suelos sensibles

8/18/2019 suelos sensibles

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UNIVERSIDAD PERUANA UNION


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FACULTAD INGENIERIA Y ARQUITECTURA

E.A.P. Ingeniería civil

INFORME DE FINAL DE ESTUDIO IDRAULICO

Informe presentado en cumplimiento parcial del Curso de cimentaciones

A!"#r

Al!$n#%

&'#na"an Ger$an C'#(!ec'a$)i Ma$ani

D#cen"e

Ing% Araca C'ile M#i*+*

&!liaca, a)ril -el /01

AGRADECIMIENTO


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AGRADECIMINETOS

A Dios:

Por sus bendiciones ue nos da cada d!a"

A los docentes# por uienes me e$i%en & permiten ue &o sea formado de la

me'or manera"

A nuestros padres Porue es ellos nos permiten continuar con nuestros

estudios superiores"

ÍNDICE GENERAL


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RESUMEN....................................................................................................5

Capitulo I: Introducción..................................................................................6

OBJETIVOS......................................................................................................6

a !"n"ral..............................................................................................6

# E$p"c%&co$.........................................................................................6

Cap%tulo II : Marco t"órico..............................................................................'

$u"lo$ $"n$iti(o$.........................................................................................'

).) con$id"racion"$ *"n"ral"$ d" un $u"lo$ $"n$iti(o$...........................'

a MEC+NISMOS MEC+NICOS SUE,OS SENSIB,ES.................................'

c MEC+NISMOS -ISICO UIMICOS......................................................)/

Cap%tulo V :...................................................................................................)0

). Conclu$ion"$.......................................................................................)0

2. R"co1"ndacion"$...............................................................................)

0. R"3"r"ncia$.........................................................................................)5

. +n"4o$................................................................................................)6

+n"4o a.....................................................................................................)6

ta#la).0..................................................................................................)6

ta#la)...................................................................................................)'

ta#la).5..................................................................................................)'

ta#la).6..................................................................................................)

ta#la).'..................................................................................................)

ta#la)...................................................................................................)

+n"4o # NMERO d" 3roud".....................................................................)

ta#la).7..................................................................................................)

RESUMENPara poder aplicar el curso de cimentaciones en los m(todos de dise)o de

*apatas aisladas# cuadradas rectan%ulares circulares & losas de cimentaci+n#


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de la ,NI-ERSIDAD PER,ANA ,NION# se .i*o la in/esti%aci+n de los

par0metros de la arcilla sensible #sus propiedades su co.esi+n# mediante los

m(todos m0s comunes & sencillos# se lle/+ recopilaci+n de informaci+n #para la

toma de los datos %eot(cnicos como son Co.esi+n# Granulometr!a# C1R#

Resistencia al corte# color# olor se .i*o necesario biblio%raf!a # para la

locali*aci+n de par0metros Geot(cnicos# para los c0lculos se us+ el E2CE3#

c0lculos manuales & un m(todo documental # ampliando la informaci+n

obtenida de diferentes autores# tanto practicos & te+ricos con respecto al tema

de la sensibilidad siendo este tema de suma importancia en la %eotecnia & la

mec0nica de suelos # & construcci+n ci/il en %eneral &a ue son los suelos la

base de toda obra ci/il"

Capitulo I: Introducción

3a sensibilidad se define entre la resistencia pico de un suelo inalterado a la

resistencia pico del mismo suelo remoldeado a una misma .umedad" 3as arcillas

sensiti/as se les conoce como arcillas r0pidas# las cuales se encuentran


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especialmente en los pa!ses Escandina/os & la parte norte de Norteam(rica" 3as

en/ol/entes de fallas para arcillas sensiti/as /ar!an en forma sustancial con las delos

suelos arcillosos sueltos saturados# debido a ue la estructura se destru&e poco

despu(s de iniciada la deformaci+n# esto produce altas presiones de poro ue

disminu&en la resistencia en la en/ol/ente de falla# Arcilla sensible: llamada tambi(n

arcilla sensiti/a" Es auella ue pierde su resistencia a l cor te a l se r am asada #

o a l te rada de a l%4n modo# a l p un to ue puede f lu i r ba 'o la acci+n de

la %ra/edad"

OBJETIVOS

A)GENERAL• Determinar las caracter!sticas de un suelo sensiti/o"

B)ESPECÍFICOS• Determinar dimensiones de par0metros como son 5Co.esi+n# Granulometr!a#

C1R# Resistencia al corte# color# olor 6"• Determinar la co.esion

• Determinar mediante el m(todo documental sus propiedades

• Comparar os resultados obtenidos de la teor!a mediante referencias

bilio%raficas"

Cap%tulo II : Marco t"órico

SUELOS SENSITIVOS1.1 CONSIDERACIONES GENERALES DE UNSUELOS SENSITIVOS

,o$ $u"lo$ $"n$i#l"$ $on arcilla$ pl8$tica$ 9u" por $u alto cont"nido d"1in"ral"$ arcillo$o$ tal"$ co1o 1ont1orilonita ; "$1"ctita


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"4p"ri1"ntan *rand"$ ca1#io$ d" (olu1"n al 1odi&car $u ado$ por un co1porta1i"nto c%clico d""4pan$ión ; contracción al incr"1"ntar ; r"ducir $u cont"nido d" a*uar"$p"cti(a1"nt". ?" 1odo 9u" todo$ lo$ $u"lo$ coar ni("l"$ 9u" *"n"ran daAo$a la$ o#ra$ con$truida$ $o#r" "llo$. ?" acu"rdo a la "$ti1aciónr"ali>ada por Jon"$ ; olt> )7'0 lo$ daAo$ r"portado$ "n ca$a$


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para el cual los poros del suelo est0n llenos de aire & a%ua" 3a presencia delaire & ela%ua en los poros del suelo puede tener /arias formas dependiendo del %radodesaturaci+n en el cual se pueden considerar tres casos: de aire entrapado#

doblemente abierto & de a%ua encerrada 5fi%ura 7"76" En el sistema de a%uaencerrada el %rado de saturaci+n es menor ue 89 & la fase l!uida est0ad.erida# en forma discontinua# a la fase s+lida# de manera ue los esfuer*osen auella fase se transmiten solamente a tra/(s de los contactosinter%ranulares" En el sistema de aire entrapado# el %rado de saturaci+n puedelle%ar a ser ma&or ue ;9 & las burbu'as de aire est0n aisladas dentro de lafase l!uida sin tener contacto con la fase s+lida" En estos dos casos e$tremos#el suelo# aunue f!sicamente es de tres fases# puede considerarse de dos fasesdesde el punto de /ista de la mec0nica de suelos: el de a%ua encerrada es des+lido


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suelo determinado la succi+n m0trica es funci+n del %rado de saturaci+n= lacur/a ue e$presa tal relaci+n se llama cur/a caracter!stica# misma ue seconoce mu& bien en la a%ronom!a" Para problemas %eot(cnicos# la importanciade la succi+n se refle'a en dos aspectos: la capacidad de absorci+n del a%ua &las caracter!sticas del cambio /olum(trico" 3a mi%raci+n del a%ua en suelos no

saturados est0 controlada por la .umedad: el a%ua se mue/e desde el lu%ar donde se tiene un %rado de saturaci+n ma&or a otro de menor %rado con o sinla fuer*a de %ra/edad" 3os suelos con un potencial de succi+n ma&or absorber0n m0s cantidad de a%ua= los suelos finos tienen una ma&or capacidadde absorci+n del a%ua ue las arenas# independientemente del tipo & cantidadde minerales ue contienen" 3a mi%raci+n del a%ua en los suelos e$pansi/ospuede estudiarse usando los modelos de flu'o de a%ua en suelos no saturados#siendo la teor!a de Ric.ards uno de estos modelos" Por otro lado# al .umedecer el suelo# la disminuci+n de la succi+n reduce tambi(n su esfuer*o efecti/o#.aciendo ue el suelo lo%re una recuperaci+n el0stica" Esta e$pansi+n el0stica# 'unto con la contracci+n por secado# puede entenderse en t(rminos de los

modelos de compresibilidad" Durante el proceso de contracci+n# los poros se.acen m0s peue)os & la tensi+n capilar aumenta" ,n suelo ori%inalmentesaturado conser/a su completa saturaci+n durante la primera etapa de secado#en la ue la contracci+n es eui/alente a la compresi+n /ir%en en un suelosaturado 5fi%ura 7">6= sin embar%o# se lle%a a una relaci+n de /ac!os tal ue enella se presenta la tensi+n capilar m0$ima" Si se contin4a secando el suelo# en(ste no se reducir0 m0s la relaci+n de /ac!os & en consecuencia tampoco se%enera tensi+n capilar adicional# por lo ue el contenido de a%ua en este puntoes el l!mite de contracci+n" El menisco de cada poro comien*a a retraerse de lasuperficie del suelo & (ste pierde su aspecto .4medo# luce seco & la masa desuelo de'a de estar saturada" Cuanto m0s ba'o es el l!mite de contracci+n#ma&or ser0 la contracci+n potencial" Si el suelo /uel/e a .umedecerse# sepresenta una recuperaci+n /olum(trica el0stica si%uiendo la tra&ectoria deesfuer*os en la descar%a definida en la mec0nica de suelos 5fi%ura 7">6" Sinembar%o# para los suelos e$pansi/os# dic.a e$pansi+n el0stica constitu&e unaparte mu& peue)a de su e$pansi+n total debido a ue la ma&or porci+n de(sta tiene esencialmente un car0cter fisicou!mico & no meramente mec0nico"3a ma%nitud de la e$pansi+n & contracci+n depende de la .umedad inicial" Si la.umedad del suelo en su estado natural es menor ue la .umedadcorrespondiente al l!mite de contracci+n# un secado posterior no producir0 unacontracci+n apreciable= si est0 m0s .4medo# la contracci+n m0$ima posible

ser0 eui/alente a la diferencia entre la .umedad real & el l!mite de contracci+n"Durante el proceso de saturaci+n# se liberar0 una ma&or succi+n en suelossecos# lo ue trae como consecuencia una ma&or recuperaci+n el0stica= lossuelos .4medos# en cambio# e$panden menos"


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C)MECANISMOS FISICO "UIMICOS3a succi+n est0 presente en todos suelos co.esi/os no saturados# pero notodos deestos son e$pansi/os" 3a succi+n por s! sola no e$plica el %ran cambio de/olumenue se presenta en suelos e$pansi/os# por lo ue el mecanismo fisicou!miconodebe menospreciarse" 3os suelos e$pansi/os tienen la capacidad de absorber

%randes cantidades de a%ua# las cuales %eneran un .inc.amiento en la masadelsuelo" Desde el punto de /ista mineral+%ico# dic.a capacidad de absorci+n dela%ua& su respecti/o cambio de /olumen dependen del tipo & cantidad de mineralesarcillosos & sus iones intercambiables# as! como el contenido & la estructurainternade electrolitos en la fase l!uida"

3os minerales arcillosos se forman a partir de un proceso de alteraci+n de lasrocas=

la alteraci+n inclu&e desinte%raci+n# o$idaci+n# .idrataci+n & li$i/iaci+n" 3acombinaci+n de la roca & las condiciones de alteraci+n crean diferentes tipos demineral arcilloso" Por e'emplo# la montmorilonita se produce en un ambiente dee$trema desinte%raci+n# fuerte .idrataci+n & una li$i/iaci+n limitada" Elambiente desu formaci+n es alcalino con la presencia de ma%nesio= las llu/ias moderadassepresentan en relaci+n directa a cambios estacionales# dando como resultadounae/aporaci+n ma&or ue la precipitaci+n" El a%ua es suficiente para el procesodealteraci+n & al mismo tiempo los cationes acumulados no pueden remo/ersepor


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llu/ias torrenciales# condiciones ue se presentan en re%iones semi


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enormemente de un mineral a otro 5tabla 7"76# misma ue determina lacapacidad deabsorci+n & de cambio /olum(trico de los suelos de acuerdo a los mineralesueconten%an"

Cuando se dispone el a%ua# (sta dilu&e la concentraci+n de iones presentesentre laspart!culas arcillosas e incrementa la de cationes# dando como resultado unaumentode la distancia entre las mismas= la e$pansi+n de la capa difusa produce unapresi+n de repulsi+n entre las part!culas coloidales# la cual se puede considerar como unapresi+n osm+tica & est0 relacionada directamente con la presi+n de e$pansi+nuese obser/a macrosc+picamente" Si esta fuer*a repulsi/a no est0 balanceada

con unapresi+n e$terna# el /olumen del suelo se incrementa %ener0ndose el fen+menodee$pansi+n"

Fig!ra .1 Di*"ri)!ci2n a"2$ica en la* l3$ina* -e l#* $inerale* arcill#*#*

Fig!ra .4 E*"r!c"!ra la$inar -e la* 5rinci5ale* 6a$ilia* -e l#* $inerale*arcill#*#*.


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Fig!ra .7 E*(!e$a -e -#)le ca5a -i6!*a en $inerale* arcill#*#*

Fig!ra .8 E*(!e$a -e in"erca$)i# ca"i2nic#


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CONCLUSIONESD) CONCLUSIONES # RECOMENDACIONES

PARA $APATAS AISLADAS3os suelos sobre los cuales est0n cimentadas las *apatas deben cumplir conlassi%uientes caracter!sticas: Espesor no %rande" Potencial de e$pansi+n moderado# menor de " Presiones de e$pansi+n ba'as" Se dispone de un estrato de suelo no e$pansi/o en el cual se alo'an las*apatas"Tambi(n se deber0n aplicar t(cnicas especiales a fin de incrementar elesfuer*o decontacto & minimi*ar la e$pansi+n del suelo# al%unas de las cualesson: Disminuir el anc.o de la base de la *apata" Colocar el muro de cimentaci+n directamente sobre el terreno sin *apata" Pro/eer espacios /ac!os entre las /i%as de soporte & el muro para concentrar las car%as en puntos aislados# en los cuales tambi(n deber0 cuidarse ue nose e$ceda la capacidad de car%a"

E9 CONCLUIONES # RECOMENDACIONES PARA$APATAS CORRIDAS

El empleo de las *apatas corridas deber0 limitarse a suelos con potencial dee$pansi+n menor de & una presi+n de e$pansi+n menor a 8 %Fcm7" 3as*apatasdeber0n ser suficientemente an%ostas para proporcionar una presi+n

de contactoadecuada"F)CONCLUSIONES # RECOMENDACIONES PARA

LOSAS DE CIMENTACI%N3as losas de concreto refor*adas & ri%idi*adas con contratrabes en dos direcciones 5corta &lar%a6# .an sido usadas e$itosamente en estructuras relati/amente pesadas ue est0ncimentadas sobre dep+sitos de %ran espesor donde los pilotes constitu&en una soluci+n pocoecon+mica" El dise)o est0 basado en el modelo de interacci+n suelo


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Ambrase&s# N" N" 5;6 HEn%ineerin% Seimolo%&" Eart.uae En%ineerin%andStrutural D&namics" -ol" B# "Casa%rande# A" 5;8?6# HC.aracteristics of Co.esionless Soils Affectin% t.eStabilit&

of Slopes and Eart. Jills# Contributions to Soil Mec.anics ;7>6# H3iuefaction and C&clic Mobilit& of Saturated Sands#Kournal of t.e Geotec.nical En%ineerin Di/ision# ASCE# 9# No" GT?# Proc" Paper 8#

Kune"Centro Nacional de Pre/enci+n de Desastres 5Cenapred6 5;;?6 Mapa depeli%ros!smico de M($ico"Edin%er# P" " 5;;6 HSeismic Response Considerations in Joundation Desi%n"Proceedin%s of ASCE Conference" E/anston# I3"Girault# P" 5;;6# HCompactaci+n din0mica# Generalidades & casos deaplicaci+n enM($ico# Construcci+n Especiali*ada en Geotecnia# Sociedad Me$icana deMec0nicade Suelos"Is.i.ara# " 5;>6# HStabilit& of Natural Deposits Durin% Eart.uaes" t.International Conference on Soil Mec.anics and Joundation En%ineerin%# -ol"# 87<8B?"Is.i.ara# " 5;;86# H3iuefaction and JloL Jailure Durin% Eart.uaes#Geotec.niue# @8# 8# 8>"ramer# S" 3" 5;;?6 Geotec.nical Eart.uae En%ineerin%# Prentice all# NeLKerse&"Oamoto# S" 5;@6 Introduction to Eart.uae En%ineerin%" 7nd Ed" To&o"O/ando# E & Se%o/ia# K" A" 5;;?6 3icuaci+n de arenas" TGC Geotecnia S" A"

de C"-"Poulos# S"K"5;6# HT.e Stead >>8?7

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