MECÁNICA DE SUELOSMECÁNICA DE SUELOSY Y

FUNDACIONESFUNDACIONESPIEPIPIEPI

Paula Villa GonzálezPaula Villa GonzálezConstructor Civil UTFSMConstructor Civil UTFSM

Diplomada en Gestión PUCDiplomada en Gestión PUC

CLASIFICACIONES GENERALES CLASIFICACIONES GENERALES DE SUELOSDE SUELOS

Existen dos clasificaciones para los Existen dos clasificaciones para los tipos de suelo, una según su tipos de suelo, una según su funcionalidad y otra de acuerdo a sus funcionalidad y otra de acuerdo a sus características físicas.características físicas.• FuncionalidadFuncionalidad• Características físicasCaracterísticas físicas

LitosolesLitosoles CambisolesCambisoles LuvisolesLuvisoles AcrisolesAcrisoles GleysolesGleysoles FluvisolesFluvisoles RendzinaRendzina VertisolesVertisoles

GEOLOGIAGEOLOGIA

Kola Superdeep Hole,Rusia, 12.262 m de profundidad

CORTEZA TERRESTRECORTEZA TERRESTRE(ciclo básico)(ciclo básico)

La corteza terrestre tiene un grosor variable que alcanza un máximo de 75 La corteza terrestre tiene un grosor variable que alcanza un máximo de 75 km bajo la cordillera del Himalaya y se reduce a menos de 7 km en la km bajo la cordillera del Himalaya y se reduce a menos de 7 km en la mayor parte de las zonas profundas de los océanos. La corteza continental mayor parte de las zonas profundas de los océanos. La corteza continental es distinta de la oceánica.es distinta de la oceánica.

La capa superficial está formada por un conjunto de rocas sedimentarias, La capa superficial está formada por un conjunto de rocas sedimentarias, con un grosor máximo de 20-25 km, que se forma en el fondo del mar en con un grosor máximo de 20-25 km, que se forma en el fondo del mar en distintas etapas de la historia geológica. La edad más antigua de estas distintas etapas de la historia geológica. La edad más antigua de estas rocas es de hasta 3 800 millones de años. Por debajo existen rocas del tipo rocas es de hasta 3 800 millones de años. Por debajo existen rocas del tipo del granito, formadas por enfriamiento de magma. Se calcula que, bajo los del granito, formadas por enfriamiento de magma. Se calcula que, bajo los sistemas montañosos, el grosor de esta capa es de más de 30 km. La sistemas montañosos, el grosor de esta capa es de más de 30 km. La tercera capa rocosa está formada por basaltos y tiene un grosor 15-20 km, tercera capa rocosa está formada por basaltos y tiene un grosor 15-20 km, con incrementos de hasta 40 km.con incrementos de hasta 40 km.

A diferencia de la corteza continental, la oceánica es geológicamente joven A diferencia de la corteza continental, la oceánica es geológicamente joven en su totalidad, con una edad máxima de 180 millones de años. Aquí en su totalidad, con una edad máxima de 180 millones de años. Aquí también encontramos tres capas de rocas: la dedimentaria, de anchura también encontramos tres capas de rocas: la dedimentaria, de anchura variable, formada por las acumulaciones constantes de fragmentos de roca variable, formada por las acumulaciones constantes de fragmentos de roca y organismos en los océanos; la del basalto de 1.5 a 2 km de grosor, y organismos en los océanos; la del basalto de 1.5 a 2 km de grosor, mezclada con sedimentos y con rocas de la capa inferior y una tercera mezclada con sedimentos y con rocas de la capa inferior y una tercera capa constituida por rocas del tipo del gabro, semejante al basalto en capa constituida por rocas del tipo del gabro, semejante al basalto en composición, pero de origen profundo, que tiene unos 5 kilómetros de composición, pero de origen profundo, que tiene unos 5 kilómetros de grosor. Parece que la corteza oceánica se debe al enfriamiento de magma grosor. Parece que la corteza oceánica se debe al enfriamiento de magma proveniente del manto superior.proveniente del manto superior.

Rocas sedimentariasRocas sedimentarias

Rocas tipo granitoRocas tipo granito

Rocas tipo basaltoRocas tipo basalto

MOVIMIENTO DE TIERRAMOVIMIENTO DE TIERRA

Se denomina movimiento de tierras a aquellos Se denomina movimiento de tierras a aquellos trabajos que se relacionan con la modificación del trabajos que se relacionan con la modificación del terreno. La partida de movimiento de tierra terreno. La partida de movimiento de tierra corresponde a la etapa de obra gruesa de un corresponde a la etapa de obra gruesa de un proyecto y para efectos de cubicación y control proyecto y para efectos de cubicación y control se mide en metros cúbicos (mse mide en metros cúbicos (m33).).

Esta actividad se divide principalmente en:Esta actividad se divide principalmente en:

Excavaciones (cortes, rebajes)Excavaciones (cortes, rebajes) Rellenos (terraplenes)Rellenos (terraplenes)

EXCAVACIONESEXCAVACIONES

Actividad encargada de retirar parte del terreno para ubicar Actividad encargada de retirar parte del terreno para ubicar las fundaciones de la edificación futura (civil, vial, las fundaciones de la edificación futura (civil, vial, urbanismo, etc).urbanismo, etc).

Las excavaciones, en general, incluyen el transporte de los Las excavaciones, en general, incluyen el transporte de los materiales hasta los lugares previstos en el Proyecto, sean materiales hasta los lugares previstos en el Proyecto, sean estos terraplenes, escombreras u otros, cualquiera sea la estos terraplenes, escombreras u otros, cualquiera sea la distancia a recorrer.distancia a recorrer.

FACTORES A CONSIDERARFACTORES A CONSIDERAR Maquinarias (características: capacidad volumétrica, Maquinarias (características: capacidad volumétrica,

velocidad, mantención)velocidad, mantención) Rendimientos aproximados (eficiencias, por condiciones de Rendimientos aproximados (eficiencias, por condiciones de

terreno, personal, etc)terreno, personal, etc) Transporte de materiales esponjadosTransporte de materiales esponjados Consideraciones de la ejecuciónConsideraciones de la ejecución

• Control (características especiales)Control (características especiales)• Norma 3Norma 349.Of1999: “Disposiciones de seguridad en 49.Of1999: “Disposiciones de seguridad en

excavación”excavación”

CLASIFICACIONESCLASIFICACIONES Según los costos (cubicación) y medios (manejo) necesarios para Según los costos (cubicación) y medios (manejo) necesarios para

realizar la excavaciónrealizar la excavación

Excavación en terreno blando. Excavación en terreno blando. Sencillo (manual).Sencillo (manual).El suelo puede ser de tipo arenoso, arcilloso o limoso, o una mezcla de El suelo puede ser de tipo arenoso, arcilloso o limoso, o una mezcla de estos materiales, o puede contener materiales orgánico.estos materiales, o puede contener materiales orgánico.

Excavación en terreno semiduro. Excavación en terreno semiduro. Sencillo (manual).Sencillo (manual).El material puede ser en tal caso una mezcla de grava, arena y arcilla, El material puede ser en tal caso una mezcla de grava, arena y arcilla, moderadamente consolidada, o arcilla fuertemente consolidada.moderadamente consolidada, o arcilla fuertemente consolidada.

Excavación en terreno duro.Excavación en terreno duro. Manual/maquinaria. Manual/maquinaria.El material puede ser una mezcla de grava, arena y arcilla, fuertemente El material puede ser una mezcla de grava, arena y arcilla, fuertemente consolidada.consolidada.

Excavación en terreno muy duro.Excavación en terreno muy duro. Uso de maquinaria especializada. Uso de maquinaria especializada. El tipo de material puede ser una roca semi-descompuesta.El tipo de material puede ser una roca semi-descompuesta.

Excavación en rocaExcavación en roca. Uso de explosivos y/o maquinaria. . Uso de explosivos y/o maquinaria. El material puede estar constituido por un manto de roca, o por piedras de El material puede estar constituido por un manto de roca, o por piedras de gran tamaño, que no pueden ser removidas mediante el uso de gran tamaño, que no pueden ser removidas mediante el uso de maquinaria, sino altamente especializada.maquinaria, sino altamente especializada.

EXCAVACIONESEXCAVACIONES

De acuerdo a la envergadura y al tipo de obra podemos De acuerdo a la envergadura y al tipo de obra podemos encontrar:encontrar:

Excavación de escarpeExcavación de escarpe Excavación a manoExcavación a mano Excavación a máquinaExcavación a máquina Excavación subterráneaExcavación subterránea Excavación a tajo abiertoExcavación a tajo abierto Excavación con entibaciónExcavación con entibación Excavación sin entibaciónExcavación sin entibación Excavación con agotamientoExcavación con agotamiento Excavaciones con socalzadoExcavaciones con socalzado

Excavación de EscarpeExcavación de EscarpeRetiro de la Capa Vegetal Superficial (limpieza general inicial), que ocurre Retiro de la Capa Vegetal Superficial (limpieza general inicial), que ocurre tras retiro de escombros, tras retiro de escombros, desbrocedesbroce, despeje, corte de árboles, etc)., despeje, corte de árboles, etc).Retiro del material inadecuado** en general.Retiro del material inadecuado** en general.

La excavación de escarpe consistirá en la extracción y retiro de la capa superficial del suelo natural, constituido por terreno vegetal, en aquellas áreas donde se apoyarán nuevos terraplenes o ensanches de existentes. Asimismo, se removerá el suelo vegetal y rebajes de los taludes en pendientes y de terraplenes existentes a ensanchar y de otras áreas señaladas en el Proyecto.

Salvo indicación contraria en el Proyecto, el escarpe comprenderá la remoción de la capa vegetal superficial, entendiéndose como tal aquellos suelos en que la razón entre los límites líquidos determinados según el Método LNV 89, entre el suelo secado al horno y secado al aire, sea inferior a 0,7.

El espesor de escarpe será en general de 15 a 30 cm.

El sello de las excavaciones de escarpe se perfilará superficialmente de manera de obtener una superficie relativamente plana y con una pendiente transversal de 2% hacia el exterior de la excavación.

El rendimiento dependerá de las condiciones del terreno, de la maquinaria utilizada y experiencia.

DESBROCEDESBROCE

Consiste en extraer y retirar de las Consiste en extraer y retirar de las zonas designadas todos los árboles, zonas designadas todos los árboles, tocones, plantas, maleza, broza, tocones, plantas, maleza, broza, maderas caídas, escombros, basura maderas caídas, escombros, basura o cualquier otro material indeseable o cualquier otro material indeseable según el proyecto.según el proyecto.

ALGUNAS MAQUINARIASALGUNAS MAQUINARIAS Arrastradores de troncosArrastradores de troncos

Cargadores compactos de oruga y todoterreno Cargadores compactos de oruga y todoterreno

Retroexcavadoras y excavadorasRetroexcavadoras y excavadoras

Palas frontalesPalas frontales

Desbrozadora manualDesbrozadora manual

Desbrozadora para tractorDesbrozadora para tractor

FAENASFAENAS

EXCAVACIÓN A MANOEXCAVACIÓN A MANO

El método depende básicamente del volumen y tipo de material a excavar, del acceso en obra para que operen maquinarias y de los costos involucrados. En todo caso, el uso de un sistema u otro, debe estar acorde al método constructivo elegido al hacer la programación de obras (costados verticales excavación, sellos).

OBSERVACION:Ninguna excavación hecha a máquina puede llegar al sello de fundación. Los últimos 20 o 30 cm deben ser hechos en forma manual para que el terreno en que se apoyará la estructura no quede removido.

EXCAVACIÓN A MANOEXCAVACIÓN A MANOHerramientas :Herramientas :Las tradicionales ocupadas en estas faenas (chuzo, pala, picota, Las tradicionales ocupadas en estas faenas (chuzo, pala, picota, carretilla, etc). No obstante, debe ponerse especial cuidado en carretilla, etc). No obstante, debe ponerse especial cuidado en dotar al personal de zapatos, casco y guantes de seguridad.dotar al personal de zapatos, casco y guantes de seguridad.

Proceso Constructivo:Proceso Constructivo:Materializar niveletas en forma local.Materializar niveletas en forma local.Remover el material suelto y profundizar la excavación Remover el material suelto y profundizar la excavación

hasta hasta el sello de fundación.el sello de fundación.Carretilleo del material extraído.Carretilleo del material extraído.

Condiciones de Recepción:Condiciones de Recepción:Chequear profundidades referidas al nivel 0.00Chequear profundidades referidas al nivel 0.00Chequear anomalías o alteración del sello de fundación Chequear anomalías o alteración del sello de fundación

para para su posterior corrección.su posterior corrección.

Observaciones:Observaciones:Deberá ponerse especial cuidado de no sobre-excavar Deberá ponerse especial cuidado de no sobre-excavar

más más abajo del sello de fundación para no alterar la condición abajo del sello de fundación para no alterar la condición del del suelo allí existente.suelo allí existente.

EXCAVACION A MANOEXCAVACION A MANORendimientos Rendimientos

Fuente: http://www.polpaicoconexion.cl/manual/pdf/cap_0201.pdfFuente: http://www.polpaicoconexion.cl/manual/pdf/cap_0201.pdf

HERRAMIENTAS Y FAENASHERRAMIENTAS Y FAENAS

EXCAVACION A MAQUINAEXCAVACION A MAQUINADependiendo de las características del suelo es el tipo de Dependiendo de las características del suelo es el tipo de maquinaria que resulta más adecuada. Por ejemplo suelos muy maquinaria que resulta más adecuada. Por ejemplo suelos muy duros como rocas o arenas cementadas requieren de martillos duros como rocas o arenas cementadas requieren de martillos para perforar la roca, cuchillas circulares de corte o para perforar la roca, cuchillas circulares de corte o retroexcavadoras con martillo picador. Por otra parte suelos más retroexcavadoras con martillo picador. Por otra parte suelos más blandos permiten trabajar con retroexcavadoras y blandos permiten trabajar con retroexcavadoras y motoniveladoras.motoniveladoras.En general, existen aditamentos y accesorios para las grandes En general, existen aditamentos y accesorios para las grandes máquinas, según el tipo de faena y suelo en que trabajarán.máquinas, según el tipo de faena y suelo en que trabajarán.

Todas las máquinas utilizadas para realizar procesos de Todas las máquinas utilizadas para realizar procesos de excavación están construidas para hacer frente a las duras excavación están construidas para hacer frente a las duras condiciones a las que se las somete durante su operación. condiciones a las que se las somete durante su operación. Por lo general todas están provistas de sistemas de tracción en Por lo general todas están provistas de sistemas de tracción en todas sus ruedas o sistemas de movimiento para poder maniobrar todas sus ruedas o sistemas de movimiento para poder maniobrar en los terrenos agrestes en las que desarrollan sus tareas. en los terrenos agrestes en las que desarrollan sus tareas. Mientras que algunas poseen neumáticos, otras poseen orugas Mientras que algunas poseen neumáticos, otras poseen orugas metálicas. En otras máquinas las cubiertas de caucho están metálicas. En otras máquinas las cubiertas de caucho están recubiertas de mallas metálicas de forma de proteger la goma recubiertas de mallas metálicas de forma de proteger la goma contra el daño que de otra forma le producirían las piedras filosas contra el daño que de otra forma le producirían las piedras filosas que se excavan.que se excavan.

EXCAVACIÓN A MÁQUINAEXCAVACIÓN A MÁQUINA

GeneralidadesGeneralidades• Elementos protección personalElementos protección personal• Equipo/personal de manipulación Equipo/personal de manipulación

(y calificación)(y calificación)• Medidas preventivasMedidas preventivas

MantenciónMantención AseoAseo Sistemas de estabilizaciónSistemas de estabilización Áreas de operación/trabajoÁreas de operación/trabajo Protocolos (reglamentos)Protocolos (reglamentos) OtrosOtros

EXCAVACIONES CON EXCAVACIONES CON MAQUINARIAMAQUINARIA

Algunos tipos y característicasAlgunos tipos y características

Rendimientos variarán según diversos aspectos.Rendimientos variarán según diversos aspectos.

MAQUINARIAS Y FAENASMAQUINARIAS Y FAENAS

Y…Y…

La máquina de excavación más grande del La máquina de excavación más grande del mundo fue construida por Krupp en 1978.mundo fue construida por Krupp en 1978.Puede ahondar 10 metros en un minuto.Puede ahondar 10 metros en un minuto.

EXCAVACION SUBTERRANEAEXCAVACION SUBTERRANEA

Los principales retos tienen que ver Los principales retos tienen que ver con la con la seguridadseguridad en términos de en términos de posibles emanaciones, filtraciones y posibles emanaciones, filtraciones y derrumbes.derrumbes.

En este sistema la maquinaria En este sistema la maquinaria utilizada es altamente específica.utilizada es altamente específica.

CLASIFICACIONESCLASIFICACIONES

Según función de destino y plazo de servicioSegún función de destino y plazo de servicio

CategoríaCategoría II IIII IIIIII

Plazo de ServicioPlazo de Servicio < 5 años< 5 años 5 – 10 años5 – 10 años > 10 años> 10 años

Tipo de destino de Tipo de destino de excavaciónexcavación

Galerías Galerías preparatorias, preparatorias,

ciertas galerías de ciertas galerías de minasminas

Excavaciones Excavaciones temporales para el temporales para el acceso a l cuerpo acceso a l cuerpo minero, o de otro minero, o de otro

tipotipo

Viaductos, Viaductos, túneles. Obras túneles. Obras para defensa y para defensa y estratégicas. estratégicas. Excavaciones Excavaciones

mineras mineras destinadas destinadas también a también a

depósitos y depósitos y almacenesalmacenes

EXCAVACIÓN SUBTERRANEAEXCAVACIÓN SUBTERRANEA GeneralidadesGeneralidades

• Elementos protección personalElementos protección personal Riesgos:Riesgos:

• Trauma sonoroTrauma sonoro• Inhalación de polvoInhalación de polvo durante la excavación durante la excavación• Caída de alturaCaída de altura desde la plataforma de trabajo durante la fase de excavación y desde la plataforma de trabajo durante la fase de excavación y

hormigonado de la bóvedahormigonado de la bóveda• Proyección de fragmentosProyección de fragmentos procedentes de la excavación procedentes de la excavación• Caída de materialesCaída de materiales procedentes de la excavación procedentes de la excavación• Desplome de la bóvedaDesplome de la bóveda durante la construcción durante la construcción• Desprendimiento de materialesDesprendimiento de materiales sobre los operarios sobre los operarios• AtropelloAtropello

• Equipo de manipulación (y calificación)Equipo de manipulación (y calificación)• Medidas preventivasMedidas preventivas

MantenciónMantención AseoAseo Sistemas de estabilización y bloqueoSistemas de estabilización y bloqueo Áreas de operación/trabajoÁreas de operación/trabajo Protocolos (reglamentos)Protocolos (reglamentos) OtrosOtros

METODOLOGÍASMETODOLOGÍAS

Trabajos previos (preparación de la zona)Trabajos previos (preparación de la zona)• Modalidades de excavaciónModalidades de excavación

Con martillos neumáticos manualesCon martillos neumáticos manuales Con martillos neumáticos teledirigidos**Con martillos neumáticos teledirigidos**

• Perforadoras Jumbos / drillsPerforadoras Jumbos / drills Con rozadoraCon rozadora Con “topo”Con “topo” Con explosivosCon explosivos

EXPLOSIVOSEXPLOSIVOS

La excavación con explosivos involucra riesgos, es una La excavación con explosivos involucra riesgos, es una operación peligrosa que debe ser confiada a personal operación peligrosa que debe ser confiada a personal capacitado para esta especialidad. Por ello se establece un capacitado para esta especialidad. Por ello se establece un plan de seguridadplan de seguridad antes de comenzar con las antes de comenzar con las detonaciones. detonaciones. El trabajo se realiza con unos taladros llamados El trabajo se realiza con unos taladros llamados barrenosbarrenos, , en la roca de mayor o menor longitud, en función del frente en la roca de mayor o menor longitud, en función del frente a abrir. a abrir. Luego se limpia el barreno, se carga el cartucho y se lo Luego se limpia el barreno, se carga el cartucho y se lo introduce en el barreno. A continuación se limpia el barreno introduce en el barreno. A continuación se limpia el barreno cuidadosamente, se carga el cartucho, se introduce en el cuidadosamente, se carga el cartucho, se introduce en el barreno, se retaca, se conectan los detonadores a la fuente barreno, se retaca, se conectan los detonadores a la fuente de alimentación y se detonan. de alimentación y se detonan. Después se debe comprobar que todos los barrenos hayan Después se debe comprobar que todos los barrenos hayan explotado y que no ha habido alguno fallido. explotado y que no ha habido alguno fallido. Para efectuar Para efectuar desmontesdesmontes se ejecuta por bancos, no se ejecuta por bancos, no superando nunca los 15 metros de altura. superando nunca los 15 metros de altura. Como explosivos se usan generalmente la pólvora negra, Como explosivos se usan generalmente la pólvora negra, las diversas clases de dinamita (acuosa, emulsión) y ANFO.las diversas clases de dinamita (acuosa, emulsión) y ANFO.

EXPLOSIVOSEXPLOSIVOSClasificación Clasificación

• Explosivos lentos (pólvora negra)Explosivos lentos (pólvora negra)

Mezcla de carbón, azufre y nitrato de potasio o de sodio Mezcla de carbón, azufre y nitrato de potasio o de sodio

• Explosivos violentos (dinamitas)Explosivos violentos (dinamitas)

Nitroglicerina absorbida en alguna sustancia porosa inerte Nitroglicerina absorbida en alguna sustancia porosa inerte

• Explosivos de gran seguridadExplosivos de gran seguridad

• Materiales para tronaduras (mecha y detonadores)Materiales para tronaduras (mecha y detonadores)

TUNELAJETUNELAJELos diversos métodos clásicos empleados en la Los diversos métodos clásicos empleados en la perforación de túneles y que se centran perforación de túneles y que se centran fundamentalmente en diferentes secuencias de fundamentalmente en diferentes secuencias de excavación son:excavación son:

Método Inglés: Método Inglés: recibe su nombre por haber sido recibe su nombre por haber sido aplicado en túneles a través del tipo de terreno que aplicado en túneles a través del tipo de terreno que usualmente se localiza en Inglaterra, como son las arenas usualmente se localiza en Inglaterra, como son las arenas y areniscas. Su principal característica es proceder el y areniscas. Su principal característica es proceder el avance de la perforación a sección completa del túnel, en avance de la perforación a sección completa del túnel, en una sola operación. una sola operación.

Método Belga: Método Belga: Se basa en los principios que Se basa en los principios que permitieron la construcción, en 1828, del túnel del permitieron la construcción, en 1828, del túnel del Charleroi en el canal que enlaza Bruselas y Charleroi. Charleroi en el canal que enlaza Bruselas y Charleroi.

Método Alemán: Método Alemán: En este método se procede siguiendo En este método se procede siguiendo el sistema de núcleo central, ver figura.el sistema de núcleo central, ver figura.

TUNELAJETUNELAJEMétodo Alemán Modificado: Método Alemán Modificado: Se aplica en el caso en Se aplica en el caso en que durante la operación de perforación del túnel a que durante la operación de perforación del túnel a través de un terreno bastante firme, surja la aparición de través de un terreno bastante firme, surja la aparición de agua, lo que origina una alteración en el método Clásico agua, lo que origina una alteración en el método Clásico Alemán en cuanto a las etapas sucesivas de ataque del Alemán en cuanto a las etapas sucesivas de ataque del frente. frente.

Método Austríaco: Método Austríaco: Los austríacos desarrollaron un plan Los austríacos desarrollaron un plan de trabajo basado en la utilización de puntales de de trabajo basado en la utilización de puntales de madera formando un sistema de entibación. La madera formando un sistema de entibación. La excavación se realiza como indica la figura. excavación se realiza como indica la figura.

Método Italiano: Método Italiano: Consiste en extraer solo el medio Consiste en extraer solo el medio arco más la galería central por la cual se retira la marina, arco más la galería central por la cual se retira la marina, luego se concreta el medio arco, luego se extrae el resto luego se concreta el medio arco, luego se extrae el resto del material por zonas y se van concretando los muros del material por zonas y se van concretando los muros (método similar al método belga). (método similar al método belga).

FAENAS Y MAQUINARIASFAENAS Y MAQUINARIAS

EXCAVACION A RAJO/TAJO/CIELO EXCAVACION A RAJO/TAJO/CIELO ABIERTO (OPEN PIT)ABIERTO (OPEN PIT)

Consiste básicamente en una Consiste básicamente en una excavación de tipo superficial.excavación de tipo superficial.

El punto más relevante será el El punto más relevante será el manejo/control del talud (y su manejo/control del talud (y su estabilidad) y de los accesos, en estabilidad) y de los accesos, en términos del retiro/movimiento de términos del retiro/movimiento de material (maquinaria)**.material (maquinaria)**.

TALUDTALUD

Es un plano inclinado con la Es un plano inclinado con la horizontal (< 90º).horizontal (< 90º).

Ángulo de talud natural (en reposo):Ángulo de talud natural (en reposo):• Pendiente máxima de una porción de Pendiente máxima de una porción de

terreno granular sin que se produzca un terreno granular sin que se produzca un deslizamiento. deslizamiento.

Siempre relativo a otros parámetros Siempre relativo a otros parámetros geotécnicos como ángulo de roce interno y geotécnicos como ángulo de roce interno y cohesión.cohesión.

TALUDTALUD

TALUDTALUD

FAENAS Y MAQUINARIASFAENAS Y MAQUINARIAS

EXCAVACIÓN CON ENTIBACIÓNEXCAVACIÓN CON ENTIBACIÓN

Entibación: protección de refuerzo de Entibación: protección de refuerzo de paredes con el fin de evitar paredes con el fin de evitar desmoronamientos, deslizamientos, desmoronamientos, deslizamientos, hundimientos o derrumbes en la hundimientos o derrumbes en la zona excavada, necesaria sobre un zona excavada, necesaria sobre un cierto valor de altura crítica.cierto valor de altura crítica.

EXCAVACION CON ENTIBACIONEXCAVACION CON ENTIBACION

La necesidad o no de utilizar entibaciones dependerá de parámetros tales como:• talud natural• capacidad soportante del suelo• nivel freático y/o contenido de humedad• posibilidad de filtraciones• estratificaciones, alteraciones anteriores del terreno• proximidad de edificaciones o instalaciones• fuentes próximas de vibraciones• otros

Alturas críticas HAlturas críticas Hcc (m) recomendadas (m) recomendadas

TIPOS DE ENTIBACIONESTIPOS DE ENTIBACIONES

Con tablas/piezas horizontalesCon tablas/piezas horizontales Con tablas/placas verticalesCon tablas/placas verticales SemicuajadasSemicuajadas CuajadasCuajadas LigeraLigera MixtasMixtas

ENTIBACIONESENTIBACIONES

OTROS SISTEMASOTROS SISTEMAS Excavaciones tipo pozo Excavaciones tipo pozo

(1,5 – 2 m diámetro/diagonal)(1,5 – 2 m diámetro/diagonal)

Métodos alternativos de control de taludMétodos alternativos de control de talud

• Bentonita (lodos de perforación) Bentonita (lodos de perforación) Estabilización de paredEstabilización de pared Sellamiento impermeabilizante de la paredSellamiento impermeabilizante de la pared Otras (potencia taladro, densificantes, etc.)Otras (potencia taladro, densificantes, etc.)

• Shotcrete (mortero proyectado)Shotcrete (mortero proyectado) EquipamientoEquipamiento AditivosAditivos Preparación terrenoPreparación terreno OtrosOtros

• OtrosOtros

FAENASFAENAS

EXCAVACION SIN ENTIBACIONEXCAVACION SIN ENTIBACION

RestriccionesRestricciones• Análisis previoAnálisis previo

Características geotécnicas del terrenoCaracterísticas geotécnicas del terreno• Ángulo roce interno, cohesión, compactación Ángulo roce interno, cohesión, compactación

natural, topografía, otrosnatural, topografía, otros

• ProfundidadProfundidad• Diámetro/SecciónDiámetro/Sección• Sistema utilizadoSistema utilizado• OtrosOtros

ESPONJAMIENTOESPONJAMIENTO Todos los terrenos al ser excavados sufren un Todos los terrenos al ser excavados sufren un

aumento de volumen. Este aumento de volumen, aumento de volumen. Este aumento de volumen, expresado en porcentaje del volumen en sitio, se expresado en porcentaje del volumen en sitio, se llama llama esponjamiento. esponjamiento. Si el material se emplea Si el material se emplea como relleno, puede en general, recuperar su como relleno, puede en general, recuperar su volumen e incluso puede reducirse (volumen volumen e incluso puede reducirse (volumen compactado).compactado).

Para la cubicación del material de la excavación, Para la cubicación del material de la excavación, en general, se considera su volumen antes de ser en general, se considera su volumen antes de ser excavado (en banco); en algún caso el volumen excavado (en banco); en algún caso el volumen transportado, que es mayor debido al transportado, que es mayor debido al esponjamiento.esponjamiento.

ESPONJAMIENTOESPONJAMIENTO

TRABAJO EN CLASESTRABAJO EN CLASES Calcular el monto total de la faena de movimiento Calcular el monto total de la faena de movimiento

de tierra del siguiente proyecto, según los de tierra del siguiente proyecto, según los antecedentes que se indican.antecedentes que se indican.• Capacidad camión: 8 mCapacidad camión: 8 m33

• Valor viaje camión retiro material: $45.000 + IVAValor viaje camión retiro material: $45.000 + IVA• Tipo de suelo corte: roca blandaTipo de suelo corte: roca blanda• Tipo suelo relleno: arena húmedaTipo suelo relleno: arena húmeda• Largo faja a modificar: 850 mLargo faja a modificar: 850 m• Talud final corte: 6:5Talud final corte: 6:5• Talud final relleno: 2:1Talud final relleno: 2:1• Arena húmeda: $ 6800 mArena húmeda: $ 6800 m33 + IVA + IVA

DIAGRAMA EJERCICIODIAGRAMA EJERCICIO

SOSTENIMIENTOSOSTENIMIENTO

Dependiendo de la calidad del suelo y la Dependiendo de la calidad del suelo y la profundidad de excavación, puede ser profundidad de excavación, puede ser necesario reforzar las paredes de las necesario reforzar las paredes de las excavaciones para evitar su derrumbe o excavaciones para evitar su derrumbe o desmoronamiento (desmoronamiento (entibaciónentibación).).

También puede ser necesario reforzar las También puede ser necesario reforzar las fundaciones de construcciones cercanas a fundaciones de construcciones cercanas a la excavación (la excavación (socalzadosocalzado).).

EXCAVACIÓN CON SOCALZADOEXCAVACIÓN CON SOCALZADO

• Reforzamiento de las fundaciones de Reforzamiento de las fundaciones de construcciones cercanas a la excavación construcciones cercanas a la excavación

• Antecedentes Preliminares a la ejecuciónAntecedentes Preliminares a la ejecución NCh3206.Of2010: “Geotecnia - Excavaciones, NCh3206.Of2010: “Geotecnia - Excavaciones,

entibaciones y socalzados – Requisitos”entibaciones y socalzados – Requisitos” PlanosPlanos Memoria de cálculoMemoria de cálculo Análisis de Mecánica de SuelosAnálisis de Mecánica de Suelos OtrosOtros

EXCAVACIÓN CON SOCALZADOEXCAVACIÓN CON SOCALZADO

Fases/ElementosFases/ElementosEl socalzado consta de diversos El socalzado consta de diversos elementos: pilas (hormigonadas in situ o elementos: pilas (hormigonadas in situ o prefabricadas hincadas), sectores prefabricadas hincadas), sectores parciales, antepozo, combinando con parciales, antepozo, combinando con tensores y/o riostras (eventualmente).tensores y/o riostras (eventualmente).

EXCAVACIÓN CON SOCALZADOEXCAVACIÓN CON SOCALZADO

Pilas socalzado tipo*Pilas socalzado tipo*

El socalzado se puede construir también El socalzado se puede construir también mediante pilas, de HA, las que son excavadas mediante pilas, de HA, las que son excavadas con anterioridad al resto del subterráneo, y son con anterioridad al resto del subterráneo, y son hormigonadas, constituyéndose en las hormigonadas, constituyéndose en las estructuraciones del muro periférico de estructuraciones del muro periférico de contención.contención.

En algunos casos, incluyen tensores provisorios En algunos casos, incluyen tensores provisorios arriostrantes bajo las fundaciones de la arriostrantes bajo las fundaciones de la construcción vecina.construcción vecina.