INTRODUCCINLa mayora de las investigaciones sobre asentamientos
y esfuerzos verticales en suelos sometidos a cargas verticales
superficiales son para casos de reas rectangulares o circulares
bajo carga vertical concntrica y distribucin depresiones uniforme.
Tal distribucin es luego utilizada para calcular esfuerzos y
asentamientos verticales en el
sueloTodaestructuradeedificacinsiempresufrirasentamientospor
efectodelas cargasactuantes(pesopropio, cargavivaycargadesismo)
yesfuncindel sistema de cimentacin de la estructura controlar que
estos asientos se mantengan dentro del rango tolerable, o en su
defecto si son excedidos a travs de una cimentacin rgida se deber
transmitir adecuadamente los esfuerzos al suelo de soporte,
controlando de esta manera los asentamientos diferenciales que son
los que provocan agrietamientos en los miembros estructurales y no
estructurales del edificio.UNIDAD 3 ASENTAMIENTOSCausa de los
asentamientos: Cuando acta una carga vertical sobre la superficie
del terreno, se presenta el asentamiento, esto no es del todo
sorprendente porque, como se sabe por mecnica, el esfuerzo provoca
deformacin y la aplicacin de la carga provoca desplazamiento. Se
debe recordar, sin embargo, que el suelo se puede asentar por
razones diferentes a las cargas externas:1 Consolidacin su propio
peso.2- Desecacin natural o debida a algn proceso industrial.3-
Inundaciones.4- Ataque qumico.5- Descomposicin orgnica natural o a
causa de algn agente externo.6- Hundimiento regional provocado por
el bombeo de agua.7- Sismos, voladuras o vibraciones.8- Alivio de
esfuerzos por excavacin o construccin de un tnel en la vecindad.9-
Bombeo de agua para alguna construccin cercana.10- Movimientos
tectnicos.11- Erosin subterrnea o derrumbes.El asentamiento
provocado por las cargas superficiales, se atribuye
tradicionalmente a las causas siguientes:Asentamiento inicial. Se
debe al cambio en los esfuerzos cortantes en la masa de suelos,
esta deformacin es anloga a la flexin de una viga, ocurre con
rapidez, el volumen del cuerpo que soporta la carga permanece
virtualmente inalterado. A medida que el rea cargada se asienta, la
superficie alrededor de sta se eleva en una cantidad que equilibra
el volumen de hundimiento.Compresin inmediata. Tambin conocida como
compresin inicial, se observa en los suelos no saturados debida a
una reduccin rpida del volumen de vacos.
Losesfuerzosalacompresinlaprovocanyvaacompaadapor unrpido
incremento de los esfuerzos efectivos. En los suelos parcialmente
saturados, al aumentar la compresin, el grado de saturacin se
incrementa y cuando alcanza casi el 90%, puedenaumentar
laspresionesenel aguadelosporos, estas presiones de poro harn que
se reduzca la compresin posterior y se incrementen los esfuerzos
efectivos, cuando la compresin es lenta, de modo que su velocidad
tiene un significado prctico, se conoce como consolidacin.Compresin
o consolidacin primaria. Se debe a la reduccin gradual del volumen
de vacos bajo esfuerzos efectivos variables, es un cambio lento
provocado por los esfuerzos de compresin bajo la influencia de las
presiones de poro que resisten una reduccin ms rpida de volumen. A
medida que avanza la consolidacin, se disipan las presiones de
poro, la consolidacin primaria comienza justo despus de la
compresin inicial y termina, por definicin, cuando las presiones de
poro son insignificantes.Compresin o consolidacin secundaria. La
causa es la reduccin gradual de volumen del suelo bajo esfuerzos
efectivos constantes, esta fase comienza cuando las presiones de
poro se vuelven aproximadamente cero y se supone que contina para
siempre. Se debe a la formacin lenta de los contactos entre las
partculas de arcilla que se encuentran bajo la influencia de los
esfuerzos cortantes, creados por un sistema de esfuerzos
principales desiguales, sin embargo, se cree que las arenas y otros
suelos granulares no estn sujetos a consolidacin
secundaria.Deslizamiento superficial asociado a falta de
resistencia por baja presin de confinamiento (creep). Se debe al
ajuste continuo respecto al cambio del esfuerzo cortante bajo
esfuerzos efectivos constantes, se supone que comienza justo con el
asentamiento inicial y contina para siempre o hasta que la arcilla
adquiere suficiente resistencia adicional, mediante la
consolidacin, para resistir el movimiento extraordinario. El
deslizamiento superficial se relaciona con el desplazamiento
lateral alejndose de la parte sujeta a cargas de la superficie, es
mucho ms marcado donde hay un bajo factor de seguridad contra una
falla de base ( FS< 1.2), es decir cuando un subsuelo arcilloso
se somete a cargas despus de la etapa intermedia de cedencia, el
deslizamiento superficial (creep) se debe a la deformacin plstica
de los contactos entre partculas de arcilla, se cree que los suelos
granulares no experimentan deslizamiento superficial
(creep)Terrapln arcilloso Terrapln Granular. Generalmente se supone
que de estas cinco causas que contribuyen al asentamiento, las
cuatro primeras se pueden predecir como entidades separadas
mediante estimaciones y luego sumarlas para tener el gran total. La
quinta causa generalmente se maneja no tratando de predecir su
valor, sino tratando de que no ocurra. El deslizamiento superficial
(creep) ha servido para explicar el comportamiento a largo plazo
sin garanta de los terraplenes sobre arcillas blandas. La relacin
entre el movimiento del suelo y la estabilidad de las estructuras
asociadas a ste, es bastante compleja, primero que nada, existen
diferentes mecanismos que puedan producir movimientos en el suelo y
adems hay muchos tipos de estructuras, cada una con un diferente
potencial para resistir el movimiento de la masa del suelo o ser
afectadas por la misma. Es importante estar conscientes que las
condiciones de un suelo pueden cambiar, algunas veces en alto
grado, desde antes de la construccin, durante e incluso despus de
sta, la prediccin de tales cambios representa la tarea ms difcil
para el proyectista. Existen mtodos por medio de los cuales se
pueden estimar el grado y el ritmo del asentamiento de los
cimientos, debido a ciertos mecanismos, estas estimaciones resultan
bastante confiables siempre y cuando las condiciones del suelo que
se supusieron para el clculo :a) Sean una representacin razonable
de las condiciones reales.b) Tengan probabilidad de persistir a lo
largo del perodo de vida del edificio.Se pueden considerar con
brevedad varios mecanismos de movimientos del suelo que son causas
potenciales de asentamientos:Compactacin: La compactacin es un
proceso por medio del cual las partculas del suelo se fuerzan a un
estado de empaque de mayor proximidad, con la correspondiente
reduccin de volumen y la expulsin de aire, para esto se requiere
alimentar energa mecnica. Los suelos ms susceptibles son las arenas
en estado suelto o las arenas con gravas y material de relleno, en
especial las que se han depositado sin una compactacin
adecuada.Distorsinelstica:
Ladistorsinelsticaseproduceentodoslossueloscasi inmediatamente
despus de imponer la carga y el asentamiento causado por este
proceso se llama asentamiento inmediato.Fractura del muro por
asentamiento producido por distorsin elstica.Movimientopor
cambiosdehumedad: Algunostiposdearcillasmuestranun aumento o una
disminucin muy notable de su volumen a medida que el contenido
dehumedadaumentaodisminuyerespectivamente, alasarcillasqueexhiben
estascaractersticasselesllamaarcillascontrctilesoarcillasexpansivas.
El potencial de contraccin y expansin de un suelo est relacionado
con su contenido de arcilla y su plasticidad.Efectos de la
vegetacin: Otro factor asociado con las arcillas muy plsticas que
puede producir asentamiento es el efecto de las races de los
rboles, la extraccindeestosrbolessignificaqueel
sueloretendrmshumedadyse presentar una expansin. Cuando es
necesario eliminar rboles y arbustos adultos del lugar de
construccin, se debe permitir que pasen uno o dos inviernos para
lograr elequilibrio. La poda y la tala tambin pueden afectar la
prdida de humedad delsuelo y con ello provocar su expansin, elgrado
de desecacin y con l el potencial de expansin, se puede calcular
comparando las indicaciones del contenido de humedad y de lmite
lquido de muestras tomadas cerca de los
rbolesexistentesorecientementeeliminados, conlecturastomadasensuelo
semejante sin rboles.Efecto de los cambios de temperatura: Los
suelos de arcillas que se secan por estar situados debajo de los
cimentaciones de hornos, estufas y calderas, pueden presentar
contracciones bastantes severas. En los suelos de edificios para
almacenamiento refrigerado, tambin pueden presentarse expansiones
severas a menosquesecuenteconalgntipodeaislamiento.
Enalgunossueloscomo limos, arenas finas y materiales calcreos, as
como el yeso, existe la posibilidad de que se produzca un
levantamiento por helada, cuando las temperaturas bajas son
constantes.Efectosdelainfiltracinylassocavaciones:
Lasocavacineslaremocinde material por la accin de las aguas y
corrientes superficiales, pero tambin pueden ocurrir cuando se
fracturan los drenajes y los ductos de agua, recintos formados por
atarjeas y estructuras similares, el flujo ascendente del agua
pueden causar unaformadeinestabilidadllamadatubificacin.
Enalgunasrocasysuelos, el cementantemineral
enlamatrizpuededisolversedebidoal flujodelasaguas subterrneas, la
formacin de conductos subterrneos es una de las principales
caractersticas de las reas de roca caliza y yeso, y tambin es comn
que se llegue a presentar el derrumbe de este tipo de
formaciones.Prdida de soporte lateral: Una de las formas comunes de
desplazamiento de los cimientos, que suele conducir a fallas serias
e incluso catastrficas, est asociada
conlaexcavacindepozosozanjasprofundasjuntoalascimentaciones, la
capacidaddecargadel sueloqueestjustopor debajodeunacimentacin,
depende del soporte lateral producido por el suelo adyacente, si se
elimina este soporte lateral, como puede suceder en las
excavaciones sin apuntalamiento, el resultadomsprobable esun
deslizamientoen el suelo queestdebajodela cimentacin, arrastrando
consigo dicha cimentacin.TIPOS DE ASENTAMIENTOMovimiento porcambios
de humedad:Algunos tiposdearcillas muestran un aumento o una
disminucin muy notable de su volumen a medida que el contenido
dehumedadaumentaodisminuyerespectivamente, alasarcillasqueexhiben
estascaractersticasselesllamaarcillascontrctilesoarcillasexpansivas.
El potencial de contraccin y expansin de un suelo est relacionado
con su contenido de arcilla y su plasticidad.Efectos de la
vegetacin: Otro factor asociado con las arcillas muy plsticas que
puede producir asentamiento es el efecto de las races de los
rboles, la extraccindeestosrbolessignificaqueel
sueloretendrmshumedadyse presentar una expansin. Cuando es
necesario eliminar rboles y arbustos adultos del lugar de
construccin, se debe permitir que pasen uno o dos inviernos para
lograr elequilibrio. La poda y la tala tambin pueden afectar la
prdida de humedad delsuelo y con ello provocar su expansin, elgrado
de desecacin y con l el potencial de expansin, se puede calcular
comparando las indicaciones del contenido de humedad y de lmite
lquido de muestras tomadas cerca de los
rbolesexistentesorecientementeeliminados, conlecturastomadasensuelo
semejante sin rboles.Efecto de los cambios de temperatura: Los
suelos de arcillas que se secan por estar situados debajo de los
cimentaciones de hornos, estufas y calderas, pueden presentar
contracciones bastantes severas. En los suelos de edificios para
almacenamiento refrigerado, tambin pueden presentarse expansiones
severas a menosquesecuenteconalgntipodeaislamiento.
Enalgunossueloscomo limos, arenas finas y materiales calcreos, as
como el yeso, existe la posibilidad de que se produzca un
levantamiento por helada, cuando las temperaturas bajas son
constantes.Efectos de la infiltracin y las socavaciones: La
socavacin es la remocin de material por la accin de las aguas y
corrientes superficiales, pero tambin pueden ocurrir cuando se
fracturan los drenajes y los ductos de agua, recintos formados por
atarjeas y estructuras similares, el flujo ascendente del agua
pueden causar unaformadeinestabilidadllamadatubificacin.
Enalgunasrocasysuelos, el cementantemineral
enlamatrizpuededisolversedebidoal flujodelasaguas subterrneas, la
formacin de conductos subterrneos es una de las principales
caractersticas de las reas de roca caliza y yeso, y tambin es comn
que se llegue a presentar el derrumbe de este tipo de
formaciones.Prdida de soporte lateral: Una de las formas comunes de
desplazamiento de loscimientos, quesueleconducir
afallasseriaseinclusocatastrficas, est asociada con la excavacin de
pozos o zanjas profundas junto a las cimentaciones, la capacidad de
carga del suelo que est justo por debajo de una cimentacin, depende
del soporte lateral producido por el suelo adyacente, si se elimina
este soporte lateral, como puede suceder en las excavaciones sin
apuntalamiento, elresultado ms probable es un deslizamiento en
elsuelo que est debajo de la cimentacin, arrastrando consigo dicha
cimentacin3.1 ASENTAMIENTOS ELSTICOS a) Asentamientos elsticos bajo
una carga concentrada. Expresin obtenida a partir de las
consideraciones que realiza BoussinesqR RZEPe1) 1 ( 2 ) 1
(2211]1
,_
+ + e Asentamiento ElsticoE = Modulo de Elasticidad= Relacin de
PoissonZ = Espesor de estratoR = Radio de ubicacin del punto WX Y
b) Asentamientos elsticos bajo carga distribuida.1. Superficie
uniformemente distribuida) 1 (2 EWDcW= Carga uniformemente
distribuidaD = Dimetro de la cimentacincAsentamiento producto en el
centro y en las puntas de periferia
2. Cargas distribuidas sobre superficies rectangulares
flexible.DEWp) 1 (2 Steinbrenner resolvi elcaso para una esquina
delrectngulo cargado. El asentamiento entre la superficie y la
profundidad Z queda dada por:Esta expresin se simplificacomo :[
]FEBW F FEBWZ + 2 1) 2 1 ( ) 1 (F,,_
BLBZr F y F ,2 1donde: Z = Profundidad del suelo B = Ancho de
CimientoL = Longitud de cimiento ) 2 1 (2 ) ( ln ( ln ) 1 (22Z B L
ZLBTan arc ZEwZ B L L BZ B B L LBZ B L B LZ C Z C BLEWZ+ +
+11]1
+ + ++ + +++ + ++ + + Ejemplo:Calcular Zen el centro de un
cimiento rectangular cuyas dimensiones son B = 5.00 m y L = 8.00 m
con W = 12 T/mSolucin: BLW0.004.00 Z1 = 0.50E1 = 3500 K/cm2 =
0.40E1 = 2000 K/cm3 = 0.33E1 = 3000 K/cm7.5013.00[ ][ ] [ ] [ ] [
]067 . 009 . 0 ) 50 . 0 ( 2 50 . 0 00 . 1 26 . 0 ) 50 . 0 ( 1 /
3500030 . 2) / 12 ( 4:09 . 026 . 060 . 150 . 200 . 460 . 150 . 200
. 450 . 0 / 3500 / 00 . 1200 . 400 . 4. 50 . 0:) 2 1 ( ) 1 ( 412
2212 1 + + ZZZm Tmm Tdo SustituyenFFBLBZcm Kg Em T Wm Zm Lm
Bdatoscentro el Para F FEBW Clculo de Zen el estrato 2Haciendo
superposicin07 . 038 . 060 . 150 . 200 . 400 . 350 . 250 . 750 . 7
/ 200000 . 450 . 2 / 12212 FFBLBZm Zcm Kg Em Lm Bm T WSustituyendo
valores [ ]Cmcm Kgmm TZZ20 . 007 . 0 )) 40 . 0 ( 2 0 1 ( 38 . 0 )
40 . 0 ( 1 / 2000050 . 2) / 0 . 12 ( 00 . 4 +
,_
Quitando Z = 4.00 m09 . 026 . 066 . 150 . 200 . 466 . 150 . 200
. 421 FFBLBZ[ ]cm cm cmCmcm Kgmm TZZZ05 . 0 15 . 0 20 . 015 . 069 .
0 )) 40 . 0 ( 2 0 1 ( 26 . 0 ) 40 . 0 ( 1 / 2000050 . 2) / 0 . 12 (
00 . 42 +
,_
Calculo de Zen el estrato 3ccmm Tmm TFEBWFBLBZZZZM ZM19 . 000 .
4 ) 47 . 0 )( / 3000050 . 2)( / 00 . 12 (47 . 060 . 150 . 200 . 420
. 550 . 200 . 1300 . 133333 Quitando Z = 7.50 mmm cm cm cm TTcmcm
cmcmm Tmm TFBLBZZZ Z Z ZT ZT ZZZM00 . 2 157 . 0 04 . 0 05 . 0 067 .
004 . 015 . 0 19 . 015 . 0) 38 . 0 )( / 3000050 . 2)( / 00 . 12 (
00 . 438 . 066 . 150 . 200 . 400 . 350 . 250 . 73 2 1333232 + + + +
3.2 POR CONSOLIDACION
PRIMARIAConsolidacinprimariaDostiposdevariacindel
mdulodeelasticidaddel suelo son utilizados: 1) el mdulo vara
linealmente con la profundidad; 2) el mdulo vara con la intensidad
del esfuerzo vertical. Se obtienen expresiones
paralosesfuerzosverticalesylosasentamientosintegrandolasfrmulasde
Boussinesqparavarias distribuciones depresiones
bajolazapata(uniforme, lineal, y parablica).Este mtodo asume que la
consolidacin ocurre en una sola dimensin. Los datos de laboratorio
utilizados han permitido construir una interpolacin entre la
deformacin o el ndice de huecos y la tensin efectiva en una escala
logartmica. Lapendientedelainterpolacines el ndicedecompresin. La
ecuacin para el asiento de consolidacin de un suelo normalmente
consolidado puede ser determinada entonces como:donde:c es el
asiento debido a la consolidacin.Cc es el ndice de compresin.e0 es
el ndice de huecos inicial.H es la altura de suelo consolidable.zf
es la tensin vertical final.z0 es la tensin vertical inicial.Cc
puede serreemplazadaporCr (ndice derecompresin)parausaren suelos
sobreconsolidadosdondelatensinfinal efectivaesmenor quelatensinde
preconsolidacin, o lo que es lo mismo, para suelos que hubieran
sido consolidados con ms intensidad en elpasado. Cuando la tensin
finalefectiva seamayor quelatensindepreconsolidacin,
lasdosecuacionesdebenser usadas en combinacin de un modelo
conjunto.CALCULO DE ASENTAMIENTOS POR CONSOLIDACION PRIMARIAA.)
METODO DE LA CURVA DE INFLUENCIAComo e es una variable la integral
se complica; por lo que al resolverla se propone el siguiente
procedimiento:1. Extraccin de muestras inalteradas a diferentes
profundidades2. Se consideran fronteras estratigrficas (pueden ser
reales o imaginarias) 3. Determinar u obtener las respectivas
curvas de compresibilidad (prueba de consolidacin)4. Obtener los
diagramas de los valores de T, Un y de los estratos de la masa de
suelo = T Un (esfuerzo efectivoinducido por peso propio)5.
Determinar la distribucin de esfuerzos inducidos por la carga
exterior6. Con los valores de de los puntos de inters, obtenemos,
interpolando en la curva de compresibilidad correspondiente, los
valores de la relacin de vacos inicialZ Zdeed+ 1 + Z Zdeed1+
HZdeeH0 11P 2P 7. Con el valor obtenido del esfuerzo inducido por
la sobrecarga; la sumamos alvalor del esfuerzo efectivo, e
interceptando la curva de compresibilidad,para obtener la relacin
de vacos final.8. Se grafican sobre los estratos los valores
obtenidos de Ze e+1donde fe e e 0
9. Determinar el reabajolacurvaee+1vs. Zparaobtener el valor
delasentamiento total bajo el punto considerado .1M2M3M0efee 11PP
ee+12 1H H HT + Z0e0efefee e 22PP 33PP Ejemplo:Calcular la
distorsin angular entre los puntos A y B, que pertenecen a una
cimentacin de un edificio de 8 niveles, los cuales bajan 4 t/m2
cada uno. El niveldecimentacinsera3metros.
Lascaractersticasgeomtricasdel edificioy estratigrafadel depsitodel
sueloesloquesemuestraacontinuacin. Las muestras inalteradas se
obtuvieron a las profundidades que tambin se indican.Carga Total =
4 ton/m x 8 nivelesCarga Total = 32 ton/mDescarga = x prof.Descarga
= 1.7 t/m x 3m ton/m 7 . 1 ton/m 8 . 1 400)) 9 . 26 ( 25 . 0 ( +
zfze e eWxW0e 1egrafica) en(entrar ++ z feDescarga = 5.1 ton/mCarga
Neta = C.Total-DescargaCarga Neta = 32 t/m-5.1 t/mCarga Neta = 26.9
t/m Wn
Asentamiento Diferencial = DA-BDA-B = HA-HBUnwater de prof
UnprofTwm T ) . (.) (% enliquido Limite LL: donde 10) - (LL 0.007
CcDA-B =2.57m-1.30mDA-B =1.27mDistorsin Angular = DAA-BDeterminacin
de Asentamientos por consolidacin primariab.) Mtodo Emprico.Para
Arcillas RemoldeadasPara Arcillas InalteradasB - AB - AB - ALDDAm
40 . 6 4 5 LB - A + 6.40m1.27mDAB - A198 . 0 DAB -
Autilizadosmateriales ynedificacio de tipo el sea segun admisible,
angulardistorsion yles diferenciatos asentamien de graficas ytabla
una tiene78, pag. la enLimusa Ed. Lambe W.T. deSuelos de Mec. de
libro El : Nota10) - (LL 0.009 Cc 0P log - Pf logeCc000PlogPPCc e
ef + 000PlogPPCc e ef + Ejemplo: Determinar el m de cada
estrato:Determinar el valor de en los puntos de inters.0PfPP 0efee
( ) e 0fPPl o g C cfe e e 000loge 1Cc: formula sig. la
contamientos- asen los os determinem cuandoempleara se
expresionEstaP P PH ++ 0 Ws0 SseSs WsVmWs Wwm+++10 0 e w Ssm++1) 1
(0WSsw Ssm++1) 1 (0) 7 . 2 25 . 0 ( 10.25) t/m)(1 1 )( 7 . 2 ( ++m
t/m 01 . 2 m) 6 . 2 3 . 0 ( 10.30) t/m)(1 1 )( 6 . 2 ( ++m t/m 90 .
1 m.) (1m 1profT t/m 9.55 m) (4.75 t/m 01 . 21 T t/m 9.55 m) (4.75
t/m 1 w wZ Un 75 . 1 55 . 901 Un PT t/m 8 . 701 P ) (22m 2profT t/m
21.65 2.01(6.5) 2(0.3) ) (4.2 9 . 12 + + T t/m 8.0 m) (8.0 t/m 12 Z
Unw0 . 8 65 . 21202 Un PT t/m 65 . 1301 P m Hm HHm HHATAAAA60 . 1
82 . 0 78 . 082 . 065 . 1300 . 11 65 . 13log ) 49 . 8 (78 . 0 1675
. 078 . 08 . 704 . 26 8 . 7log ) 5 . 3 (675 . 0 1505 . 01 endatos
sustituir 2211 + ++ ++ m Hm HHm HHATABBB75 . 0 42 . 0 33 . 042 .
065 . 1395 . 4 65 . 13log ) 49 . 8 (78 . 0 1675 . 033 . 08 . 7725 .
6 8 . 7log ) 5 . 3 (675 . 0 1585 . 0datos sustituir 2211 + ++ ++ 1
Punto 2 Punto2 20ZA t/m 00 . 26 ) 242 . 0 4 ( t/m 9 . 26242 . 02.29
4/1.75 y/z n2.80 5/1.75 x/z mA de 1 puntoDeterminar ) ZAw2 20ZB t/m
725 . 6 ) 25 . 0 ( t/m 9 . 2625 . 04.57 8/1.75 y/z n5.71 10/1.75
x/z mB de 1 puntoDeterminar ) ZAw78 . 0 ) 6 . 2 )( 30 . 0 (675 . 0
) 7 . 2 )( 25 . 0 (675 . 0 ) 10 85 ( 009 . 0 Cc585 . 0 ) 10 75 (
009 . 0 CcCc de obtencion 1 log1 t/m 08 . 11 ) 103 . 0 4 ( t/m 9 .
26103 . 00.50 4/8 y/z n0.625 5/8 x/z mA de 2 punto2 2 21 1
111001112 20 ++ ) Ss W eSs W ePP PHeCcHwAZA78 . 0 ) 6 . 2 )( 30 . 0
(675 . 0 ) 7 . 2 )( 25 . 0 (675 . 0 ) 10 85 ( 009 . 0 Cc585 . 0 )
10 75 ( 009 . 0 CcCc de obtencion log1 t/m 95 . 4 ) 184 . 0 ( t/m 9
. 26184 . 01 8/8 y/z n1.25 10/8 x/z m3 de 2 punto2 2 21 1 121011112
20 ++ ) Ss W eSs W eP P PHeCcHwBZB13 . 04 . 685 . 085 . 0 75 . 0 6
. 1 B AB AB AB AB ADALDDAD3.3 POR CONSOLIDACIN SECUNDARIACompresin
o consolidacin secundariaLa causa es la reduccin gradual de volumen
del suelo bajo esfuerzos efectivos constantes, esta fase comienza
cuando las presiones de poro se vuelven
aproximadamenteceroysesuponequecontinaparasiempre. Sedebeala
formacin lenta de los contactos entre las partculas de arcilla que
se encuentran bajo la influencia de los esfuerzos cortantes,
creados por un sistema de esfuerzos principales desiguales, sin
embargo, se cree que las arenas y otros suelos granulares no estn
sujetos a consolidacin secundariaLaconsolidacin secundariatiene
lugardespusde la consolidacinprimariaa
consecuenciadeprocesosmscomplejosqueel simpleflujodeaguacomo pueden
ser la reptacin, la viscosidad, la materia orgnica, la fluencia o
el agua unida mediante enlace qumico algunas arcillas. En arenas el
asiento secundario esimperceptibleperopuedellegar aser
muyimportanteparaotrosmateriales como la turba.La consolidacin
secundaria se puede aproximar mediante la siguiente frmula:Donde H0
es la altura de consolidacin mediae0 es el ndice inicial de
huecosCa es el ndice secundario de compresinCs = Pendiente del
tramo de consolidacin secundaria21010 10 1log2 121 log/ /logttCsHEy
IgualandoEcuacinHEEEcuacinttCs Et t Log E CsLi Lo Et Log tLi LoCs
Expresin a utilizar:020logtHH tC Hr cr
,_
donde:Lecturasen extensometrot (seg. esc. Log.)LoLi100%
Consolidacion Primaria0SecundariaHr = Espesor del estrato realt=
Tiempo en el cual se desea conocersfH0= Espesor de muestrat0 =
Tiempo del 0% de consolidacin secundaria C ndice o coeficiente de
consolidacin secundaria0ttLogLi LoC 3.4 EXPANCIONESEXPANSIVIDAD DE
SUELOS: Existen suelos que se hinchan cuando aumenta su cantidad de
agua y se retraen cuando la disminuye. Debe distinguirse el trmino
POTENCIAL de EXPANSIN, de la EXPANSIN proviene dicha prdida de
agua.Lecturasen extensometrot (seg. esc. Log.)Lot0% C. S.0 1tLas
arcillas expansivas producen empujes verticales y horizontales
afectando las cimentaciones, empujando muros y destruyendo pisos y
tuberas enterradas, con esfuerzos que superan los 20 Kg/cm2,
ocasionalmente.En las vas se presentan ascensos y descensos que
afectan su funcionamiento.Tambin, estos suelos expansivos se
retraen y los taludes fallan.MECANISMO DEL HINCHAMIENTO a) Absorcin
de agua por una arcilla activa (montmorillonita, por ejemplo)b)
Rebote elstico de las partculas del suelo.c) Repulsin elctrica de
los granos de arcilla y de sus cationes adsorbidos.d) Expansin del
aire atrapado en los poros.En lasarcillas preconsolidadas,
porcargaso pordesecacin, estosfenmenos son factores altamente
contribuyentes. En arcillas normalmente consolidadas (o cargadas),
los factores dominantes son dos:a) Adsorcin de agua yb) Repulsin
elctrica entre las partculas rodeadas de agua.Los factores
significativos en el estudio de la expansin son los de:IP = ndice
de plasticidad (IP = LL LP)LR = Lmite de retraccin (wS para el cual
el volumen no vara).% de partculas con f < 0,001mm (porcentaje
en peso).GE = Grado de expansin en el consolidmetro con carga de 1
lb/in2, para una muestra de suelo secada al aire y anegada en la
prueba.Expansin en volumen de una muestra de 10 cm3 (pasa T# 40)
que se seca alaire y se vierte en una probeta, con agua, de 100
cm3. Cuando toca fondo se mide el nuevo volumen.PEX= Potencial de
expansin (definido por Seed como el porcentaje de expansin vertical
en el edmetro de una muestra compactada, con w ptimo y densidad
seca mxima.Se coloca en el edmetro y se anega con una carga de 1 lb
/ in2 = 0,07 Kg / cm2)El PE es bajo:0 1,5%;medio 1,5 5%;alto 5
25%;muy alto > 25% (esta esla escala de Seed)CLASIFICACIN DE
SUELOS EXPANSIVOS (Segn Holta Gibs)Potencial de expansinG.E.
consoidado LR IP % < 0,001 ELMuy alto. > 30% < 10% >
32% > 37% > 100%Alto. 20% - 30% 6% - 12% 23% 45% 18% - 37%
> 100%Medio. 10% 20%8% - 18% 12% 34% 12% - 27% 50% - 100%Bajo.
< 10% > 13% < 20% < 17% < 20%EXPANSIBILIDAD Y
COMPRESIBILIDAD (SUCS)GW - - - SW - - - ML - MH + +GP - - - SP - -
- CL m CH + + +GM - - SM - - O L + OH +GC - - SC - Pt + +
+Escala:+++ = muy alta; m = moderada;--- = prcticamente
nulaCOMPRESIBILIDADLigera a baja. CC = 0,00 0,19 LL =wL = 0% -
30%Moderada a media. CC = 0,20 0,39 LL =wL = 31% - 50%Alta. CC 40
LL =wL= 51%ConsolidacinCaptulo 9109VALORES CORRIENTES DEL MDULO
EDOMTRICO mV = 10-3 Cm2/ KgTurba = 100 200 Arcilla semi plstica =
12,5 - 6,7Arcilla plstica. = 200 25 Arcilla suelta. = 10 5Arcilla
consistente. = 25 12,5 Arcilla densa = 2 1,3FUENTES DE INFORMACION:
Mecnica de Suelos Tomo II, Jurez Badillo y Rico
Rodrguezforos.construaprende.com/asentamientoses.wikipedia.org/wiki/Consolidacin_de_suelos
