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IV Congreso Internacional de laCONSTRUCCIÓN
04 al 06 de Diciembre de 2008
INSTITUTO DE LA CONSTRUCCION Y GERENCIA - ICGTelefax: (01) 4217896 / [email protected] / www.construccion.org
GEOTECNIA APLICADA ALDISEÑO Y CONSTRUCCION DEDISEÑO Y CONSTRUCCION DE
CIMENTACIONES
Ing. William Rodríguez Serquén
“No hay gloria en las cimentaciones”Karl Terzaghi
IV Congreso Internacional de laCONSTRUCCIÓN
04 al 06 de Diciembre de 2008
INSTITUTO DE LA CONSTRUCCION Y GERENCIA - ICGTelefax: (01) 4217896 / [email protected] / www.construccion.org
1 OBJETIVODar una visión geotécnica, de los factores a tener en cuenta, en el diseño y construcciónde las cimentaciones.
1. OBJETIVO
El diseño estructural y de
2. EL MAPA GEOTECNICO
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ACEQUIA CHIRRON29.0
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28.0
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LAGUNA DEOXIDACION
6°31'44''6°31'44''
80°00'42'' 80°00'09''
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TERRENOSAGRICOLAS
TERRENOSAGRICOLASestructural y de
cimentaciones debe considerar el Mapa geotécnico, porque allí se define el comportamiento del suelo, que va a
SMSM SP
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29.0
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DUNAS CON VEGETACIONAISLADA (ALGARROBOS)
SIN VEGETACIONHONDONADA
DUNAS PLANTACIONDE ALGARROBOS
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, qestar en contacto con la estructura a construir.
PROYECTO :
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SP
80°00'42''
6 32 17 6 32 17
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TERRENOSARIAZOS
TERRENOSARIAZOSMORROPE
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SP
SM SP
MAPA GEOTECNICO DE LA CIUDAD DE MORROPE
SM
SP
SP-SC
CL
SC
SP
3. EL MAPA DE PELIGROS
Se debe considerar elSe debe considerar el Mapa de Peligros, de la zona donde se va a construir una edificación. Este se confecciona después de zonificar las áreas de peligrosáreas de peligros geológicos, climáticos y geológico- climáticos.
Mapa de peligros de Morrope
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MAPA LICUACION DE SUELOS
23.5
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TERRENOSAGRICOLAS
TERRENOSAGRICOLAS
LAGUNA DEOXIDACION
CASETA DEBOMBEO
28.0
27.0
66°31'44''
ACEQUIA CHIRRAN
29 0
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23.5
C E M E N T E R I O
MAPA DELICUACION DE SUELOS
22 5
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DUNAS CON VEGETACIONAISLADA (ALGARROBOS)
SIN VEGETACIONHONDONADA
TERRENOSSIN CULTIVAR
29.0
28.0
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26.0 26.0
SUELOS LICUABLES
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TERRENOSARIAZOS
TERRENOSARIAZOS
DUNAS PLANTACIONDE ALGARROBOS
6°32'17'' 6
SUELOS NO LICUABLES
ACEQUIA CHIRRAN 29.0
23.0
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28.0
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C E M E N T E R I O
LAGUNA DEOXIDACION
CASETA DEBOMBEO
6°31'44''6°31'44''
80°00'42'' 80°00'09''
23.5
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TERRENOSAGRICOLAS
TERRENOSAGRICOLAS
SUELOS DEEXPANSIBILIDAD MEDIA A BAJA
MAPA DE EXPANSIONDE SUELOS
29.0
28.0
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26.0
26.0
28.0
27.0
29.0
26.0
27.0BOMBEO
28.0
27.0
6°32'17'' 6°32'17''
22.5
30.0
27.0
28.0
28.0
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22.0
23.0
24.5
24.0
23.0
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23.5
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23.0
28.029.0
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28.0
27.0
26.0
23.0
26.0
24.0
23.5
25.0
24.0
23.5
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PARQUE DE
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DUNAS CON VEGETACIONAISLADA (ALGARROBOS)
SIN VEGETACIONHONDONADA
DUNAS PLANTACIONDE ALGARROBOS
TERRENOSSIN CULTIVAR
MEDIA A BAJA
SUELOS NONO EXPANSIVOS
INDECI - PNUD - PER / 02 / 051CIUDADES SOSTENIBLES
MAPA PELIGRO GEOLÓGICOS:SUELOS EXPANSIVOS
MAPA DE PELIGROS DE LA CIUDAD DE MORROPE
ESCALA :
MAPA :
ESTUDIO :
PROYECTO :
ES-1ABRIL-2004
FECHA :
PLANO Nº :
1:2500
LEYENDA
SC, SM,SM-SC
CLASIFICACION SUCS
CL, SP-SC
SP, GM
Suelos De Expansibilidad
DESCRIPCION
Suelos No Expansibles.
SIMBOLO
Media a Baja.
80°00'42''
23.5
21.5
25.0
24.0
22.0
23.0
22.0
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23.0
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TERRENOSARIAZOS
TERRENOSARIAZOS
Hospital del IPSS de Chachapoyas, Perú, 1985
IV Congreso Internacional de laCONSTRUCCIÓN
04 al 06 de Diciembre de 2008
INSTITUTO DE LA CONSTRUCCION Y GERENCIA - ICGTelefax: (01) 4217896 / [email protected] / www.construccion.org
MAPA DE PELIGRO CLIMATICO
Vista aérea de inundación en la zona este de la ciudad de Mórrope, durante el fenómeno de El
Niño, 1982.
IV Congreso Internacional de laCONSTRUCCIÓN
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LAGUNA DEOXIDACION
CASETA DEBOMBEO
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27.0
6°31'44''6°31'44''
80°00'42'' 80°00'09''
23.5
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TERRENOSAGRICOLAS
TERRENOSAGRICOLAS
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26.0
29.0
23.0
28.0
27.0
29.0
27.0
28.0
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C E M E N T E R I O
VISTA AEREADEINUNDACIONDE
22.5
28.0
28.0
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23.0
24.5
24.0
23.0
22.5
23.5
25.0
23.0
28.029.0
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24.0
31.030.0
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PARQUE DE
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DUNAS CON VEGETACIONAISLADA (ALGARROBOS)
SIN VEGETACIONHONDONADA
DUNAS PLANTACIONDE ALGARROBOS
TERRENOSSIN CULTIVAR
28.0
27.0
26.0 26.0MORROPE-LAMBAYEQUE
80°00'42''
6°32'17'' 6°32'17''
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25.0
24.0
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23.0
22.0
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24.0
22.023.0 22.0 22.0
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TERRENOSARIAZOS
TERRENOSARIAZOS
PROYECTO :
GRIFOTOBY
VIDEO DE INUNDACION DE MORROPEFENOMENO DE EL NIÑO, 1982.
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MAPA DE PELIGROS DE MORROPE
MEDIOMEDIO
MUY ALTO
MUY ALTOALTO MEDIO
ALTO
MUY ALTO
ºFALLA POR SOCAVACION DEL SUELODEBIDO A INUNDACION
CASO Nro. 1:
Efectos de Inundación en conjunto habitacional de Mocce, en la ciudad de Lambayeque. El sueloera arena arcillosa (SC).
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MOCCE
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4. EL ESTUDIO DE SUELOS -SUELOS.-
Proporciona un diagnóstico detallado de las condiciones del lugar de la construcción. Desde el punto de vista geotécnico, nos proporciona los parámetros de diseño, y p , ylas recomendaciones a considerar para evitar los peligros del suelo.
NORMA TÉCNICA E.050SUELOS Y CIMENTACIONES
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1.6 RESPONSABILIDAD PROFESIONAL POR EL EMS
RNE. Norma E.050
Todo EMS deberá ser firmado por el PR, que por lo mismo asume la responsabilidad del contenido y de las conclusiones del informe. El PR no podrá delegar a terceros dichaterceros dicha responsabilidad.
CASO Nro. 2: Mal informe de EMS
PLANTA
PUENTE COLGANTE PITIPO EN FERREÑAFE – LAMBAYEQUE
PLANTA
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10.80 mSegún el “EMS”, existe grava (GP) a
Según el “EMS”, existe grava (GP) a
PUENTE COLGANTEELEVACION
grava (GP) a 10.80 m de profundidad. A ese nivel se proyecta el fondo de un caisson.
grava (GP) a 10.80 m de profundidad. A ese nivel se proyecta el fondo de un caisson.
CONSTRUCCION DEL ESTRIBO IZQUIERDO DEL PUENTE
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CONSTRUCCION DEL ESTRIBO DERECHO DEL PUENTE
Tipo de suelo a -10.80m:Tipo de suelo a -10.80m:Arcilla de mediana plasticidad, CLNo hay grava (GP).
Arcilla de mediana plasticidad, CLNo hay grava (GP).
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Se tuvo que realizar otro Resultados del ensayo deSe tuvo que realizar otro EMS hasta encontrar un estrato más resistente,de tal manera que soportelas cargas impuestas por elpuente.
Resultados del ensayo dePenetración estándar.
c) Profundidad “p” mínima a alcanzar en cada punto de Investigación c-1) Cimentación Superficial
RNE. Norma E.050:
Cimentación Superficial
Se determina de la siguiente manera:
p = D f + z
z = 1.5 B = H
B = Ancho del cimiento
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SONDEO GEOELECTRICO.-Los sondeos geoeléctricos, nos permiten obtener información del suelo a mayores profundidades:
Distribución Schlumberger:g
ra = resistividad aparente, W-m
ΔV = diferencia de potencial entreM N VM y N, V
I = intensidad de corriente, A
AM, BM, AN, BN = longitudes, m
Las resistividades obtenidas, nos permitenclasificar el suelosubyacente con
r1
H1
H2
r1
r2subyacente con valores conocidos o calibrados,de resistividad de los suelos y rocas.
La gráfica de la variación de la resistividad,nos indica el cambio y
f did d d
r
AB/2
r2
r3
H1 H2 H3
H3
r2
r3
profundidad deestrato
AB/2
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ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR (SPT)
5. ENSAYOS DE CAMPO Y LABORATORIO
ESTANDAR (SPT)
Es ejecutado “in situ”, se requiere para este ensayo, de trípode, motor, polea, martillo, cuerda, cañas guía y partida.Consiste en determinar el número de golpes (N), que se requieren para que una barra vertical (llamada caña partida), penetre una longitud de un p ) p gpie (30 cm), dentro del suelo, por medio de un golpe de martillo de 140 libras de peso, levantado y soltado desde una altura de 76 cm.Con el valor de N se puede determinar, la capacidad portante. Elementos del ensayo de
Penetración estándar.
Valores de capacidad portante en arcillas:
Descrip-ó
NS
q adm, q adm,ción del SPT zapata
cuadrada(kg/cm2)
zapatacontínua(kg/cm2)
Muyblanda
Menosde 2
Menos de 0.30
Menos de 0.22
Blanda 2 a 4 0.30 a 0.60 0.22 a 0.45Mediana 4 a 8 0.60 a 1.20 0.45 a 0.90Compacta 8 a 15 1.20 a 2.40 0.90 a 1.80Muy 15 a 30 2.40 a 4.80 1.80 a 3.60Muycompacta
15 a 30 2.40 a 4.80 1.80 a 3.60
Dura Más de 30
Más de 4.80
Más de 3.60
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ENSAYO CON ESCLEROMETRO(MARTILLO SCHMIDT)
Hay que hacer uso del esclerómetro o martillo Schmidt, el que nos determina la resistencia a la compresión (qu). Las rocas
Descripción qadm,kg/cm2
Roca suaveRoca medianamente duraRoca dura y sana
84060
Rocas sedimentariasLutitas y pizarrasC li
8 a 1010 a 20
p (q )tienen una resistencia de qadm = 0.2 a 0.3 qu, kg/cm2
Detalle de la ejecución de ensayo de compresión, usando el esclerómetro.
Calizas
Rocas en plegamientosMicas
40
Rocas ígneasBasalto, granito, diorita, sanas
20 a 40 y a100
Rocas metamórficasGneissMármol
10010 a 20
Es un ensayo de cortante. Nosdetermina el ángulo de friccióninterna y la cohesión del suelo
ENSAYO DE CORTE DIRECTO
interna y la cohesión del suelo.Estos parámetros son importantes,para determinar la capacidadportante del suelo, sobre el que seva a construir. Consiste en aplicaresfuerzos verticales y horizontales,a tres muestras de suelo, ydeterminar el instante de falla acortante. Con estos tres parespordenados se grafica el diagramade ruptura de Mohr. También, sehace uso del análisis de regresiónlineal, para obtener el ángulo defricción interna y la cohesión delsuelo.
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Compresibili mv (cm2/kg)
ENSAYO DE CONSOLIDACION.-
Permite determinar el grado de Compresibilidad del suelo
Compresibilidad
mv (cm /kg)
Muy baja Menor que 0.005
Baja 0.005 - 0.010
Media 0.010 - 0.030
Alta 0.030 – 0.150
Muy alta Mayor que 0.150
CONSOLIDOMETRO
CASO Nro. 3: FALLA POR ASENTAMIENTO DEL SUELO
Sede de la Fiscalía en la ciudad de Lambayeque, en donde se presentan fallas por asentamientos. La capacidad portante de diseño fue calculada erróneamente en 4 kg/cm2, siendo en realidad de 0.70 kg/cm2. El diseño original fue de cinco niveles con zapatas conectadas.
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CASO Nro. 4: FALLA POR COLAPSO DE DESAGÜE
La tubería de desagüe que recorre paralela al muro,colapsó en varios tramos, haciendo fallar el suelo.
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CASO Nro. 4: FALLA POR ASENTAMIENTO DEL SUELO
Sede de la Fiscalía en la ciudad de Lambayeque, en donde se presentan fallas por asentamientos. La capacidad portante de diseño fue calculada erróneamente en 4 kg/cm2, siendo en realidad de 0.70 kg/cm2. El diseño original fue de cinco niveles con zapatas conectadas.
6. EL PROCESO CONSTRUCTIVO.-
S d b id l tSe debe considerar el aspecto constructivo en el diseño de cimentaciones. Hay que evitar los daños a terceros, durante la construcción del cimiento de la edificación. El tipo de cimentación elegida define la excavación (desequilibrio del suelo) a ejecutar
Colocación de armadura y luego concreto, enejecutar.construcciónde cimentación por tramos, por edificación débil de adobe vecina.
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Altura crítica.-
ALTURA MÁXIMA DE EXCAVACIÓN
φφ
γ sensencHc
−+
=112
Cohesión,c (kg/cm2)
ARCILLASf=0
ARENAS c = 0
ARENAS CON c ( g/c ) 0
(m)c 0(m)
COFINOS
(m)
0.050.100.200.300.40
0.51.12.23.34.4
00000
1.12.24.36.58.7
Talud de reposo natural de la arena
DAÑOS DEBIDO A MAL PROCESO CONSTRUCTIVOCASO Nro 5:
Excavación de sótano de iglesia del MMM, de 4 m de profundidad, en Chiclayo-Lambayeque, sin calzadura.
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CASO Nro. 6: LESIONES Y MUERTE POR DERRUMBE
Dos obreros murieron por derrumbe de excavación de zanja de desagüe, en obra de S i t l 26 d S ti b
Dos obreras del proyecto Construyendo Perú, de alcantarillado, fueron cubiertas
l d bid d b l Saneamiento, el 26 de Setiembre del 2006, en Cayalti, Departamento de Lambayeque. El suelo era arenoso y la excavación era de 3m de profundidad. Instantes en que son sacados.
por suelo debido a derrumbe, en el pueblo Joven Santa Rosa, provincia y departamento de Lambayeque, el 29 del Abril del 2008. El tipo de suelo era arena-limosa (SM) .
7. EL MODELO ESTRUCTURAL
Rs1 s2
a
L1
P1 P2
X1
H
a
B
L
ZAPATA COMBINADA
ZAPATA COMBINADA ZAPATA CONECTADA
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PLATEA DE CIMENTACIONEI
Modelo de platea como placa flotante.= función ( ) Deformaciones,Momentos,Cortantes,Presiones
K = Balasto del sueloEI= Rigidez del cimiento
K
PLATEA FLEXIBLE PLATEA RIGIDA
H = 0.50 m H = 1.50 m
DIAGRAMA DE DEFORMACIONES DIAGRAMA DE DEFORMACIONES
DIAGRAMA DE MOMENTOS DIAGRAMA DE MOMENTOS
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PLATEA FLEXIBLE PLATEA RIGIDA
EI EI
H = 0.50 m H = 1.50 m
K K
DIAGRAMA DE PRESIONES SOBRE EL SUELO DIAGRAMA DE PRESIONES SOBRE EL SUELO
= función ( ) Deformaciones,Momentos,Cortantes,Presiones
K = Balasto del sueloEI= Rigidez del cimiento
Las estructuras y el suelo forman un sistema:El sistema estructura-suelo,de tal manera que interactúan entre si,Si algo le ocurre al suelo, afectará a la estructura.
FIN
