1. ESTUDIOS GEOTECNICOS PARA FUNDACIONES
FACULTAD NACIONAL DE INGENIERIA
CARRERA DE INGENIERIA CIVILMATERIA:
CIV-3250 “C”
FUNDACIONES
TEMA:
DOCENTE:
M.Sc.ING. LINA CARLA FERNÁNDEZ GUTIÉRREZ
2. I.-INTRODUCCIÓNESTUDIO GEOTECNICOTOMA DE DECISIONES DEL INGENIERO CIVIL (SUELO-CIMENTACION)
TODASLASOBRASDEINGENIERIACIVILDEBENCIMENTARSEENUNAMASADESUELO
Ref. Bibliografica: CursoAplicadode Cimentaciones, et al Rodriguez Ortiz, 1989.
7. DEPOSITOS NATURALES DE SUELO
ORIGEN DE LOS SUELOS
Interperismomecánico.
Interperismoquímico.
El suelo producto del interperismo, puede ser transportado por fuerzas físicas
Suelos transportados.
Suelos residuales.
Por su medio de transporte, los suelos pueden ser de tipo:
Aluvial o fluvial
Glacial
Eólico
8. RIOS
Los meandros se caracterizan por:
EROSION
MARGENES CONCAVAS SEDIMENTACION
MARGENES CONVEXAS
Corrientes entrelazadas (anastomasadas).
Corrientes meándricas.
Tipos de corrientes:
11. RECOLECCION DE INFORMACION PRELIMINAR
DOCUMENTACIÓN OFICIAL PUBLICADATRABAJO DE RECONOCIMIENTO
(INSPECCION VISUAL)
DATOS BASICOSINVESTIGACION DEL SITIO
PLANEACIÓNDELOSESTUDIOSGEOTECNICOSAREALIZAR.
TOMADEMUESTRAS.
PRUEBASENLABORATORIOABCRef. Bibliografica: CURSO APLICADO DE CIMENTACIONES, et al Rodriguez Ortiz, 1989. INGENIERIA DE CIMENTACIONES, BrajaDas, 2011
12. RECOLECCION DE INFORMACION PRELIMINARTIPO DE ESTRUCTURA A CONSTRUIR Y SU USO GENERAL
CARGAS APROXIMADAS.
ESPACIAMIENTO DE LAS COLUMNAS.
REGLAMENTO LOCAL DE LA CONSTRUCCION.
EXISTENCIA DE SOTANOS
EDIFICIOSPUENTES
LONGITUD DEL CLARO.
CARGAS EN PILARES Y ESTRIBOSA1
13. TOPOGRAFIATIPODESUELOMAPASGEOLOGICOSMAPASAGRONOMICOSINFORMACION HIDROLOGICA
PENDIENTES.
EXISTENCIA DE CONSTRUCCIONES ALEDAÑAS Y/O CIRCUNDANTES.
EXISTENCIA DE CANALES DE DRENAJE, RELLENOS SANITARIOS.
TIPO DE COBERTURA
CARACTERISTICAS GEOLOGICAS DE LA ZONA DE PROYECTO. .
REGISTRO DE CUERPOS DE RIO.
NIVELES DE AGUA EN LOS CURSOS DE RIO.
TIPO DE SEDIMENTO QUE ARRASTRA.
2345
19. TRABAJO DE RECONOCIMIENTO(INSPECCION VISUAL) SUELOSNIVEL FREATICOCONSTRUCCIONES
TIPO DE COBERTURA VEGETAL.
NATURALEZA DEL SUELO.
AREAS DE RELLENO Y CORTE.
TIPOS DE CONSTRUCCIONES VECINAS.
GRIETAS EN MUROS.
ZONAS DE RELLENO.
ESTRATO IMPERMEABLENF
HUELLASDENIVELESDEAGUAENEDIFICIOSYENESTRIBOSDEPUENTES. B
20. RIOSLos meandros se caracterizan por: EROSION MARGENES CONCAVAS SEDIMENTACIONMARGENES CONVEXAS
Corrientes entrelazadas (anastomasadas).
Corrientes meándricas.
Tipos de corrientes:
22. PROGRAMA DE INVESTIGACION MINIMO 21/08/201322www.scribd.com/doc/2447973/E-050Ref.Bibliográfica:REGLAMENTONACIONALDECONSTRUCCIONES,NORMANE.050SUELOSYCIMENTACIONES,PERU1997
23. GENERALIDADES
Un programa de investigación de campo y laboratorio se define mediante:
a.Condicionesdefrontera.
b.Número“n”depuntosainvestigar.
c.Profundidad“p”quesedebealcanzarencadapunto.
d.Distribucióndelospuntosenlasuperficiedelterreno.
e.Númeroytipodemuestrasaextraer.
f.Ensayosarealizar“insitu”yenelLaboratorio.
21/08/201323
26. b“n” NUMERO DE PUNTOS DE INVESTIGACIONElnúmerodepuntosdeinvestigaciónsedeterminaenfunciónaltipodeedificaciónydeláreadelasuperficieaocuparporésteCuandoseconozcaelemplazamientoexactodelaestructura,“n”sedeterminaráenfuncióndeláreatotaldelterreno21/08/201326
28. COMPLEJIDAD
SUPERFICIE (Ha)
1
10
50
100
200
500
1000
BAJA
3
6
8
9
10
11
12
MEDIA
5
10
14
15
16
18
20
ALTA
6
14
20
22
24
27
30
NUMERO MINIMO DE SONDEOS
COMPLEJIDAD BAJA (CB): Terrenoscontopografíasuave,muyhomogéneaenplantadentrodeláreaestudiadaydebuenacalidadcomocimentación(terrenosaptosparacimentacionessuperficiales) COMPLEJIDAD ALTA (CA): Terrenosdetopografíamoviday/obastantehetereogéneosenplantaycondeficientescondicionesdecimentación(posibleempleodepilotajes) FUENTE:CURSOAPLICADODECIMENTACIONES,JOSÉMARÍARODRIGUEZORTIZ:JESÚSSERRAGESTA:CARLOSOTEOMAZO
29. En proyectos viales en nuestro país se tiene los siguientes criterios: Carreteras troncalesCaminos vecinalesCada 1000 metros una muestraCada 500 metros una muestraABCTERMINOS DE REFERENCIA Y E.T. 21/08/201329
30. c
“p” PROFUNDIDAD MINIMA ALCANZADA EN CADA PUNTO DE INVESTIGACION SUPERFICIAL21/08/201330CIMENTACION SUPERFICIALEDIFICACION SIN SOTANO
33. PROFUNDIDAD MINIMA APROXIMADA DE BARRENADO
AMERICAN SOCIETY OF CIVIL ENGINEERS (1972) DPara edificios de 30m de ancho
NUMERO DE PISOS
PROFUNDIDAD DE LA PERFORACION (m)
1
3.5
2
6.0
3
10.0
4
16.0
5
24.0
Para hospitales y edificios de oficinas: Fuente: PRINCIPIOS DE INGENIERIA DE CIMENTACIONES , BrajaDas
34. 21/08/2013 34
CIMENTACION PROFUNDA
p h D z f
Df = En una edificación sin sótano, es la distancia vertical
desde la superficie del terreno hasta el extremo de la
cimentación profunda (pilote, pilares, etc.). En edificaciones
con sótano es la distancia vertical entre el nivel de piso
terminado del sótano y el extremo de la cimentación
profunda.
h = Distancia vertical entre el nivel de piso terminado del
sótano y la superficie del terreno natural.
z = 6 metros en el 80% de los sondeos.
= 1.5*B, en el 20% de los sondeos, siendo B el ancho de la
cimentación, delimitada por los puntos de todos los pilotes o
las bases de todos los pilares.
Donde:
35. 21/08/2013
35dDISTRIBUCION DE LOS PUNTOS DE INVESTIGACION
Sedistribuiránteniendoencuentalascaracterísticasydimensionesdelterreno,asícomolaubicacióndelasestructurasprevistascuandoéstasesténdefinidas. Sedistribuiránuniformementeenlasuperficiedelterrenoyporlomenosel70%delospuntoscaerándentrodelasuperficieaocuparseconlaedificación.
36. COMPLEJIDAD
SUPERFICIE (Ha)
1
10
50
100
200
500
1000
BAJA
3
6
8
9
10
11
12
MEDIA
5
10
14
15
16
18
20
ALTA
6
14
20
22
24
27
30
NUMERO MINIMO DE SONDEOSN=3N=5FUENTE:CURSOAPLICADODECIMENTACIONES,JOSÉMARÍARODRIGUEZORTIZ:JESÚSSERRAGESTA:CARLOSOTEOMAZO
37. ESPACIAMIENTO APROXIMADO DE LOS MUESTREOS
TIPO DE PROYECTO
ESPACIAMIENTO (m)
EDIFICIO DE VARIOS PISOS
10 -30
PLANTAS INSDUSTRIALES DE UN PISO
20 -60
CARRETERAS
250 -500
SUBDIVISIONES RESIDENCIALES
250 -500
PRESAS Y DIQUES
40 -80
Directricesgenerales,yaqueelespaciamientopuedeincrementarseodisminuirsedependiendodelascondicionesdelsubsuelo
38. N=10N=8
CON ZONA PROBLEMATICA
FUENTE:CURSOAPLICADODECIMENTACIONES,JOSÉMARÍARODRIGUEZORTIZ:JESÚSSERRAGESTA:CARLOSOTEOMAZO
39. 21/08/2013
39eNUMERO Y TIPO DE MUESTRAS A EXTRAER
Mab: Muestra alterada en bolsa de plástico.
Mib: Muestra inalterada en bloque. Mit: Muestra inalterada en tubo de pared delgada. Df
NT
Mab
Mibó Mit
41. METODOS DE RECONOCIMIENTO
CALICATASOPOZOS
SONDEOSMANUALESOMECANICOS
PRUEBASDEPENETRACIONDINAMICAOESTATICA
METODOSGEOFISICOS
PRUEBASINSITU
42. CALICATAS O POZOSOBJETIVOTIPO DE EXCAVACION
Excavacióndelterreno,enformasdiversas: pozos,zanjas,rozas.
PROFUNDIDAD
Observaciondirectadel terreno.
Tomade muestras.
Realizaciónde ensayosin situ.
Confirmaciónde un substratoconocido.
Ref. Bibliográfica: MECANICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES, Fernando MuzasLabad, , FUNDACION ESCUELA DE LA EDIFICACION, 2007
Manual y/o mecánica(retroexcavadoraH<4myexcepcionalmentemayoresenterrenosquenorequieraentibación
43. SONDEOS MANUALES O MECANICOSMANUALESMECANICOSPerforacionesdepequeñodiámetro.
Seusanbarrenasdegusanilloyotrostiposdecucharas.
Permitenlaobtencióndemuestrasalteradas.
Válidasparaidentificacióndematerialyladeterminacióndelahumedadnatural.
Diámetroshabitualesde 65 y 140 mm
PRESION: Para suelosblandos.
PERCUSION: En gravaso materialescementados.
ROTACION: En rocaso suelosduros. TOMAMUESTRASSPT
ENSAYO DE MOLINETE O VELETAENSAYO PRESIOMETRICOExtracciónde testigos.
44. S P TSTANDART PENETRATION TESTING ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR
Consisteenhincaragolpesunmuestreadordecucharapartida(mediacaña),registrandolosgolpesparapenetrartrestramosde6”=15cm.Utilizandounamasade140libraslacualsedejacaerdesdeunaalturade30”=76.2cmPerfilestratigrafico
Muestredaor15 cm
15 cm
15 cm
Martillo140 lb ó 622.72NN1
N2
N=N1+N2
45. CUANDO SE DEBE USAR EL SPT?
Arenasygravasmediasafinas.
Arcillasduras.
Inadecuadoensuelosblandosoconcantosrodados.
Cuandoseobtienenmásde40golpessedebesuspenderelensayo.
Siseencuentranfragmentosderocasepuedeinterpretarinadecuadamente.
46. GRADO DE ALTERACION DE UNA MUESTRA
% *100 2
2 2
i
e i
R D
D D
A
AR =Relación de áreas
De= Diámetro exterior del tubo muestreador.
Di= Diámetro interior del tubo muestreador
Cuando AR es menor de 10 %, la muestra se considera
inalterada.
Por ejemplo:
47. FACTORES QUE INFLUYEN EN LA VARIACION DEL NUMERO DE PENETRACION ESTANDAR (Skempton1986, et al 1985) Algunosdeestosfactoresson:
EFICIENCIADELMARTILLOSPT.
DIAMETRODEPERFORACION.
METODODEMUESTREO.
FACTORDELONGITUDDELABARRAPERFORADORA.
Cilíndrico (50)
De Seguridad (70)
49. Equipo Martillo – Ref. Eficiencia
(%)
Acker-01 Seguridad - MS 30
Cilíndrico - MC 01
56
57
Acker-02 Seguridad - MS 30
Seguridad - MS 28
50
50
Winch-01 Seguridad - MS 30 66
Cilíndrico - MC 01 27
EFICIENCIA DE ALGUNOS EQUIPOS
50. 60 N
NUMERO DE PENETRACION ESTANDAR CORREGIDO
: Corrección por longitud de la barra perforadora
: Corrección del muestraedor
: Corrección por diámetro de perforación
: Eficiencia del martillo (%)
N: Número de penetración medido
: Número de penetración corregido (condiciones de campo)
R
S
B
60
H
N
51. FACTORES DE CORRECCIÓN DE “N”
Fuente: (Youd e Idriss, 1997; Seed y otros, 2001)
Factor Variable Símbolo Corrección
Presión de sobrecarga. CN = (Pa/’vo)0.5 *
CN menor o igual
que 2
Relación de energía Martillo cilíndrico
Martillo de seguridad
Martillo automático -Cilíndrico
CE = 0.5-1.0
0.7-1.2
0.8-1.3
Diámetro de la perforación 65 – 115 mm
150 mm
200 mm
CB = 1.0
1.05
1.15
Longitud del varillaje 3 – 4 m
4 – 6 m
6 – 10 m
10 – 30 m
>30 m
CR = 0.75
0.85
0.95
1.0
<1.0
Tipo de muestreador Cuchara partida estándar
Cuchara partida sin liners
CS = 1.0
1.1 – 1.3
N160 = N CNCECBCRCS
52. PARA SUELOS ARCILLOSOS:
Número de penetración estándar (N
60
) y la resistencia
cortante no drenada de la arcilla c
u (Pruebas triaxiales no
drenadas)
60 c K *N u
60
CORRELACIONES UTILES
53. Tasa de sobreconsolidación OCR (de un depósito natural
de arcilla) con N60
Relación de Mayne y Kemper (1988)
0.689
'
60 193 . 0
o
N
OCR
' 2 : Esfuerzo efectivo vertical MN/m o
54. PARA SUELOS GRANULARES:
Compacidad relativa de las arenas Dr
Angulo de fricción
Corrección de N60, para una presión efectiva de sobrecarga
'
o
1 60 60 N C N N
Donde:
(N1)60 = Valor de N60 corregido a un valor estándar de [100 kN/m2
(2000 lb/pie2)]
CN= Factor de corrección.
N60=Valor de N obtenido de la exploración de campo.
'
o
55. RELACIONES EMPIRICAS PARA CN
Relación de Liao y Whitman (1986) Relación de Skempton (1986)
Relación de Seed y otros (1975) Relación de Peck y otros (1974)
0.5
'
1
a
o
N
P
C
a
o
N
P
C
'
1
2
a
o
N P
C
'
1 1.25*log
a
o
N
P
C
'
20
0.77*log
2 2 P 100kN/m 2000lb / pies a
56. RELACIONES PARA ESTIMAR EL
ANGULO DE FRICCION
2
1 60 1 60 27.10.3 N 0.00054 N
Peck, Hanson y Thornburn (1974)
Hatanaka y Uchida (1996)
20* 20 1 60 N
57. Schmertmann (1975)
0.34
'
1 60
12.2 20.3
tan
a
o
P
N
N60: Número de penetración estándar en
campo.
o: Presión efectiva de sobrecarga
Pa: Presión atmosférica (100 KN/m2,
2000 lb/pie2)
N60
62. MUESTRAS INALTERADASTIPOS DE MUESTRALasmuestrasaserobtenidasdelossuelos,permitiránrealizarladeterminacióndelaspropiedadesdelossuelosMUESTRASINALTERADAS:Muestrasqueguardanlasmismascondicionesdelamasadesueloenlaqueencontraban. MUESTRASALTERADAS:Muestrasquenoguardanlasmismascondicionesdelamasadesueloenlaqueencontraban
Bolsas de suelo, trozos de testigo, terrones, etc. Talladas en catas o excavacionesExtraídos mediante toma muestras
63. MUESTRAS ALTERADAS
Estratigrafía (cambio de capas)
Análisis granulométrico.
Determinación de los límites líquido y plástico.
Peso específico de los sólidos del suelo.
Determinación del contenido orgánico.
Clasificación del suelo.
Contenido de sulfatos, carbonatos, materia orgánica.
MUESTRAS INALTERADAS
Resistencia al cortante
Pruebas de consolidación.
64.
65. Bolsa1Bolsa 2MUESTRA MEZCLADA Y CUARTEADA20 Kg. 3 kg.15 kg.1 1/2 kg. 1/2 kg.
ENSAYOS DE RESISTENCIAENSAYOS DE CONTROLENSAYOS GENERALES
LIMITELIQUIDO
LIMITEPLASTICO0
PESOESPECIFICO
ANALISISGRANULOMETRICO
COMPACTACION
CONTENIDOOPTIMODEHUMEDAD
CBR
Fuente: MECANICA DE SUELOS, CrespoVillalaz.
67. 1.Descripcióndel alcancede la investigación.
2.Descripciónde la estructurapropuestaparala quese realizóel estudio.
3.Ubicaciónde la zonade estudio.
4.Caracteristicasgeológicas, hidrológicas, etc.
5.Detallesde la exploraciónde campo (númerode muestras, profundidadde esploración,, etc)
6.Descripciónde lascondicionesdel subsuelo.
7.Descripciónde lascondicionesdel NF.
8.Recomendaciónsobreel tipode cimentaciónmásadecuado, segúnel tipode sueloencontrado.
9.Conclusionesy limitacionesdel estudio. ANEXOS: Mapasde localizacióny caracterizacióndel mismo. Registrode lasperforaciones. Resultadosde laspruebasde Laboratorio.
CONTENIDO MINIMO DE UN INFORME GEOTECNICO
68. CONOCIDO: PUNTO DE VISTA GEOTECNICOPUNTO DE VISTA ESTRUCTURALPUNTO DE VISTA ECONOMICOFACILIDAD CONSTRUCTIVA
69. TIPO DE CIMENTACION
PARAMETRO DE REFERENCIA
OBSERVACIONES
ZAPATASAISLADAS
Cc0.20
Suelo de baja compresibilidad.
Asentamientos diferenciales controlados.
ZAPATASCONTINUAS RIGIDIZADAS CON VIGAS DE CIMENTACION
Ccentre 0.20 y 0.40
Suelo de
compresibilidad media
LOSA DE CIMENTACION
Cargas bastantealtas (pesadas)
El áreade las zapatas continuas ocupan cerca del 50% del área del edificio en planta
PILOTES
Cargas demasiadoelevadas. Suelos con baja capacidad de carga
Cc: Índice de compresión
COMO ESCOGER LA CIMENTACION MAS ADECUADA?
Fuente: Crespo Villalaz, MECANICA DE SUELOS.