CAPíTULO 1 DEPÓSITOS DE SUELO Y ANÁLISIS GRANUlOMÉTRICO 1

1.11.21.31.41.51.61.7

Introducción 1

Depósitos de suelo natural 1Tamaño de las partículas de suelos 2Minerales arcillosos 3

Densidad de sólidos (Gs) 7Análisis mecánico del suelo 7

Tamaño efectivo, coeficiente de uniformidad y coeficiente de curvaturaProblemas 14Referencias 16

12

CAPíTULO 2 RELACIONES VOLUMÉTRICAS y GRAVIMÉTRIC~, PLASTICIDADy CLASIFICACiÓN DE lOS SUELOS 17 '

2.1

2.2

2.32.42.52.62.72.8

Relaciones volumétricas y gravimétricas 17Relacionesentre peso específico,relacióndevacíos,contenidode aguay densidad

de sólidos 20Compacidad relativa 23Consistencia del suelo 27Actividad 32Índice de liquidez 33Carta de plasticidad 34Clasificación del suelo 35Problemas 46Referencias 49

\

ix

\

x Contenido

4.14.24.34.44.54.6

4.74.84.9

\

CAPíTULO 3 COMPACTACIÓN DE SUELOS 51

3.13.23.33.43.53.63.73.8

Compactación; principios generales 51Prueba Proctor estándar 52

Factores que afectan la compactación 55Prueba Proctor modificada 59Estructura de un suelo cohesivo compactado 63Compactación en campo 64Especificaciones para compactación en campo 69Determinación del peso específico de campo después de la compactación 71Problemas 76Referencias 78

CAPíTULO 4 MOVIMIENTO DEL AGUA A TRAVÉS DE SUELOS. PERMEABILIDADA~ E INFilTRACiÓN 79

Permeabilidad 79Ecuación de Bernoulli 79Ley de Darcy 82Permeabilidad 83

Determinación en laboratorio de. la permeabilidad 84Relaciones empíricas para la permeabilidad 91Prueba de permeabilidad en campo por bombeo de pozosInfiltración 97Ecuación de continuidad de Laplace 97Redes de flujo 99Ascención capilar en suelos 105Problemas 107Referencias 111

94

CAPíTULO 5 ESFUERZOS EN UNA MASA DE SUELO 113

5.15.25.3

5.45.55.6

5.7

5.85.9

Concepto de esfuerzo efectivo 113Esfuerzos en suelo saturado sin infiltración 113Esfuerzos en suelo saturado con infiltración 117Esfuerzo efectivo en un suelo parcialmente saturado 121Incremento del esfuerzo vertical debido a varios tipos de carga 123Esfuerzo causado por una carga puntual 123Esfuerzo vertical causado por una carga de línea 125Esfuerzo vertical causado por una carga de franja (ancho finito y longitud

infinita) 128Esfuerzo vertical debajo del centro de un área circular uniformemente

cargada 132Esfuerzo vertical causado por un área rectangularmente cargada 133Carta de influencia para presión vertical 140Problemas 143Referencias 149

Contenido xi

CAPíTULO 6 CONSOLIDACiÓN

6.16.26.36.46.56.66.76.86.96.106.116.12

6.136.14

151

Fundamentos de la consolidación 151Prueba de consolidación unidimensional en laboratorio 154

Gráficas relación de vacíos-presión 155 .Arcillas normalmente consolidadas y preconsolidadas 159Efecto de la perturbación entre la relación de vacíos-presión 161Cálculo de asentamientos por consolidación primaria unidimensionalÍndice de compresión (Cu) 165Índice de expansión (CJ ,166Asentamiento por consolidación secundaria 170Tasa de consolidación 174Coeficiente de consolidación 180

Cálculo de asentamientos por consolidación primaria bajo unacimentación 186

Precompresión. Consideraciones generales 189Drenes de arena 194Problemas 200Referencias 206

163

CAPíTULO 7

7.17.27.3

7.47.57.67.77.87.9.7.107.117.127.13

8.1

,8.2

RESISTENCIACORTANTEDELSUELO 207

Criterios de falla de Mohr-Coulomb 207

Inclinación del plano de falla causada por cortante 209Ley de la falla por cortante en suelo saturado 211Determinación en laboratorio de los parámetros de la resistencia

cortante 211Prueba de corte directo 212Prueba de corte directo drenada sobre arena y arcillas saturadas 216Prueba de corte triaxial 217Prueba consolidada drenada 219Prueba consolidada no drenada 227Prueba no consolidada-no drenada 232

Prueba de compresión simple en arcilla saturada 234~Sensitividad y trixotropía de las arcillas 236Prueba de corte con veleta 238

Relaciones 'empíricas entre cohesión no drenada (cu) y presión efectivade sobrecarga (a~) 242

Problemas 243Referencias 246

CAPíTULO 8 EXPLORACiÓN DEL SUBSUELO 249

Programa de exploración del subsuelo 249Perforaciones exploratorias en el campo 252

\

\

xii Contenido

8.38.48.58.68.78.88.98.108.11

Procedimientos para muestreo del suelo 255Observación de los niveles del agua 264Prueba de corte con veleta 266Prueba de penetración de cono 269Prueba del presurímetro (PMT) 274Prueba del dilatómetro 276Extracción de núcleos de roca 279

Preparación de registros de perforación 282Informe de la exploración del suelo 284Problemas 284Referencias 289

CAPíTULO 9

'}.¡19.29.3

9.49.59.6

PRESiÓNLATERAL DE TIERRA 291

Presión de tierra en reposo 291Teoría de Rankine de las presiones de tierra, activa y pasiva 295Diagramas para la distribución de la presión lateral de tierra contra muros

de retención 305Muros de retención con fricción 322Teoría de la presión de tierra de Coulomb 324Análisis aproximado de la fuerza activa sobre muros de retención 332Problemas 334Referencias 338

CAPíTULO10

10.110.210.310.410.5

10.6

10.710.8

10.9

ESTABILIDADDE TALUDES 339

Factor de seguridad 339Establidad de taludes infinitos sin infiltración 341Estabilidad de taludes infinitos con infiltración 344Taludes finitos 347Análisis de taludes finitos con superficie de falla circularmente cilíndrica.

Generalidades 351Procedimiento de masa del análisis de estabilidad (superficie de falla

circularmente cilíndrica) 353Método de las dovelas 368

Análisis de estabilidad por el método de las dovelas para infiltración con flujoestablecido 374

Solución de Bishop y Morgenstern para la estabilidad de taludes simplescon infiltración~ 375

Problemas 380Referencias 386

CAPíTULO11 CIMENTACIONESSUPERFICIALES.CAPACIDADDE CARGAY ASENTAMIENTO 389

11.1Capacidad de carga última de cimentaciones superficialesConceptos generales 391

391

,

11.211.3

11.411.5

11.611.711.811.9

11.10

11.1111.1211.13

11.1411.1511.1611.17

Contenido xiii

Teoría de la capacidad de carga última 393Modificación de las ecuaciones para la capacidad de carga por la posición

del nivel del agua 396El factor de seguridad 398Cimentaciones cargadas excéntricamente 401Asentamiento de cimentaciones superficiales 412Tipos de asentamiento en cimentaciones 412Asentamiento inmediato 412Asentamiento inmediato de cimentaciones sobre arcilla saturada 414Rango de los parámetros del material para calcular el asentamiento

inmediato 416 'Presión admisible de carga en arena basada en consideraciones

de asentamiento 417

Prueba de placa en campo 418Capacidad de carga admisible 422Asentamientos tolerables en edificios 422Cimentaciones con losas 425Zapata combinada y cimentación con losas 425Tipos comunes de cimentaciones con losa 429Capacidad de carga de cimentaciones con losa 430Cimentaciones compensadas 433Problemas 436Referencias 441

CAPíTULO12 MUROS DE RETENCIONy CORTESAPUNTALADOS 445

12.112.212.312.412.512.612.712.812.9

12.1012.1112.1212.1312.1412.15

Muros de retención 445Muros de retención. Generalidades 445Dimensionamiento de muros de retención 447Aplicación de las teorías de la presión lateral de tierra. Teorías de diseñoRevisión del volcamiento 450Revisión por deslizamiento a lo largo de la base 453Revisión de falla por capacidad de carga 456Comentarios relativos a estabilidad 464

Drenaje del relleno del muro de retención 465 ~Juntas en la construcción de muros de retención 465 ~Cortes apuntalados 467Cortes apuntalados. Generalidades 467Presión lateral de tierra en cortes apuntalados 469Parámetros del suelo para cortes en suelo estratificado 474Diseño de varias componentes de un corte apuntalado 475Levantamiento, del fondo de un corte en arcilla 481Cedencia lateral de tablaestacas y asentamiento del terreno 487Problemas 489Referencias 493

448

xiv Contenido \

CAPíTULO 13 CIMENTACIONES PROFUNDAS. PILOTES Y PILASPERFORADAS 495 '

13.113.213.313.413.513.613.713.813.913.1013.11rl.1213.1313.1413.15

13.1613.1713.1813.1913.20

Cimentaciones con pilotes 495Necesidad de las cimentaciones con pilotes 495Tipos de pilotes y sus características estructurales 497Estimación de la longitud del pilote 506Instalación de pilotes 508Mecanismo de la transferencia de carga 509Ecuaciones para estimar la capacidad de pilotes 511Capacidad de carga de pilotes de punta descansando en roca 525Asentamiento de pilotes 527Fórmulas para el hincado de pilotes 530Esfuerzos en pilotes durante el hincado 535Pruebas de carga de pilotes 537Fricción negativa en pilotes 539Grupos de pilotes. Eficiencia 542Asentamiento elástico de grupo de pilotes 548Asentamiento por consolidación de grupo de pilotes 549Pilas perforadas 552Tipos de pilas perforadas 553Procedimientos de construcción 554Estimación de la capacidad de carga 557Asentamiento de pilas perforadas bajo carga de trabajo 564Método de Reese y Q'Neill para calcular la capacidad de carga 564Problemas 573Referencias 579

íNDICE

RESPUESTASA PROBLEMAS ESCOGIDOS 581

587

t