ESTUDIOS DE SUELOS FORMACIÓN Y CARACTERÍSTICAS

DEFINICIÓN:

• Agregado de granos minerales, con una amplitud en el tamaño de las partículas que van desde cantos rodados a simples cristales minerales de tamaño microscópico que pueden ser fácilmente separados por acción mecánica, tal como agitación suave del agua

LOS SUELOS:

Poseen un comportamiento mecánico, físico y

químico, alterable en distancias mínimas entre

ellas

Varía según el clima, la altura, composición

natural general: crecidas de ríos, erosión,

formación ecológica, topografía

FORMACIÓN DE LOS SUELOS

• Fuerzas internas de la

naturaleza

• Acción acumulativa de la intemperización mecánica y química (forma la roca y el tipo de la misma – Escala de Mohs)

• Procesos formación del suelo

▫ SUELOS RESIDUALES

▫ SUELOS TRANSPORTADOS

SUELOS RESIDUALES • El suelo de roca ha sido intemperizado en el sitio físicamente;

la química sigue siendo factor dominante. • El crecimiento de las plantas produce ácidos orgánicos que se

filtran a través del suelo (la humedad en la zona de crecimiento disuelve pequeñas cantidades de material que las plantas toman para alimentarse). El efecto acumulativo a través de los año causa fallas en las partículas de los materiales.

• Agua con oxígeno y bióxido de carbono se filtra a través del suelo (las capas superiores del suelo son usualmente granos finos e impermeables al flujo del agua)

• Bajo ésta capa se encuentra la zona de roca desintegrada que se desmenuza fácilmente.

• Los depósitos de suelos residuales son característicos erráticos y de naturaleza variable.

SUELOS TRANSPORTADOS

• Los de mejor calidad y están presentes por tres tipos de depósitos: a. DÉPÓSITOS GLACIALES b. DEPÓSITOS SEDIMENTARIOS c. DEPÓSITOS EÓLICOS

• Los suelos transportados y depositados en aire o agua generan estructuras que están rígidas únicamente por los mecanismos propios de la disposición y condiciones iniciales de la roca original.

a. DEPÓSITOS GLACIALES • Las capas de hielo de

sucesivos períodos son de alto efecto en la formación de los suelos (roca triturada por la presión del hielo)

• Deslizamiento de roca triturada por el deslizamiento de su propio peso (cambio tamaño)

• Depósitos compactos bien grabado y de tipo morena

b. DEPÓSITOS SEDIMENTARIOS

• El agua es uno de los agentes más activos en la formación de los suelos.

▫ DEPÓSITOS ALUVIALES

▫ DEPÓSITOS LACUSTRES

▫ DEPÓSITOS MARINOS

1. DEPÓSITOS ALUVIALES

• Las corrientes tienen considerable fuerza de arrastre de materiales (transporte del mismo sin importar el tamaño y depende de la velocidad del agua)

• Terrazas de gravas y arena (en época de creciente con depósitos angostos)

• Arenas y gravas finas (hacia los valles)

• Capas estratificadas (materiales gruesos en la base y finos en la superficie)

2. DEPÓSITOS LACUSTRES

• Cúmulos de granos finos, dependen de la formación original

• Retroceso de capas de hielo: forman lagos y la sedimentación son lechos de arcilla y limos (presencia de materia orgánica, turba)

3. DEPÓSITOS MARINOS

• Materiales llevados hacia al mar por las corrientes y material de erosión por la acción de las olas y mareas en las playas (sedimentos deltaicos)

• Lechos profundos: arcillas o limos de tipo plástico densa e impermeable.

• Depósitos con organismos marinos muertos (conchas calcáreas, coral)

C. DEPÓSITOS EÓLICOS

• Las dunas de arena que se hallan en regiones desérticas

• El viento es un agente selectivo en el transporte de partículas de tamaños muy finos o pequeños.

• Éstos suelos se conocen como margas: partículas de tamaño uniforme, estructura muy suelta y pronunciada porosidad, color amarillo-café

• Ceniza volcánica: tufa: peso ligero y absorbe agua fácilmente; cuando están parcialmente descompuestas y secas formando roca blanda

EN EL SUELO SE DEBE TENER EN CUENTA:

1. Resistencia del terreno o

compactación e indicaciones

sobre la humedad

2. Estratificación

3. Discontinuidad

4. Estado de erosión

5. Color

6. Forma de las partículas y

composición

7. Tipo de suelo, categoría y

plasticidad

8. Formación ecológica, edad y

tipo de deposito

9. Símbolo de clasificación del

grupo de suelo

1. Los apiques a realizar deben estar cercanos a los puntos principales de la fundición de la estructura: zapatas y columnas (transmisión de la carga puntual); altura del proyecto y el elemento mas pesado de la edificación

2. Se usa un aparejo ligero triangular ya sea con motor, el tubo de perforación ya sea simple (con golpes va entrando en el terreno) o con broca en la punta para perforaciones mas profundas

3. Si es manual con un tubo tipo barrena y de llave manual

4. Se empieza en profundidades de 1m hasta encontrar roca solida o un terreno q permita realizar la fundición total del edificio

PREPARACION DEL TERRENO:

1. Recuperación de muestras representativas del suelo: Se identifica y acondiciona en recipientes herméticos para conservar inalteradas sus condiciones naturales de estructura y humedad.

2. Delimitación de la secuencia y espesor de los diferentes estratos por reconocimiento tacto o-visual de los suelos extraídos.

Penetrómetro para suelos

Barreno de media caña corto de 60 cm

SUELOS NO COHESIVOS SUELOS COHESIVOS

GRAVA: fragmentos de roca, material fino y arenoso. Mayor a 2.00 mm

ARCILLA: productos silíceos y aluminosos finos. Cuando se seca es resistente y se encoge

ARENA: sedimento natural, partículas duras, no tiene plasticidad. 0.06 mm a 2.00 mm

ARCILLA ENDURECIDA: excavación neumática, no moldeable teniendo su contenido de agua

ARENA BIEN GRADUADA: proporción del tamaño de las partículas, predominando las mayores

ARCILLA FIRME: excavación manual, y moldeable teniendo su contenido de agua

GRAVAS Y ARENAS COMPACTAS: depósitos requieren de picos, resistencia a herramientas excavadoras

ARCILLA MUY SUAVE: excavación fácil, moldeable sin dificultad teniendo su contenido de agua

GRAVAS Y ARENAS SUELTAS: extracción fácil y manual

ARCILLA CON PIEDRA: depósito de arcilla sin estratificar y contiene piedras subangulares de diferentes tamaños

ARENA UNIFORME: o mal graduada, dimensiones restringidas

LIMO: sedimento natural más fino que la arena. Muestran plasticidad, , no áspera y bastante cohesión cuando seca

TIPOS DE SUELOS:

PRUEBAS DE CLASIFICACIÓN E IDENTIFICACION DEL SUELO

1. DISTRIBUCIÓN GRANULOMÉTRICA: determina la proporción de grava, arena, limo y arcilla en un suelo particular. El suelo se seca y se pasa por el tamiz, se registra el peso. Los resultados de la graduación se grafican.

2. PRUEBA DE LÍMITE LIQUIDO: determina el contenido de humedad para el cual el suelo pasa de estado plástico a líquido. EL contenido de humedad se expresa como un porcentaje del peso seco del suelo

3. PRUEBA DEL LIMITE PLÁSTICO: determina el contenido de humedad por el cual el suelo deja de ser plástico (enrollar la muestra como un cordón de 3mm de diámetro sin romperse

4. ÍNDICE DE PLASTICIDAD: diferencia entre los límites de líquidos y plásticos

Tensión Admisible del Terreno se determina en función de los parámetros que definen la resistencia a la rotura de los suelos para las cargas principales tales como el peso propio y sobrecargas; las fórmulas de capacidad de carga quedan afectadas por un coeficiente de seguridad igual o mayor de 3. Este valor se puede disminuir hasta 2,5 siempre que en la determinación de la tensión máxima que solicita al suelo se sume la acción del viento.

El dato fundamental que necesitamos para calcular un sistema de fundación es la Tensión Admisible del Terreno (kg/cm2) a la profundidad de la cota estimada.

ESTUDIO DE SUELOS

EXPLORACIÓN Y TOMA DE MUESTRAS

LOCALIZACIÓN • Apique cada 20 ml según sea la extensión del banco, la profundidad

varía de acuerdo con la obra en proyecto • Cada sondeo debe registrarse de modo que permita su localización,

la profundidad, clase de material y observaciones pertinentes • Muestra: tarjeta de identificación :

▫ Fecha de la toma de la muestra ▫ Nombre del proyecto ▫ Ubicación de la obra ▫ Profundidad a que fue tomada ▫ Descripción típica

• Cada pozo excavado y muestreado debe dibujarse su perfil, especificando el número de capas con su descripción y el lugar donde fue tomada la muestra

http://www.mobot.org/mobot/photoessays/largephotoessay.asp?fldrloc=Madidi_3&imgorder=006

http://sueloyfertilizantes.blogspot.com/2008/11/la-muestra-de-suelo-y-el-reporte-de.html

http://www.madrimasd.org/blogs/universo/2010/07/22/136708

Material de selección

• La cantidad de la muestra debe se suficiente para realizar las pruebas de laboratorio y aún repetir las incorrectas.

• Tomar muestras de 40 a 50kg; en caso de que el material contenga grava en un porcentaje mayor al 40% debe duplicar la remesa

CRITERIOS PARA DEFINIR EL COLOR COLORES ROCAS CAUSAS

Negro, gris o pardo oscuro Eruptivas, pizarra, caliza y algunas areniscas

Presencia de biotita, hornblenda, augita, magnetita, material orgánico y sustancias carbonosas

Amarillo pardo Varias rocas Oxidación e hidratación de la mayoría de materiales

Rojo y rosado Eruptivas , conglomerados, areniscas y arcillas

Feldepasto rosado o rojizo y principalmente óxidos de hierro y manganeso

Blanco y colores claros Caliza, arcillas, limos, areniscas, caolín, etc.

Por meteorización del material los colores originales pueden cambiar a tonos claros

Verde Esquisitos, pizarras, y algunas areniscas

Presencian de clorita, epidota glauconita y serpentina

ENSAYOS ESPECIFICOS

1. CONTENIDO DE HUMEDAD:

▫ Relación entre el peso del agua contenida en ella y su peso después de ser secada en el horno.

▫ EQUIPOS:

Balanza (aprox. 0.01 gramos)

Horno (105°C- 110°C)

Espátula

Recipientes

ENSAYOS ESPECIFICOS 2. GRANULOMETRÍA:

▫ Consiste en separar y clasificar por tamaños los granos que lo componen.

▫ Se hace en dos etapas:

Por tamices para tamaños grandes y medianos de partículas

Proceso de vías húmedas para granos finos

DISEÑO DE LAS CIMENTACIONES

OBJETIVO: distribuir las cargas de los edificios sobre una superficie del suelo con el fin de evitar asentamientos indebidos, especialmente asentamientos diferenciales

1.CARGA : *La construcción del edificio debe combinar: cargas muertas, carga impuesta y carga del viento sostenga y se transmita en el suelo:

a. Con seguridad b. Sin causar deflexión o

deformación de cualquier parte del edificio o movimiento del suelo o estabilidad de otros edificios

2. Movimiento del suelo: El edificio se construirá de tal manera que los movimientos del subsuelo causados por dilatación, encogimiento y congelamiento, no dañen la estabilidad del mismo

TIPO DE CIMENTACIONES

1. ZAPATA CORRIDA: Franja continua de concreto, suministra un soporte de asiento continuo sobre los muros de carga. Se usa hasta edificios de 4 pisos. Se coloca al centro bajo los muros. Los muros internos van apoyados en zapatas corridas independientes o sobre el engrosamiento del firme de concreto

2. ZAPATA ESCALONADA: Se reduce la cantidad de excavación , relleno o remoción del suelo. Sigue el perfil del terreno. La profundidad de cada escalón normalmente está entre los 0.15 ML y 0.25 ML, el traslapo del concreto y la estructura no debe ser menor a la profundidad del cimiento y en ningún caso menor a 0.30 ML. Si la pendiente excede es necesario usar pilotes y evitar el deslizamiento del terreno

3. ZAPATA CORRIDA ANCHA: Capacidad del terreno baja: terreno fangoso, limo arcilloso suave y suelo artificial. Esta estructura distribuye una mayor área de suelo. Uso de refuerzo transversal para absorber las tensiones que surgirán. Se usan alternando la zapata invertida reforzada tipo T

4. LOSAS DE CIMENTACIÓN: Cubren el área completa del edificio y normalmente se extiende más allá. Losa de concreto reforzado (MALLA Q4) hasta 0.30 ML de espesor, con frecuencia es más peraltada bajo los muros de carga. •El nivel de la base de la losa está normalmente a menos de 0.30 ML de la superficie del suelo y el refuerzo, frecuentemente representado por dos capas de refuerzo de malla, uno que está cerca de la parte superior de losa y otro cerca de la parte inferior. •Son óptimas para usarse en suelo suave o con relleno, o en suelo susceptible a hundimiento •Debe tenerse en cuenta:

I. Construir un anden perimetral alrededor de la losa

II. Profundizar la viga perimetral III. Realizar el dren de campo en una trinchera

llena con relleno de gravas

5. ZAPATAS AISLADAS: Son cimientos aislados para apoyar columnas. Se determina el área del cimiento dividiendo la carga de la columna, más el peso del cimiento entre la presión de carga permisible del suelo. • El espesor del cimiento no debe ser menor que lo que sobresale de la columna (a menos que esté reforzado) y en ningún caso debe ser menor de 0.15 ML. • Las dimensiones del cimiento se reducen con la instalación de refuerzo de acero en la parte inferior del cimiento que vaya en ambas direcciones.

6. PILOTES: Se usa sobre suelos con arcilla contráctil. Se usa en edificios de varios niveles y en los casos en que es necesario transmitir la carga del edificio a través de suelos débiles e inestable hasta un estrato inferior de suficiente capacidad de carga. •Se clasifican según:

I. Punta: pasa por depósitos suaves, la punta se apoya sobre el estrato de roca o penetra en arena o en gravas densas

II. Fricción: se incrusta en suelo cohesivo y obtiene su apoyo principalmente por adhesión o “fricción superficial”

III.Desplazamiento: los que se expulsan al suelo a medida que hinca el pilote. Prefabricado, madera, tubos de concreto o de acero con el extremo inferior cerrado

6. MEJORAMIENTO DEL TERRENO

6ª. RECEBO COMPACTADO

El Ensayo Próctor es una prueba de laboratorio que sirve para determinar la relación entre el contenido de humedad y el peso unitario seco de un suelo compactado

El recebo es arena y piedra de diámetro pequeño que se extiende sobre el terreno, para igual o consolidar el suelo. Se debe extender en capas entre 10 y 15 cms en seco y debe compactarse cada capa. Cuando está compactada cada capa se riega con agua para alcanzar la humedad óptima. Pérdida de compactación: 30% por M3

6b. CONCRETO CICLÓPEO

En este tipo de cimentación se utiliza piedra bola de 5 a 35 cms tipo media zonga. Y se usa cuando la carga de la edificación a recibir es poca, y existe en la zona a construir abundante piedra de diferentes tamaños sin forma regular, el rendimiento de la piedra por cada M3 variara dependiendo del tamaño existente. Se utilizará un concreto de resistencia de 2500 PSI en proporción 60-40: 60% concreto y 40% piedra. Las piedras no pueden ir pegadas contra muros ni contra ellas, el concreto se debe vibras de forma manual