ACTA DE LA SESION ORDINARIA DEL COMIT DE SEGURIDAD CORRESPONDIENTE AL MES DE SETIEMBRE DE 1996

GEOTECNIA: Es la ciencia que se ocupa del estudio y caractersticas del comportamiento de los suelos y de las rocas, relacionada a su aplicacin practica a los productos de construccin civiles y mineras ( esto reafirma el concepto de geotecnia) como la ciencia que se ocupa en las modificaciones de los estados de equilibrio y tensin de la corteza terrestre

CUANDO EN EL mbito DE , INFORNE, TRABAJO, SE Encuentre EL TERMINO ESTUDIO GEOTECNICO INPLISITAMENTE SE DEBE ENTENDER : 1ERO QUE NOS ESTANOS REFIRIENDO A LA INTERACCION DE LAS DISIPLINAS MENSIONADAS ANTERIORNENTE. 2DO SE DEBE ACLARAR QUE UN ESTUDIO GEOTECNICO EN EL AMBITO DE LA INGENIERIA COMPRENDE 4 AREAS BIEN DEFINIDAS Y DIFERENSIADAS COMO SON:

A)ESTUDIO GEOTECNICO DEL SITIO(ESTABILIDAD DE TALUDES, GEODINAMICA, GEONORFOLOGIA, ETC, JB) ESTUDIO GEOTECNICO DE CIMENTACIONES (PUENTES, PRESAS, NUROS, EDIFICACIONES, ETC)

S) ESTUDIO GEOTECNICO DE TUNELES Y MEDIO TUNELES

D) ESTUDIO GEOTECNICO DE AREAS O SECTORES CRITICOS DE CONPLEJIDAD GEOLOGICA.MECANICA DE SUELOS, EN CONSECUENSIA UN ESTUDIOI GEOLOGICO CON EL APOYO. ES INSUFISIENTE PARA IDENTIFIKAR Y .ANALIZAR Y FORNULAR LAS SOLUSIONES GEOTEKNIKAS QUE DENANDA LA INGENIERIA .POR LO TANTO LA GEOTEKNIA NO DEBE LINITARSE A LA INFORNASION SOBRE LOS SINTONAS de los problemas (inclinacin de rboles) sino a la identificacion, evaluacin, anlisis y solucin de los problemas.

,La geotecnia debe activar a la interpretacin y a aplicacin de la solucin de ingeniera , partiendo de la determinacin, de la unidades geomorfolgica, litologa, tipos de suelos, as estableciendo sus parmetros geomecanicos , su comportamiento estructural Y SU RELASION KON LOS KORTES, KARGAS, ESFUERZOS DE LAS OBRAS (BIAS, EDIFISIOS, TUNELES); COmPLENTOS QUE SE ALCANZAN NEDIANTE LAS HERRANIENTAS de la mecnica de suelos, mecnica de rocas , hidrologa, hidrulica , topografa, etc

CLASIFICACION ASTO::::: TAREA.

2da CLASE Geotecnia es una ciencia aplicativa que puede ser producto de la mecnica de suelos, rocas, hidrologa, hidrulica. Es un compendio de todas las ciencias para usarlas en beneficio en varias obras civiles. El geotecnista tiene que realizar el informe que contemple todas las especialidades. El que calcula la cimentacin tiene que saber dnde de estar enterrada la zapata y esto se realiza mediante clculos. Cada especialista siempre aporta cada informacin. Al inicio de la carreta nos mandar a verificar las calicatas, pero esto no se da en estructuras grandes. Las perforaciones diamantinas (por rotacin) y es por esto que las brocas pueden ser tanto de diamante o tambin de tungsteno, pero siempre dependiendo de la dureza de la roca. Cuando la matriz de la roca es suave se va a usar una broca dura y viceversa y esto se debe a que la broca se va gastando. Suelo es un conjunto de minerales los cuales se encuentran disgregados, por lo que no necesitan esfuerzos para poder separar a los minerales ya que estos estasn en forma disgregada. Un suelo Cohesivo, lo cual se produce por otros elementos con los cuales se ligan. El suelo y la roca tiene friccin y cohesin, pero en se tiene valores diferentes a los de los suelos. El ensayo triaxial en el estudio de suelos nos dara el angulo de friccion En que suelos es mayor la cohesion y friccion ? Cual es el trabajo en un suelo.

La existencia que el ingeniero civil como el gelogo, civil analizan el suelo desde diferentes pountos de vista. Sin embargo cualquier clasificacin debe estar basada en la propiedades fsicas y mecnicas de los suelos ya que estasson fundamentales en la aplicacin de la ingeniera.Dell gran numero de sistemas prpuestos , el sistema unificado de clasificacin de suelos (SUCS) y el sistema de clasificacin de la asociacin americana de funcionario de caminos pblicos (AASHTO-M145) son las mas ampliamaente usadas en el mundo. Todo los sistemas propuestos usan los tamalos de las partculas para diferenciar las clasifaciones generales de grupo, tales como grava, arena, limo, arcilla, etc y los limites de atterbeg como parte del proceso final de clasificacin; en especial para trabajos de ingeniera .

SISTEMA DE CLASIFACACION UNIFICADO

Esta basado en la identificacin de los suelos segn sus cualidades estructurales y de plasticidad , y su agrupacin de construccin em ingeniera . La base d ela clasificacin d elos suelos esta en la siguientes propiedades : Porcentaje de grava , arena , y finos(matrial que pasa por la malla 200) Forma de la turba de distribucin granulomtrica Caracteristicas de plasticidad y compresibilidad Deacuerdo a estas caractersticas se establecen 4 fracciones de suelos :

Cantos rodados, gravas, arenas y finos (limo o arcilla).Los limites de demarcacin se dan en la tabla II(1), donde los suelos se separan en 3 divisiones : Suelo de grano grueso Suelos de grano fino Suelos altamente organicoSuelos de grano grueso son aquellos en que mas del 50 % es retenido de la malla # 200 .Suelos de grano fino son aquellos que mas del 50% pasa la malla #200.Suelos de altamente organicos solo pueden identificarse generalmente por inspeccin visual .

Los suelos de grano grueso de dividen en :1. Gravas : si mas de la mitad de la fraccin gruesa es retenida en la malla #4 .2. Arenas: Si mas de la mitad de la fraccin gruesa esta entre el tamao de las mallas #4 y la #200 .

Tanto las gravas (G) como las arenas (S) se dividen en 4 grupos secundarios segn las letras sufijos (W y P)

G: W y PS: W y PGw: Grava bien graduadaGp: Grava pobremente graduadaSw:arena bien graduadaSp:Arena pobremente graduada

Los suelos de grano fino se subdividen en limos (M), arcillas (C) y suelo organico ( O ) ; adems trabajan con los sufijos L: baja plasticidad y H: alta plasticidad

Ml: Limo de baja plasticidad.Ch: Arcilla de alta plasticidad

Ejemplo:Hc-Ml: En este caso el H es mejor que el L.Este a la vez es un limo arcilloso de alta plasticidad.Siempre el mejor va primero y el peor va despus. Siempre puede haber 2 cpmbinaciones.

GP-SP-ML: Nuinca va ahaber 3 . En todo caso que salga 3 se escoge el mejor con el peor . Tanto para ver el coeficionete de clasificacin.

Los suelos orgnicos usualmente son muy compresivos y tienen caractersticas inadecuadas en construccin y se clasifican dentro del grupo designado como Pt (turba) por ejemplo tenemos los suelos de los pantanos los cuales son ejemplo tpico de Pt.

MAANA A CLASIFICACION SUCS

Tipos de muestras : alteradas e inalteradas

La muestras inalteradas son las que han sufrido distorsiones y las alteradas son las que se consideran que conservan intactas sus propiedades naturales . ,A estas muestras se pueden obtener de forma directa, haciendo una excavacin y otra empleando muestreadores especial por lo que no va a alterar el suelo.

PARAMETRO QUE NOS PROPORCIONAN LA MECANICA DE SUELOS:

La densidad relativa Dr indica el grado de empaquetamiento en suelos no cohesivos. principalemnte gravas y arenas limpias .

Angulo de friccion (Fi): Es la representacin matemtica del coeficiente de rozamiento interno de los materiales el cual es un concepto bsico de la fsica. Depende de varios valores .

Coeficiente de rozamiento: Es igual a la Tg (fi) y depende de varios factores entre ellos El tamao de los granos Forma de los granos Distribucion de los tamaos de los granos Densidad Si un suelo es uniforme, si es cuando todos los granos son iguales PRESION DE POROS (U) Es la presin interna del agua de saturacin . La presin de poros dentro del suelo depende de la localizacion de los niveles freticos, presiones internas de los acuferos y las caractersticas geolgicas del sitio .

La presin de poros varia deacuerdo a las variaciones del rgimen de aguas subterrneas , debe tenerse en cuenta que los incrementos de presin pueden ocurrir rpidamente en el momento de una lluvia y depende de la intensidad de la lluvia , de la rata de infiltracin .

Resistencia al Corte no drenado (Cq): Se define como la diferencia entre la tensin principal mayor y menor en rotura, donde el esfuerzo mayor y el esfuerzo menor son respectivamente las tensiones principales mayor y menor en el momento de la rotura del suelo y dependen del tipo de material, grado de confinamiento y de la historia de la historia de tensiones. Asi por ejemplo de ndice de poro elevado presentan valores de Cq menores lo que implica menor resistencia del suelo , en cambio suelo de ndice de poro son mas confinados por lo tanto presentan un valor de Cq mayor , lo que indica mayor resistencia

Relacion de Sobreconsidalacion : SE define como el cociente entre la presin de pre consolidacin y la .efectiva a la profundidad en que se encuentra la mquina,

Desde el punto de vista geotcnico se distinguen suelos no consolidados de los suelos sobreconsolidados . Normalmnete consolidados son auqellos que han soportado tensiones mximas histricas similares a las tensiones que soportan actualmente ; es decir corresponden a suelos que han sido cargados , en cambio los suelos sobreconsolidados son aquellos que han sido cargados y descargados , es decir las tensiones mximas histricas que han soportado han sido mayores que las actuales . Este concepto se expresa a travs del grado de sobreconsolidacion

CIMENTACIONES 29/05/2014

Todo tipo de estructura cualquiera que sea, al apoyarse a un terreno (suelo o roca) a esto se llama cimentacin.

Todas las estructura indican una carga de suelo. Esta parte de la estructura a menudo esta x debajo del nivel del terreno. Permite la carga a un estrato resistente y se denomina cimentacin . Para el caso de estructuras en tierra y enrocado (roca) la interfase de la estructura y la cimentacin podra no estar claramente definida , sin embargo, las estructuras construidas con acero, maposteria, o concreto , la cimentacin se identifica con claridad. Por lo tanto cimentacin se refiere tanto al suelo situado bajo la estructura como a cualquier elemento que sirva para transmitir las cargas . En consecuente una cimentacin es en realidad la superposicin de 2 problemas diferentes; uno que corresponde a la pregunta : De que esfuerzo puede comunicar el cimiento o conjunto de ellos al terreno sin sobrepasar la resistencia de este? , es decir sin provocar una falla, y el segundo problema es la respuesta a la pregunta de que deformacin va a sufrir el suelo y por ende la cimentacin al aplicarse los esfuerzos. El problema de la cimentacin es calcular cuanta carga va recibir el suelo y la otra pregunta es saber cuanto se va a deformar dicho suelo.

En consecuencia la teora que resuelve la 1era pregunta, es la teora de capacidad de carga y la teora que resuelve la 2da pregunta es la anlisis de asentamiento ( o en algunos casos de expansiones ). El comportamiento del suelo es prcticamente como un globo.

Todo esto esta normado y controlado por la experiencia y el ingenio del constructor tanto como A de la naturaleza del terreno; B ajenos a la capacidad de carga y deformacin de terreno (factores econmicos). Factores circunstanciales:1. F2. Equipos de produccin

El flujo de agua tambin hacer cambiar las caractersticas del suelo

FACTORES ECONOMICOS: Hay estructuras donde uno puede poner, en donde los suelos vana resistir toda la carga.

DISPONIBILIDAD DE MATERIALES:

OBJETO DE UNA CIMENTACION: Es proporcionar el medio para que las cargas de las estructuras concentradas en las columnas o muros se transmitan al terreno produciendo en este un sistema de esfuerzo que puedan ser resistidos con seguridad , sin producir asentamiento o con asentamientos tolerables, ya sean estos uniformes o diferencial.

PARTES DE UNA ESTRUCTURA:

En toda estructura es necesario, distinguir 2 partes principales :1. La superestructura; es la parte de la estructura que esta formada , por las losas, travers , muros, columnas, etc .2. La subestructura, que es la parte de la estructura que sirve, para transmitir las cargas al suelo de cimentacin.

CRITERIOS PARA ELEGIR UN TIPO DE CIMENTACION:

Para seleccionar el tipo de cimentacin , mas conveniente, que este deacuerdo con la caractersticas mecnicas, del suelo de desplante y para que los asentamiento tanto totales como diferenciales queden dentro de los limites permitidos, segn el tipo de estructura , se puede seguir estos alineamientos:

1. Usar zapatas aisladas en suelos de baja compresibilidad ( coeficiente de curvatura menor a 0.2) donde los asentamientos diferenciales entre columnas puedan ser controlados empleando el mtodo de asentamientos iguales .2. Cuando los suelos son de compresibilidad media (coeficiente de curvatura entre 0.2 y 0.4 ; para mantener los ansetamientos en limites permitidos deben emplearse zapatas continuas rigidizadas con viga de cimentaciones .3. Cuando las cargas son bastante pesadas y del empleo de zapatas continuas ocupen cerca del 50% de rea del edificio en planta mas econmico es la rosa de cimentacin .4. En aquellos suelos de compresibilidad media, alta a muy alta y adems que tengas la capacidad de carga , se recomienda el uso de cimentaciones compensadas (estos suelos presentan ndice de compresibilidad entre 0.2 y mas de 0.4.5. Cuando la cimentacin por compensacin no es ecnomamente adecuada para soportar cargas , pueden cambiarse , la compensacin por pilotes de friccion .Pilote de punta: cuando se transmite la carga a la roca

6. Cuando las cargas son muy elevadas y los suelos son de baja capacidad de carga, debe usarse pilotes de punta apoyados en un estrato resistente

REQUISITOS QUE DEBE SATISFACER UNA CIMENTACION:

1. La estructura no debe deslizarse sobre el suelo .2. La estructura no debe volcarse .3. La unin entre vigas y pilotes, no debe romperse .4. Ningun pilote resitira una carga menor al 30% del trabajo de diseo .5. El esfuerzo unitario sobre el suelo de cimentacin, en ningn punto exceder al esfuerzo accmisible de trabajo mas 33%6. Los elemento de cimentacin, las uniones, la superestructura y la cimentacin , no debern soportar esfuerzos mayores a los especificados en el reglamento . Definido el problema de cimentacin, deacuerdo a las condiciones arriba sealadas (las teoras), tendremos idea del tipo de cimentacin que se deba emplear, es decir ser del tipo superficial o profundo

SUPERFICIAL: Es un termino que se emplea para definir un sietema constructivo , en que las cargas de la estructura se transmiten directamente al terreno situado bajo las mismas .

TIPOS DE CIMENTACION

En resumen, la naturaleza del terreno y del tipo de la estructura que haya de ser cimentada , permitir llegar ms o menos a definir el problema (tipos de cimentacin, es decir definir si ser equipo superficial o profundo).

CIMENTACIONES SUPERFICIALES:

Son aquellas en que la profundidad de desplante, no exceden de 4 a 5 veces el ancho de cimiento , en realidad no hay un criterio completamente preciso .

Tambien se dice que cimentaciones superficiales, son aquellas cimentaciones realizadas en el suelo a una profundidad pequea .

Tambien se puede fundamentar que una cimentacin es superficial cuando la relacin H/B es menor que 5 , en que H = profundidad de cimentacin y B =Ancho de cimentacin.

Esta formula es valida para zapatas corridas de longitud infinita o al menos suficientemente grandes en comparacin con su ancho B; por ejemplo la zapata del muro perimetral de toda la Universidad .

CIMENNTACIONES PROFUNDAS

La necesidad de encontrar estratos resistentes es el origen natural cimentaciones profundas ; son aquellas cimentaciones realizadas en un suelo a gran profundidad debido a que las capas con niveles superficiales del terreno , desde el punto de vista geotcnico son de mala calidad (baja resistencia, riesgos de asiento importantes, inconsistencia o presencia de suelos compresibles y/o sensible a licuacin.

Las cimentaciones profundas se pueden realizar por medio de pilotes, pozos y cajones.

PILOTES: Son piezas largas y de poca seccin, que sirve de unin entre el suelo estable y la cimentacin , atravensando las capas de terreno que se juzgan que son malas. Los pilotes pueden ser de:1. Hormigon armado2. Madera

Los mas utilizados son de hormign armado.

POZOS: No son otra cosa de pilotes de seccin transversal importante. Se realizan en hormign y hormign armado.

CAJONES: (CAISSON) Son cajas huecas que se colocan en el interior del suelo, mediante excavacin progresiva el interior de la caja. Son de hormign armado

Para calcular la capacidad de carga limite de una cimentacin continua de poca profundidad de desplante igual o menor que el ancho de la cimentacin para : falla por corte local y punzonamiento. Terzagui corregio su formula para corte general asi :

Hizo que Nc sea igual 0.57 y Nc=0

Los valores de Mc, Mq y Mk, para fallas de corte general, se obtiene empleando las curvas de trazo continuo (ver tabla 1. )Los valores de ..empleando las curvas punteadas. Terzagui desarrollo su teora nicamente para el caso de cimentaciones continuas ; para el caso de cimentaciones cuadradas o circulares no hay estudios tericos que resuelvan el problema, sin embargo en base a diferentes resultados experimentales modifico su formula fundamental y presento las siguientes formulas empricas aplicables a estos clculos(VER CUADERNO 2)

1. ZAPATAS CUADRADAS Y FALLAS POR CORTE GENERAL.Ver las 4 formulas

2. Zapatas cuadradas y falla por corte local o punzonamiento3. Para zapatas circulares y fallas por corte general 4. Para zapatas circulares y falla por corte local y punzonamiento

En todas las expresiones anteriores Qd es igual a la capacidad de carga limite dada en toneladas por metro cuadrado o kg/cm2.C es la cohesion del suelo en Tn/m2 o en kg/cm2. Ganma es el peso volumtrico del suelo en toneladas por metro cubico o Kg/cm3. Z es la profundidad de desplante de la cimentacin en metros. B es igual al ancho de la zapata cuadrada o dimensin menor de la zapata rectangular en metros. R es el radio de la zapata circular en metros y Nc , Nq,Nganma, Nc, Nq y Nganma son los factores de carga que se pueden obtener de la grafica de la figura numero 4.

Para zapatas cimentadas sobre arcillas blandas en angulo de friccion interna se considera igual a 0, en consecuencia los factores de capacidad de carga sern:

Nc= 5.7 Nq= 1 Nganma=0

Se concluye que Qd es la capacidad de carga limite mas no la capacidad de carga admisible o de diseo de cimentacin . (VER CUADERNO 3)

La capacidad de carga admisible Qc o Qa, se obtiene dividiendo la cpacidad de carga limite entre un factor de seguridad que Terzagui recomienda no sea menor de 3.

De concluido el calculo de Qd, es necesario calcular el asentamiento a fin de verificar si tendr o no valores aceptable .

Si la arcilla es normalmente consolidada es probable que el asentamiento sea excesivo, concluyndose la cimentacin elegida sea de las zapatas aisladas ; por lo contrario si la arcilla es preconsolidada el asentamiento diferencial es generalmente tolerable .

COHESION: Es la adherencia entre las partculas de un suelo debido a la atraccin entre ellas como resultado a las fuerzas moleculares y se da en Kg/cm2 .

Angulo de Friccion Interna: Es un valor de convenio introducido para simplificar los clculos y se le considera constante (siendo esto cuestionable no lo es); este angulo de friccion interna depende de la uniformidad de las partculas del suelo, de tamao y forma de las fracciones y de la presin normal (las arenas lavadas y secas no poseen cohesion) , las arcillas blandas se comportan como si la resistencia al corte fuese igual a 0 .

FACTOR DE SEGURIDAD (Fs): El valor del cual se diseara una estructura conocida como capacidad de carga admisible o carga de trabajo , ser siempre menor que el de la falla ; debiendo estar lo suficientemente separada de este valor para dar mrgenes de seguridad que cubran ciertas incertidumbres referentes a las propiedades fsicas de los suelos, en la practica se determina el factor de seguridad siguiendo las siguientes consideraciones :

CONSIDERACIONESVALOR MINIMO DEL FACTOR DE SEGURIDAD

Cargas permanentes, Factor de seguridad 3.0

Cargas vivas eventuales y cargas permanentes2.0 a 2.5

Ubicacin en regiones ssmicas 1.5, este valor es agregado a 3 o a 2

Asi mismo se recomienda para suelos cohesivos, si se tiene el angulo de friccion interna igual a 0, las arcillas anblandas se comportan como si la resistencia al corte fuese igual a 0 . Basados en el modelo Mecanico de Balanzas la capacidad de carga Qd igual a C, Nc +Df*Nq. En donde Qd es la capacidad de carga limite.C es la cohesion del suelo , Ganma es el peso volumtrico del suelo, Df es profundidad de desplante de la cimentacin en metros .isNc es el factor de capacidad de carga debido a la cohesion y Nq es el factor de capacidad de carga debido a la sobre carga , aplicando la teora del modelo de mecnica de balances se tiene: Que Qd = C; Nc +Df = Ganma; donde Qd es la carga de .., C, Nc es la friccion de la balaza y Ganma Df, es la carga en el otro platillo. En consecuencia la condicin de mxima seguridad ser:

Qd =C+Nc +Df ganma.

Consiguinetemente la resistencia del suelo esta definida debiendo aplicar el factor de seguridad solament sobre el termino C/C, debiedo a este parmetro.es la formula general , por lo tanto Q admible (Qd) es iguala la rayos.VER CUADERNO 4

La resientencia del suelo Qd, esta definida en la ecuacin B.

Para suelos friccionantes el angulo de friccion interna es mayor que 0 y no tiene cohesion .

Las arenas lavadas y secas no possenn cohesion. Consiguinete la capacidad de carga de estos suelos es mucho mayor que la presin actuante al nivel de desplante emplendose en la practica la siguiente expresin:

Q(admisible)= Qd/Fs

El Q admisible no es gigual

EN SUELO ARCILLOSO SE OBTIENE UNA COHESION CORREGIDA DE KG/CM2 igual a Tn/m2 , un angulo de freccion interna Fi = 0; desendose construir una cimentacin continua de 1 metro de ancho y de 20 metros de largo (por lo general cuando L/B es mayor que 5 se considera cimentacin continua) esta indicacin es para que podamos escoger que formula y tambin tiene un peso volumtrico hmedo insitu de 2.1 Tn/m3; Calcular la capacidad de carga ultima y admisible de la zapata considerando el factor de seguridad de una zona normal (Fs = 3.0 metros ). Caso de falla por corte local y zapata continua.4

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