistorsinangularde1/500, dif=4,000/500=8mm. Terzaghiindicaquelarelacinentreelasentamientototaldeunazapatayeldiferencialconelresto,sisediseaconelqadelazapatamayoresde4/3,luego, t=8/0.75=10.67mm)

fNF

1(noseprevvariacindelnivelfretico)fF 1(zapatacuadrada)Entonces,lapresinadmisibleresultaser:qa=4.00kg/cm

2(sale4.16)238

0.750.00375

T F NF

q f fB

Ejemplo:Presinadmisibleengrava(FSporcorte)

Lacapacidaddecargadeunazapatacimentadasobresuelogranularestdadaporqd = 1DfNq + 0,42B NParaN=40elngulodefriccininterna(')resultaser

iguala:43 paracargasdegravedady41 duranteunsismoylosfactoresdecapacidaddecargaresultanser:

Remplazando:Df : 1.30m

1

: 1.85gr/cm3

2 : 2.31gr/cm3

239

Cargasdegravedad CargasdinmicasNq 96.4 72.1N 165.0 110.1

Ejemplo:Presinadmisibleengrava(corte)

Seobtiene(qdenkg/cmparaBenm):qdesttico = 23.2 + 19.1B

qddinmico = 17.3 + 12.7B

Enestasexpresionesseobservaqueqdesmayorque23.2y

17.3kg/cm(casosestticoydinmicorespectivamente). Comparandoestosvaloresconlapresinadmisibleporasentamiento,podemosconcluirquesilaszapatassedimensionandeacuerdoalapresinadmisibleporasentamiento,losfactoresdeseguridadsatisfacenlasexigenciasdelaNTEE.050,desermayorque3paracargasestticasy2.5durantelaaccindeunsismo.Porlotanto,lapresinadmisible(estticaydinmica)seencuentracontroladaporasentamientosyes:qa=4.00kg/cm

2

240

Resumendelascondicionesdecimentacin

TipodeCimentacin: Zapatasaisladasocontinuas,deconcretoarmado.

Estrato de apoyo de la cimentacin: Grava arenosa medianamente densaDeterminacindelaspropiedadesdelsuelo

l


61/65

241

Estratodeapoyodelacimentacin:Gravaarenosamedianamentedensa

ParmetrosdeDiseodelaCimentacin:

ProfundidaddeCimentacin:1.30mohastapenetrar0.30menlagravaarenosa.PresinAdmisible:4.00kg/cm

FactordeSeguridadporCorte(esttico,dinmico):Mayora3y2,50

AsentamientoDiferencialMximoAceptable:0.80cm

AgresividaddelSueloalaCimentacin:Nodetectada

RecomendacionesAdicionales: Nodebecimentarsesobreturba,sueloorgnico,tierravegetal,desmonte,rellenosanitarioorellenoartificialyestosmaterialesinadecuadosdebernserremovidosensutotalidad,antesdeconstruirlaedificacinyser

remplazadosconmaterialesadecuadosdebidamentecompactados.

3.CIMENTACIONES

PROFUNDAS.

Diseo

de

cimentaciones

enelcampo

NTEE050suelosycimentaciones(2006)5.CIMENTACIONESPROFUNDAS

25.Definicin26.Cimentacinporpilotes27.Cimentacinporpilares

28.Cajones

de

cimentacin

243

4.PROBLEMASESPECIALESDECIMENTACIN.

Diseodecimentaciones


NTEE050suelosycimentaciones(2006)6.PROBLEMASESPECIALESDE

CIMENTACIN29 S l l bl

29.Sueloscolapsables


62/65

29.Sueloscolapsables

30.Ataque

qumico

por

suelos

y

aguas

subterrneas31.Suelosexpansivos32.Licuacindesuelos33.Sostenimientodeexcavaciones

245 246

Figura7.Criteriosdelpotencialdecolapso

247

Ejemplo:Agresividaddelsuelo

Muestra Profundidad,m Sulfatos

(ppm)Cloruros

(ppm)Sales(ppm)

C1 1.001.20 300 364 1,808

C2 1.001.20 322 373 1,709

C3 1.001.20 659 506 2,294

C4 1.001.20 435 569 2,208

C5 1.201.40 360 410 1,863

C6 2.302.50 720 170 1,385

C8 1.001.20 80 25 319

248

Figura8.Clasificacindecambiodepotencialdevolumenparasuelosarcillosos

Tabla10.Clasificacindesuelosexpansivos


63/65

249

Potencial

deexpansin

%

Expansinenconsolidmetro,bajo

presinvertical

de

7

kPa (0.07kgf/cm2)%

ndicede

plasticidad

Porcentajede

partculasmenoresque

dosmicras

Muyalto >30 >32 >37Alto 20 30 23 45 18 37

Medio 10 20 12 34 12 27Bajo


64/65

Figura11.Elevacintpicadecalzadura


65/65

257

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