IMPORTANCIA DE LOS ESTUDIOS

GEOTCNICOS

EN PROYECTOS DE EDIFICACIONES

INTRODUCCIN

LOS ESTUDIOS GEOTCNICOS SE PAGAN SIEMPRE,

YA SEA ANTES O DESPUS,

SOLO QUE DESPUS SON MUCHO MAS CAROS

Antes de construir o proyectar cualquier obra de ingeniera senecesita conocer las caractersticas (Fsico mecnicas y qumicas)y condiciones del sub suelo del sitio propuesto para determinar lasfactores que pudieran afectarla as como establecer su capacidadpara soportar la estructura propuesta, evitando esfuerzos ydeformaciones indebidas.

Todo ello llevar a adoptar medidas a fin de optimizar el gasto enla construccin y asegurar la inversin as como proteger laintegridad de los ocupantes de la edificacin, en el presente caso.

MECNICA DE SUELOS Y GEOTECNIAEn los inicios de la ingeniera civil los principales problemas de las obras en relacin al suelo eran

resueltos en forma intuitiva, emprica o por tanteos, lo cual trajo consigo serios riesgos en tanto a

seguridad, como a economa de una obra, luego aparece la Mecnica de Suelos.

Se reconoce al Dr. Ing. Karl Terzaghi como el hombre que dio origen a una nueva rama llamada

Mecnica de Suelos a partir de la publicacin clsica Erdbaumechanik en 1925.

A partir de la dcada del 70 los avances en la tecnologa electrnica y en los procedimientos de

construccin, as como los cada vez ms grandes y arriesgados proyectos civiles, llevan a una

mayor especializacin y diversificacin de estas y otras ramas anexas o vinculadas. Esto llev a la

creacin de una disciplina mayor, la Ingeniera Geotcnica. Dentro de la cual se pueden distinguir

actualmente las siguientes ramas:

Mecnica de Suelos

Mecnica de Rocas

Geologa Aplicada a la Ingeniera

Ingeniera de Fundaciones y

Ingeniera de Pavimentos

1.0 POR QU Y PARA QUE REALIZAR EL ESTUDIO GEOTCNICO

Obtencin de muestras para determinar las propiedades para la

identificacin, descripcin y clasificacin de los diferentes estratos y

obtener los parmetros necesarios para el diseo, de las

cimentaciones.

Realizar ensayos insitu segn las condiciones del suelo y la obra a

proyectar.

Establecer el perfil del suelo en el sitio, determinando la secuencia de

los estratos en funcin con la profundidad, su espesor y continuidad

lateral de cada estrato y si es factible la profundidad del lecho rocoso.

Evaluar la capacidad de carga de la cimentacin y que alternativas de

cimentacin tendr en funcin de la calidad del suelo en cuanto a tipo

y profundidad.

Determina el asentamiento probable de la estructura.

CALICATA : C-03 NIVEL FREATICO: 2.80

PROFUNDIDAD : 4.00m. FECHA: Agosto del 2013

PROF.

(m)

2.80

Suelos tipo GP, mezclas de grava con arena

y escaso fino, son suelos de color pardo

oscuro, hmedos, de baja plasticidad y

compacidad media. A partir de los 2.80m de

profundidad se observan filtraciones de agua.

M-05 GP

4.00

SM

2.60

Suelos tipo SM, mezclas de arena, con limo y

algo de grava, son suelos de color marrn

oscuro, hmedos, de baja plasticidad y

compacidad media, presentan valores de

Angulo de Friccin ( ) = 31.19 y Cohesin (

C ) = 0.064Kg./cm2.

M-04

2.10

Suelos tipo GW-GM, mezclas de grava con

arena y limo, son suelos de color marrn

claro, hmedos, de baja plasticidad y

compacidad media a densa.

M-03 GW-GM

Suelos tipo SC, mezclas de arena, con arcilla

y grava, de color pardo oscuro, son suelos

hmedos, de baja plasticidad y compacidad

media.

M-02 SC

M-01 GC

EXCAV.

1.10

EX

CA

VA

CIO

N A

CIE

LO

AB

IER

TO

- C

AL

ICA

TA

Suelos tipo GC, mezclas de grava con arena

y arcilla, que engloban bloques de hasta 5,

son suelos de color marrn amarillento, poco

hmedos, de baja a mediana plasticidad y

compacidad media a densa.

1.60

FIGURA N G-02 REGISTRO DE EXCAVACIONES

TIPOSIMBOLO DESCRIPCION MUESTRA

CLAS.

SUCS

GC

SC

GW-GM

SM

GP

1.0 POR QU Y PARA QUE REALIZAR EL ESTUDIO GEOTCNICO

Detecta la presencia de fenmenos de geodinmica externa y prever

su accin en el proyecto.

Detectar problemas potenciales como(suelos con alto contenido de

materia orgnica, suelos expansibles y /o compresibles, suelos

colapsables, relleno no conformado, relleno sanitario, licuacin de

suelos etc).

Peligros potenciales debido a los trabajos de excavacin en tierra.

Predecir el empuje lateral de tierra en estructuras como muros de

retencin, tablestacados, y cortes.

Determina si existe agua superficial o nivel fretico en el sitio.

Determinar las caractersticas qumicas de los suelos que pudieran

afectar a la cimentacin.

Peligros potenciales debido a los trabajos de

excavacin en tierra.

suelos con alto contenido de materia orgnica

Predecir el empuje lateral de tierra.

Determinar si existe agua superficial o nivel

fretico en el sitio.Relleno no conformado

Relleno no conformado

Suelos expansibles y/o compresibles

Fenmenos de Geodinmica externa

Derrumbe

Quebrada pasa por

el de rea en estudio

Escorrentasuperficial

CONSECUENCIAS DE UN MAL ESTUDIOCimentar sobre rellenos o suelos blandos:

Asentamiento de la superestructura, conlleva a rajaduras,daos en puertas y ventanas, hasta finalmente el colapso dela estructura.

Suelos expansibles:

Levantamiento o asentamiento de estructuras livianas eninclusive de la superestructura.

Presencia de agua:

En terrenos arenosos, el aumento de humedad puedeproducir disminucin de la resistencia al corte.

En terrenos arcillosos el propio valor de la cohesin quedadisminuido por efecto del agua.

Suelos agresivos qumicamente:

Ataque qumico al concreto

Ataque qumico al acero

Estructuras proyectadas sobre relleno

Forma inicial del terreno

Despus del corte has 50 aos

Proyeccin actual

QUE PUEDE PASAR SI NO SE HACE EL ESTUDIO GEOTCNICO

Definir el programa de investigacin

Ejecutar el trabajo de campo y toma de muestras

Ensayos de laboratorio de mecnica de suelos yqumicos

Interpretacin de los resultados

Eleccin y diseo del tipo y profundidad decimentacin

Elaboracin del informe

3.0 ETAPAS DEL ESTUDIO GEOTECNICO

Deber estar orientado a la obtencin de los parmetros necesarios para la

determinacin de la capacidad de carga del terreno.

3.1.1 Recoleccin de informacin existente.

Identificar el tipo de estructura a construir y su uso general.

Cargas de servicio a transmitir al terreno.

Espaciamiento de columnas.

Estudios previos, geologa, topografa, fotos areas, sismicidad, etc.

3.1.2 Reconocimiento del lugar.

Topografa.- Evaluacin de evidencias de deslizamientos ocurridos, derrumbes,

rellenos, filtraciones de agua, etc.)

Observacin de los perfiles del subsuelo en trincheras naturales o excavaciones

adyacentes, usual en obras lineales como carreteras.

Evaluacin de los procesos geodinmicas externos en el sector.

3.1.3 Hiptesis del terreno

Una vez recolectada toda la informacin preliminar y habindose reconocido el

lugar, se debe plantear una hiptesis razonable sobre el perfil del terreno a

encontrar. Esta hiptesis ser la base para la eleccin del mtodo de exploracin y

de muestreo

3.1 PROGRAMA DE INVESTIGACIN

Calicatas y/o trincheras a cielo abierto.

Exploracin con barra posteadora.

Ensayos in situ en sondeos (SPT, DPL y otros.)

Perforaciones profundas con recuperacin

muestras.

Estaciones geomecnicas (en macizos rocosos)

Ensayos geofsicos (Refraccin ssmica, Masw,

otros)

3.1.4.- Tcnicas de prospeccin.

Constituye una de las tcnicas ms eficaces

para la exploracin directa del subsuelo y

permite la obtencin de muestras con fines

de investigacin.

Pueden ser ejecutadas manualmente o con

maquinaria.

En caso sea necesario, se debern entibar

las paredes.

3.1.4.1 CALICATAS Y/O TRINCHERAS

OJO:

Es importante hacer un

buen registro de calicatas

Este equipo consiste en una cuchara de 10 delongitud por 2 de dimetro, unido a una tuberade FG de 1 de dimetro y 40 de longitud, quevan aadindose segn necesidad; en la parte

superior lleva una manivela con la finalidad de

cortar y extraer muestra del suelo. Este mtodo

reemplaza a la calicata en suelos donde el nivel

de agua es alto sin alterar el medio donde se

realiza el ensayo.

La profundidad alcanzada ser la que se permita

o sea indicada en campo y depender de los tipos

de suelo (por lo general se aplica slo para suelos

cohesivos normalmente consolidados).

3.1.4.2 AUSCULTACIONES CON BARRA POSTEADORA (NTP

339.161 / ASTM D1452)

Auscultaciones con barra posteadora

Es importante

realizar un buen muestreo

Mtodo de ensayo dinmico comn en el Per ySudamrica.

Consiste en introducir un toma muestras en elinterior de un sondeo realizado previamentedeterminando la resistencia del suelo a lapenetracin, al tiempo que permite obtener unamuestra para su identificacin.

3.1.4.3 ENSAYO DE SPT

Muestreador del SPT

Ensayo estndar de SPT

Muchos pases

han establecido

sus propias

correlaciones

empricas para

sus suelos

3.1.4.3- ENSAYO DE PENETRACIN DINMICA LIGERA (DPL)

(NTP 339.159 / DIN 4094)

Consiste en el hincado continuo en tramos de 10 cm de una punta cnica de 60utilizando la energa de un martillo de 10 kg de peso, que cae libremente desde unaaltura de 50 cm.

Este ensayo nos permite obtener un registro continuo de la resistencia del terreno a lapenetracin, existiendo correlaciones para encontrar el valor N de resistencia a lapenetracin estndar en funcin del tipo de suelo, para cada 30 cm de hincado.

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

5.5

6.0

6.5

7.0

0 10 20 30 40 50

1.00

1.40

2.00

3.00

3.40

4.00

4.50

ML

CH

SC

ESTACIONES GEOMECNICAS MACIZOS ROCOSOS

Clasificacin de Bieniawski (RMR)

En cimentaciones apoyadas sobre elmacizo rocoso, se debercaracterizar el mismo a travs deestaciones geomecnicas deacuerdo a las tcnicas establecidaspor la mecnica de rocas.

A partir de las mismas se podrevaluar la carga a la rotura

Clasificacin de Hoek Brown

3.1.6 ENSAYOS DE LABORATORIO

ENSAYOS ESTANDAR Contenido de humedad

Anlisis granulomtrico por tamizado

Lmites de consistencia (LL, LP, LC)

Peso unitario de suelos cohesivos

Gravedad especfica relativa de slidos

Densidad mxima y mnima

Proctor estndar y modificado

ENSAYOS ESPECIALES

Compresin No Confinada

Corte Directo

Consolidacin Unidimensional

Corte Triaxial

Expansin

Colapso

Se busca determinar propiedades del suelo simulando las condiciones a las cuales

sern sometidas en el momento en el que se realice la obra proyectada; con este fin

se busca reproducir las condiciones in situ en el laboratorio.

PARAMETROS DE LA RESISTENCIA AL CORTE c y f

La resistencia al corte de un suelo determina factores tales como laestabilidad de un talud, la capacidad de carga admisible para unacimentacin y el empuje de un suelo contra un muro de contencin

Evaluar e interpretar los resultados de los

ensayos de laboratorio

Evaluar e interpretar los resultados de los

ensayos de campo

Evaluar las condiciones geodinmicas del

entorno al sitio del proyecto

3.2. Interpretacin de los resultados

Cimentaciones superficiales Df/B

Definir el alcance y limitaciones del estudio

Identificar las condiciones geodinmicas del sector .

Detallar las exploraciones de campo y ensayos de laboratorioefectuados. (presentar hojas, registros, resultados).

Describir las condiciones del subsuelo (planos, ubicacin de lasexploraciones geotcnicas) .

Definicin de la capacidad de carga admisible del terreno y losasentamientos permitidos (diferenciales y/o totales). Memoriasde clculo.

Conclusiones y recomendaciones de la investigacin.

3.4. Elaboracin del informe (memoria descriptiva)