PROYECTO DE TESIS

ESCUELA ACADMICO PROFESIONAL DE INGENIERA CIVIL

PERFIL DE PROYECTO DE TESIS

"ZONIFICACIN DE LA CAPACIDAD PORTANTE DEL SUELO EN LA LOCALIDAD DE JAUJA, DISTRITO DE JAUJA, PROVINCIA DE SAN MARTN, REGIN SAN MARTN

AUTOR:

BACH. ANDERSON KELVIN KENEDY

..

ASESOR:

DR. ING SERBANDO SOPLOPUCO QUIROGA

..MORALES PER

Agosto 2013INTRODUCCION

En ingeniera, la mecnica de suelos es la aplicacin de las leyes de la fsica y las ciencias naturales a los problemas que involucran las cargas impuestas a la capa superficial de la corteza terrestre.Es por ello que el suelo es parte fundamental al momento de elegir el tipo de fundacin a emplearse en una obra, ya que debido a las caractersticas y propiedades de ste, se puede llegar a analizar y definir el tipo de suelo en el cual se va cimentar, adems de conocer las deformaciones considerables que se pueden presentar, si es que no se tomen las acciones necesarias cuando se realicen, los estudios pertinentes.En consecuencia conocer la capacidad de soporte del suelo, nos indica el comportamiento funcional, es decir implica los lmites que se tiene que considerar para no producir deformaciones importantes en la edificacin, no obstante para esto es necesario elegir la fundacin ms apropiada el cual dar como resultado una mayor eficiencia en el comportamiento estructural, en funcin de las condiciones del subsuelo, del tamao y forma de la construccin y del tipo y magnitud de las cargas transmitidas. Nos interesa efectuar un estudio para determinar la capacidad portante de los suelos en la localidad de Sauce.Precisamente esta investigacin se apoyar de ensayos de laboratorio, en los cuales se obtendrn los valores de capacidad portante, las caractersticas, propiedades ,clasificacin, que se requieren en un estudio de mecnica de suelos, para conocer el comportamiento que ste tendr en un zona determinada, al momento de construir una edificacin.Estos ensayos de laboratorio, que justamente se realizan, teniendo las muestras obtenidas a travs de exploraciones que se hacen al suelo, en determinados lugares donde sea necesaria realizar, dependiendo de las nomas vigentes a las cuales est sujeto estos estudios y de la geologa de la zona.Sondeo y exploracin del cual carece la localidad de Sauce, puesto que no se cuenta con informacin detallada de los suelos existentes en esta localidad turstica, inquietud principal en el cual est basado el desarrollo del presente trabajo.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

1.1 Antecedentes del Problema.

Ante la importancia que se presenta de conocer el tipo de suelo y la capacidad de soporte de ste en la localidad de Sauce, con fines constructivos,se hace necesario saber sobre estos datos fundamentales, para as poder detectar las posibles fallas que se generaran en el suelo donde se va a cimentar la edificacin, adems de permitirnos definir el tipo de cimentacin de la misma.Conocer la capacidad portante, la caractersticas propias del suelo, y el tipo de cimentacin a usarse, permite anticipar futuros problemas que se pueden presentar, si es que no se elabora estos estudios bsicos, antes de construir una edificacin.

Teniendo los datos exactos, empleando el mtodo adecuado segn el tipo de suelo, para el clculo de la capacidad portante, permite al ingeniero optimizar en costos de cimentacin.Actualmente la Municipalidad Distrital de Sauce, no cuenta con informacin detallada sobre el tipo y capacidad portante del suelo existente en esta localidad.1.2 Definicin del ProblemaDebido a la fuerte migracin que tiene la provincia de San Martn en general, la expansin urbana, la afluencia de turistas hacia esa zona, y por considerarse Sauce una localidad netamente turstica en vas de desarrollo, se requiere la elaboracin de un mapa de zonificacin de la capacidad portante del suelo, informacin que servira como herramienta al municipio no slo para emitir una licencia de construccin, sino tambin para aportar los datos necesarios para la construccin de una edificacin. Estos datos obtenidos en un laboratorio, que se basan en un estudio de mecnica de suelos, estudios que a veces no se logran hacer, debido al elevado costo econmico que ste demanda.1.3 Formulacin del ProblemaBajo estas presmisas, nos encontramos en la obligacin de respondernos la siguiente interrogante: De qu manera podemos conocer los valores de la capacidad portante de los suelos de la localidad de Sauce del Distrito de Sauce?1.4 Justificacin e Importancia

Dado que no existen estudios, ni informacin detallada sobre el tipo y capacidad portante del suelo de la localidad de Sauce, trae como consecuencia en su mayora, la construccin de edificaciones sin antes haber realizado un estudio de mecnica de suelos, lo cual es de vital importancia para tener conocimiento sobre el suelo en el cual se va a cimentar, adems de los serios problemas futuros que se podran ocasionar en la edificacin, si es que no se realizan estos estudios, como son grietas, fisuras, hasta en algunos casos el desplome total de la misma.1.5 LimitacionesEn esta investigacin se presentan las siguientes limitaciones.

El estudio se realizar en la localidad de Sauce del distrito de Sauce, provincia de San Martn, regin de San Martn.

De tipo tcnico, debido al faltante de equipos para una completa implementacin de los Laboratorios de Mecnica de Suelos y Geotecnia de la Facultad de Ingeniera Civil de la Universidad Nacional de San Martn.

Limitaciones econmicas, debido al estudio y exploracin mediante calicatas, se requerir de mano de obra no calificada, para la excavacin y obtencin de muestras, el cual est supeditado a un costo elevado, de acuerdo a la cantidad de calicatas que se excavarn. El transporte hacia la zona de estudio, se dificulta, debido a la falta de mantenimiento de la carretera afirmada y a la inexistencia de un puente sobre el ro Huallaga, lo que trae como consecuencia, que en climas muy lluviosos se restringa el paso de vehculos y de esta forma no fuera posible trasladarse hasta la localidad.2. OBJETIVOS

2.1 Objetivo General

Determinar la capacidad portante y dems caracterisiticas del suelo, que permita elaborar un mapa de zonificacin de capacidad portante y usos de suelos de la localidad de Sauce.2.2 Objetivos Especficos1. Realizar actividades de exploracin y muestreo de suelos, mediante calicatas, en la localidad de Sauce del distrito de Sauce.

2. Realizar estudios de mecnica de suelos y geotecnia, empleando el mtodo ms adecuado, segn el tipo de suelo que se obtenga.3. Determinar la capacidad portante de los suelos obtenidos del muestreo y exploracin de suelos en la localidad de Sauce del distrito de Sauce.

4. Elaborar un mapa de zonificacin y uso de suelo de la localidad de Sauce, del distrito de Sauce.5. Identificar el tipo de suelo segn, el Sistema Unificado de Clasificacin de Suelos (SUCS).6. Indicar los parmetros necesarios, segn la capacidad portante obtenida, para poder definir el tipo de cimentacin a utilizarse en una edificacin.3. MARCO TERICO CONCEPTUAL

3.1 Antecedentes de la Investigacin

Para la elaboracin del presente proyecto se ha revisado material bibliogrfico y trabajos anteriores, que nos permite tomar nota de antecedentes y resultados, que deben considerarse para los fines mas convenientes, siendo como sigue: Lambe y Whitman en su Libro de Mecnica de Suelos destinado como libro de texto para un curso de introduccin a la Mecnica de Suelos, indican que se ha realizado un gran esfuerzo a fin de identificar los principios verdaderamente fundamentales e importantes de la mecnica de suelos, pero bsicamente hecho con fines de consulta. En dicho texto se describe los problemas que la naturaleza del suelo plantea en la ingeniera civil, dndose un panorama general del comportamiento del suelo; el estudio de la naturaleza del suelo y en especial, la transmisin de esfuerzo entre partculas de suelo; el estudio del suelo seco; el estudio del suelo con humedad y la parte del problema ms complejo de la mecnica de suelos en el que las presiones intersticiales dependen de las cargas aplicadas y por tanto, el agua escapa de los poros en condiciones de rgimen variable. Rocha Sandoval en su trabajo de investigacin ha determinado la Zonificacin de la capacidad portante del suelo del distrito de Morales, en el ao 2010. Jimnez Flores tambin ha determinado la Zonificacin de la capacidad portante del suelo del distrito de la Banda de Shilcayo, en el ao 2011.

Herrera Delgado, ha investigado una Metodologa para la determinacin de la capacidad portante del suelo para la cimentacin de una vivienda unifamiliar, en el ao 2010.

Crdova Flores, tambin ha efectuado un trabajo sobre Metodologa para la determinacin de la capacidad portante del suelo para la cimentacin del proyecto de la I.E N 0101 Luis Walter Alvarado Bartra, Distrito - Chazuta, en el ao 2010.3.2 Bases TericasQUE SON LOS SUELOS?DEFINICIN DE SUELO

En el sentido general de la ingeniera, suelo se define como el agregado no cementado de granos minerales y materia orgnica descompuesta (partculas slidas) junto con el lquido y gas que ocupan los espacios vacos entre las partculas slidas.

El trmino suelo, es un agregado natural de granos minerales, con o sin componentes rganicos, que pueden separarse por medios mecnicos comunes, tales como la agitacin en el agua.

La palabra Suelo, representa todo tipo de material terroso, desde un relleno de desperdicio, hasta areniscas parcialmente cementadas o lutitas suaves. El agua contenida juega un papel tan fundamental en el comportamiento mecnico del suelo, que debe considerarse como parte integral del mismo.

Suelo, en Ingeniera Civil, son los sedimentos no consolidados de partculas slidas, fruto de la alteracin de las rocas, o suelos transportados por agentes como el agua, hielo o vieno con contribucin de la gravedad como fuerza direccional selectiva, y que pueden tener materia orgnica. El suelo es un cuerpo natural heterogneo.

MECANICA DE SUELOSTerzaghi dice: La mecnica de suelos es la aplicacin de las leyes de la mecnica y la hidrulica a los problemas de ingeniera que tratan con sedimentos y otras acumulaciones no consolidadas de partculas slidas, producidas por la desintegracin mecnica o la descomposicin qumica de las rocas, independientemente de que tengan o no materia orgnica.La mecnica de suelos incluye: a. Teoras sobre el comportamiento de los suelos sujetas a cargas, basadas en simplificaciones necesarias dado el estado actual de la teora.b. Investigacin de las propiedades fsicas de los suelos. c. Aplicacin del conocimiento terico y emprico de los problemas prcticos.ORIGEN DEL SUELO

La mayora de los suelos que cubren la tierra estn formados por la meteorizacin de las rocas. Los gelogos emplean el trmino meteorizacin de las rocas para describir todos los procesos externos, por medio de los cuales la roca experimenta descomposicin qumica y desintegracin fsica, proceso mediante el cual masas de roca se rompen en fragmentos pequeos.Meteorizacin

La meteorizacin mecnica, es el proceso por el cual las rocas se fracturan en piezas de menor tamao bajo la accin de las fuerzas fsicas, como la corriente de agua de los ros, viento, olas ocenicas, hielo glacial, accin de congelacin, adems de expansiones y contracciones causadas por ganancia y prdida de calor.

La meteorizacin qumica, es el proceso de descomposicin qumica de la roca original. Entre los distintos procesos de alteracin qumica pueden citarse: la hidratacin (paso de anhidrita a yeso), disolucin (de los sulfatos en el agua), oxidacin (de minerales de hierro expuestos a la intemperie), cementacin (por agua conteniendo carbonatos), etc. Por ejemplo, la meteorizacin qumica de los feldespatos puede producir minerales arcillosos.

Muy relacionada con la meteorizacin qumica se encuentra la meteorizacin biolgica, producida fundamentalmente por la actividad bacteriana, originando putrefacciones en materiales orgnicos.La accin conjunta o individual de estos procesos de meteorizacin da lugar a un perfil de meteorizacin de la roca en funcin de la profundidad. El perfil la roca sana ocupa la zona ms profunda, transformndose gradualmente a suelo hacia la parte ms superficial.

Dentro de la meteorizacin mecnica se encuentra:

Descarga Mecnica, las rocas que se encuentran por debajo de la superficie terrestre estn sometidas a una presin vertical y de confinamiento (presin lateral).

Carga Mecnica, Es ocasionado por el impacto de patculas que pueden ser arrastadas por el viento o agua sobre una roca, con el tiempo este roceso puede ocasionar fisuramiento.Expansin y contraccin trmica, debido a un golpe fsico, accin de una planta o animal, al cambio de temperatura, puede ocasionar la fisuracin de la roca.

Acumulacin de sales, al saturarse de agua las rocas, las presiones de la cristalizacin de las sales ocasionan esfuerzos internos que contribuyen a una significativa desintegracin de las rocas.Desprendimiento coloidal, las rocas en algn momento, pueden estar cubiertas de materia coloidal hmeda.estos producen esfuerzos que debilitan la roca.Actividad orgnica, el crecimiento de las races de las plantas en las fisuras de la roca, es un proceso que ocasiona una desintegracin importante en las rocas.Carga neumtica , el aire atrapado en las fisuras expuestas de la roca, ejerce presin interna en la roca debido a oleaje de un lago o ro, que debilita a la roca.Dentro de la meteorizacin qumica se encuentra:

Hidrlisis, es un proceso qumico importante que consiste en la reaccin del mineral el hidrgeno (H+) y el oxidrilo (OH-) del agua, donde el papel del agua juega un papel importante.Carbonizacin, El agua en combinacin del dixido de carbono de la atmsfera, forman sobre la superficie de la roca cido carbnico (H2CO3), este reacciona con los ienrales que contiene la roca ocasionando un proceso de disociacin de minerales en iones que aumenta considerablemente por la presencia de CO2.Oxidacin, es producida por el contacto del oxigeno del aire con ciertos componentes qumicos-mineralgicos de las rocas particularmente favorables para combinarse con l (compuestos frricos, carbonatos, sulfuros, etc.).Reduccin, mediante reacciones qumicas, se lleva a cabo un proceso complementario a la oxidacin donde se libera el oxgeno de los minerales que pasa a formar parte del ambiente circuncidante, el oxgeno deja la estructura del mineral a medida que la oxidacin disminuye el nmero de elementos reducidos.Hidratacin, se refiere a la absorcin de molculas de agua dentro de la estructura interna de un mineral.Lixiviacin, se refiere a la migracin de iones alentada por los procesos antes citados, la movilidad de los iones depende de su potencial inico.Cambio de cationes, es la absorcin de cationes en solucin cargados positivamente en un mineral arcilloso cargado negativamente, especialmente: Ca, H, K y Mg.Transporte y deposicinLos arroyos, corrientes ocenicas, olas, viento, aguas subterrneas, glaciales y la gravedad continuamente erosionan y transportan suelo, fragmentos de rocas y sedimento, a lugares de deposicin donde se meteorizanDepsitos eolticos, el viento a diferencia de otros solo puede mover sedimento compuesto de pequeas partculas a diferentes lugares.Depsitos glaciales, un glaciar transporta rocas de todo tamao y una variedad de sedimentos, los cuales caen sobre su superficie provenientes de las laderas de los valles circundantes.Depsitos lacustres, la deposicin lacustre o la de lagos tanto en agua dulce como salada, consiste de la deposicin de sedimento generalmente de material diminuto en el fondo del lago.

Depsitos marinos, las olas del mar continuamente rompen en una costa, erosionando la margen terrestre por la fuerza del impacto y en especial durante las tormentas. Suelos residuales, se llama residual, al suelo formado producto de la meteorizacin que se mantiene en el mismo lugar de origen. A diferencia de los suelos producto del transporte y deposicin, estos estn relacionados con los materiales del lugar, clima y topografa.Rocas gneas

Se llaman as a las rocas formadas por la solidificacin del magma a diferentes

profundidades. El material rocoso fundido (magma), se enfra lentamente y se solidifica dentro o debajo de la corteza terrestre.

Clasificacin de las rocas gneas segn a su forma de solidificacinExtrusivas, El magma que es expulsado hacia la superficie de la tierra por medio de erupciones o fisuras volcnicas (lava), con el tiempo se solidifica y los diferentes minerales se unen para formar cristales silicatados, dando lugar a la formacin de una variedad de rocas gneas extrusivas.Intrusivas, el magma se eleva a diferentes niveles sin alcanzar la superficie terrestre, donde al cesar su movilidad se enfra y la cristalizacin de sus minerales constituyentes forma variedades de roca gnea intrusiva.Rocas sedimentarias

Por lo general, los sedimentos producto de la meteorizacin, el transporte y deposicin, forman una capa superficial relativamente delgada de la corteza terrestre. Los componentes de los sedimentos se endurecen formando rocas sedimentarias, en un proceso llamado cementacin.

Rocas metamrficas

Se llaman as a las rocas que han sufrido un proceso de transformacin denominado metamorfismo, que da lugar a la formacin de nuevas rocas que anteriormente pudieran haber sido gneas o sedimentarias.

Ciclo de la roca

Se llama ciclo de la roca a un proceso geolgico extremadamente lento, donde la roca va transformndose en tres categoras diferentes de roca, que son las: gneas, sedimentarias y metamrficas.COMPOSICIN MINERALGICA DEL SUELO

Campos y Guardia, en su trabajo de investigacin nos indican que se pueden identificar ms de 2000 diferentes minerales en la corteza terrestre y muchos de ellos estn presentes en las rocas.

Existe una distincin entre los minerales que son constituyentes esenciales de las rocas que dan el nombre a estas y los que sonaccesorios que se encuentran en pequeas cantidades, pero su presencia o ausencia no influye en el nombre del la roca. Las rocas tambin contienen minerales secundarios, que son aquellos que resultan de la descomposicin de los minerales esenciales por accin del agua. Como resultado de la meteorizacin y el proceso de la deposicin, estos minerales que poseen las rocas llegan a formar parte del suelo. Los minerales ms comunes que pueden encontrarse en el suelo son:Feldespatos, Los feldespatos forman un grupo grande de minerales monoclnicos, triclnicos y son un componente importante de algunos tipos de rocas. El feldespato se considera un material moderadamente duro.Cuarzo, Es un mineral muy comn, un constituyente esencial de los granitos y otras rocas. El cuarzo es ms duro que la mayora de los minerales y es uno de los ms resistentes a la meteorizacin, se encuentra en abundancia en rocas metamrficas.Minerales Ferromagnesianos, Corresponden al grupo de los silicatos que contienen tanto hierro como magnesio. Estos minerales abundan en las rocas gneas bsicas y utrabsicas, tienen un color oscuro y una moderada dureza.Mica, Son un grupo de minerales monoclnicos en forma de hojuelas o lminas delgadas translucidas, generalmente est presente en los granitos y rocas cidas.xidos de Hierro, Constituyen minerales accesorios de las rocas, son minerales que contienen hierro (Fe2O3), entre los cuales se encuentran la limonita y magnetita. Aunque se presentan en menor cantidad estos minerales dan un distintivo color rustico a las rocas y suelos.Minerales Secundarios, Tienen su origen en la alteracin de minerales preexistentes, entre los cuales estn: los minerales de arcilla, la calcita, dolomita, clorita y otros.

MINERALES ARCILLOSOS

Las partculas de suelo con tamaos correspondientes a las arcillas y que presentan las propiedades caratersticas de adhesin y plasticidad se denominan minerales arcillosos. Son producto de la meteorizacin qumica y estn compuestos en su mayor parte de silicatos de aluminio hidratados.Tienen forma cristalina y estn constituidos por dos unidades estructurales: la unidad tetradica, en la cual cuatro oxgenos encierran un tomo de silicio, y la unidad octadrica, en la cual un tomo de aluminio o magnesio est encerrado por seis grupos hidroxilos. De acuerdo con la organizacin de estas unidades estructurales en la red cristalina, los minerales arcillosos se dividen en tres grupos principales los cuales son:Caolinitas, el bloque estructural de este grupo de minerales est formada por una capa de unidades tetradricas y una capa de unidades octadricas. Los enlaces inicos de hidrgeno entre los bloques crean una estructura relativamente estable en la que no penetra el agua con facilidad. Estas caolinitas presentan una baja absorcin de agua y una baja susceptibilidad a la retraccin y a la expansin al ser sometidos a variaciones de humedad.Ilitas, el bloque estructural de este grupo est formado por una capa de unidades octadricas en medio de dos capas de unidades tetradricas orientadas en forma opuesta. Las Ilitas presentan mayor tendencia a la absorcin de agua que las caolinitas, mayor susceptibilidad a la retraccin y a la expansin.Montmorilonitas, este grupo tiene un bloque estructural similar al de las ilitas, pero adicionalmente a la sustitucin del silicio (Si4+) por aluminio (Al3+) en las unidades tetradicas, algunos de los iones de aluminio, en la unidades octadricas se reemplazan por magnesio (Mg2+) y hierro (Fe2+). El enlace entre las capas creado por el agua es muy dbil e inestable comarado con el enlace de iones de potasio de las ilitas. Las montmorilonitas presentan una muy alta absorcin de agua y muy altas caractersticas de retraccin y expansin.

RELACIONES GRANULOMTRICAS Y DE VOLUMEN EN UN SUELO

En un suelo se distinguen tres fases constituyentes: la slida, la lquida y la gaseosa. La fase slida est formada por las partculas minerales del suelo (incluyendo la capa slida adsorbida); la lquida por el agua (libre, especficamente), aunque en el suelo pueden existir otros lquidos de menor significacin; la fase gaseosa comprende sobre todo el aire, pero pueden estar presentes otros gases (vapores sulfurosos, anhdrido carbnico,etc).

Las fases lquida y gaseosa del suelo suelen comprenderse en el volumen de vacos (Vv), mientras que la fase slida constituye el volumen de slidos (Vs).

Las relaciones entre diferentes fases constitutivas del suelo (fases slida, lquida y gaseosa), permiten avanzar sobre el anlisis de la distribucin de las partculas por tamaos y sobre el grado de plasticidad del conjunto.

En los laboratorios de mecnica de suelos puede determinarse fcilmente el peso de las muestras hmedas, el peso de las muestras secadas al horno y la gravedad especfica de las partculas que conforman el suelo, entre otras.

Las relaciones entre las fases del suelo tienen una amplia aplicacin en la Mecnica de Suelos para el clculo de esfuerzos.

La relacin entre las fases, la granulometra y los lmites de Atterberg se utilizan para clasificar el suelo y estimar su comportamiento.

Modelar el suelo es colocar fronteras que no existen. El suelo es un modelo discreto y eso entra en la modelacin con dos parmetros, e y n (relacin de vacos y porosidad), y con las fases.

El agua adherida a la superficie de las partculas, entra en la fase slida. En la lquida, slo el agua libre que podemos sacar a 105 C cuando, despus de 24 o 18 horas, el peso del suelo no baja ms y permanece constante.

Fig 1: Esquema de una muestra de suelo, en tres fases o hmedo, con la indicacin de los smbolos usados: En los costados, V volumen y W peso. Las letras subnice y dell centro, son: A aire, W agua y S slidos

Fases, volmenes y pesos En el modelo de fases, se separan volmenes V y pesos W as: Volumen total VT, volumen de vacos VV (espacio no ocupado por slidos), volumen de slidos VS, volumen de aire VA y volumen de agua VW. Luego

VT = VV +VS (1)En pesos (que es diferente a masas), el del aire se desprecia, por lo que WA= 0. El peso total del espcimen o mu estra WT es igual a la suma del peso de los slidos WS ms el peso del agua WW; esto es

WT = WS + WW. (2)Relaciones de volumen

Porosidad Se define como la probabilidad de encontrar vacos en el volumen total. Por eso 0 < < 100% (se expresa en %). En un slido perfecto = 0; en el suelo 0 y 100%. = VV * 100(%) (3) VTRelacin de vacos eEs la relacin entre el volumen de vacos y el de los slidos. Su valor puede ser e > 1 y alcanzar valores muy altos. En teora 0 < e . e = VV (4)

VSDensidad Relativa DREste parmetro nos informa si un suelo est cerca o lejos de los valores mximo y mnimo de densidad, que se pueden alcanzar. Adems 0 DR1, siendo ms resistente el suelo cuando el suelo est compacto y DR 1 y menor cuando est suelto y DR 0. DR = emax - e (5)

emax - eminGrado de saturacin SSe define como la probabilidad de encontrar agua en los vacos del suelo, por lo que 0 S 100%. Fsicamente en la naturaleza S 0%, pero admitiendo tal extremo, S = 0% suelo seco y S = 100% suelo saturado.S = VW x 100 (%) (6)VVContenido de aire CAProbabilidad de encontrar aire en los vacos del suelo. 0 CA 100%. En el suelo saturado, los vacos estn ocupados por agua CA = 0 y en el suelo seco, por aire CA= 100%. Naturalmente, S + CA =100%.

CA = VA x 100 (7)

VVContenido de humedad Es la relacin entre el peso dela gua del especmen, al peso de los slidos. El valor terico del contenido de humedad vara entre: 0 . En la prctica, las humedades varan de 0 (cero) hasta valores del 100%. = WW x 100 (8)

WSDISTRIBUCIN DEL TAMAO DE PARTICULASDe acuerdo al tamao predominante de partculas que contenga el suelo, los suelos generalmente son llamados: grava, arena, limo, arcilla o una mezcla de ellos.

Tabla 1: Sistemas para identificar el tamao de partculas del suelo (Das, 1998).Diversas organizaciones que estudian aspectos relacionados con el suelo han elaborado sistemas de clasificacin para identificar el tamao de las partculas de un suelo para sus propsitos especficos. En la Tabla 1 se muestra algunos de los sistemas ms conocidos empleados por estas organizaciones para identificar las partculas del suelo.

El sistema de clasificacin unificado (USCS) ha sido adoptado como el estndar por la ASTM (American Society for Testing and Materials) y el reglamento que esta sociedad ha desarrollado para el anlisis y estudio del suelo es aceptado a nivel internacional.

Grava.

Segn la norma ASTM D2487 el tamao de estas partculas vara de 75 a 4.75 mm, estas a su vez estn divididas en dos categoras: grava gruesa que est comprendida entre 75 y 19 mm y grava fina que est comprendida entre 19 y 4.75 mm.

Las gravas son acumulaciones sueltas de fragmentos de roca de textura redondeada, debido al desgaste que sufren las partculas al ser transportadas por las corrientes de los ros. Como material suelto suele encontrarse en los lechos, mrgenes, en los conos de deyeccin de los ros y suele encontrarse depsitos con grandes cantidades.

Arena.

Se llama arena a las partculas granulares de textura variada procedentes de la desintegracin de las rocas o de su trituracin artificial y cuyo tamao segn la norma ASTM D2487 vara entre 4.75 a 0.075 mm, la arena est clasificada en tres categoras: arena gruesa que tiene un tamao de 4.75 a 2 mm, la arena mediana de un tamao comprendido entre 2 y 0.425 mm yla arena fina comprendida entre 0.425 y 0.075 mm. El origen y la existencia de la arena es anloga a la de la grava, comnmente las dos suelen encontrarse juntas en el mismo depsitoPrincipalmente est compuesta de cuarzo y otros minerales que dan resistencia mecnica a las partculas.

Limo.

El limo es una partcula mineral pequea de textura granular o escamosa, que suele encontrarse en las canteras y en los ros. El tamao de las partculas de limo segn la norma ASTM D2487 es menor a 0.075 mm. Su color vara desde gris claro a muy oscuro. El suelo compuesto por limo es relativamente impermeable, fcilmente erosionable.

Arcilla.

Se da el nombre de arcilla a las partculas slidas de textura escamosa, compuestas de minerales de arcilla con un tamao diminuto mucho menor a 0.075 mm. La arcilla qumicamente es un silicato hidratado de: aluminio, hierro o magnesio. Las microestructuras que forman las partculas diminutas que componen la arcilla ocasionan que esta sea poco permeable y el contenido de humedad comunica a la masa de suelo la propiedad plstica.

Guijarro y canto rodado.

Existen partculas de mayor tamao que la grava, segn la norma ASTM D2487 a las partculas con tamao comprendido entre 75 a 350 mm se las llama guijarro o boln y a las que superan los 350 mm se las denomina canto rodado. Por lo general estos dos tipos de partculas son fragmentos de roca, constituyen ser componentes aislados del suelo y suelen aparecen sobre o por debajo de la superficie terrestre.

Materia coloidal.

Existen tambin partculas muy pequeas que no pueden llegar a ser vistas fcilmente. Laspartculas con tamao menor a 2m, constituyen la fraccin mas fina de los suelos. Que pueden ser distinguidas con la ayuda de un microscopio potente y su estructura molecular puede ser analizada por medio de los rayos X, a este tipo de partculas se las conoce comocoloide o ultra-arcilla. Estas partculas debido a su tamao no suelen considerarse dentro los sistemas de clasificacin, pero forman parte de la fraccin fina del suelo.

Suelo de grano gruesoEstos suelos estn constituidos de partculas con textura granular compuestas de fragmentos de roca y mineral. De acuerdo al sistema de clasificacin unificado estas partculas tienen un tamao comprendido entre 75 y 0.075 mm, que corresponde al tamao de la grava y arena. Aunque en su mayora contienen partculas mayores a 0.075 mm tambin contienen material fino en pequea cantidad, como conjunto estos suelos tienen mayor resistencia a la erosin.

Anlisis mecnico por tamicesDebido al tamao de las partculas y la forma granular que presentan estos suelos, fcilmente puede clasificarse los distintos tamaos de las partculas que lo constituyen mediante tamices con diferentes aberturas. A este anlisis se lo llama: anlisis granulomtrico del suelo.

El tamiz o criba, consiste de un plato de acero inoxidable con una malla metlica adherida en la parte inferior con aberturas de tamao uniforme. Existen dos tamaos estndar de tamices los de 8 y 12.La Tabla 2 muestra la serie ASTM de tamices de 8 y 12 disponibles en el mercado para el anlisis mecnico del suelo, el tamao de la abertura de la malla (expresado en milmetros) esta identificada por un nmero de tamiz. No es necesario tener todos los tamices para realizar un anlisis granulomtrico del suelo, simplemente bastan algunos tamaos que estn en funcin al sistema de clasificacin del tamao de partculas que se est empleando. En el sistema de clasificacin unificado (USCS) las partculas consideradas grano grueso tienen un tamao mayor a 0.075 mm, por lo tanto el tamiz: Nro. 200 retiene las partculas de grano grueso y deja pasar las partculas finas del suelo, por lo que el tamiz Nro. 200 clasifica las partculas de grano grueso de las finas. Dentro las partculas de grano grueso el tamao de la arena est comprendido entre 4.75 y 0.075 mm, el tamiz: Nro. 4 retiene los tamaos mayores a 4.75 mm y deja pasar los de menor tamao que son retenidos en el tamiz Nro. 200. La grava tiene un tamao comprendido entre 76.2 y 4.75 mm, el tamiz de 3 retiene partculas mayores a 76.2 mm y deja pasar partculas de menor tamao que se retendrn en el tamiz Nro. 4 o en el Nro. 200.

Para el sistema de clasificacin unificado es indispensable tener los tamices Nro. 200, 4 y el de 3, sin embargo si se utilizan tamices intermedios a estos tama os se tendr un anlisis granulomtrico ms preciso.

Tabla 2: Serie ASTM de tamices (ASTM D422 y E100)Curva de distribucin del tamao de partculas.

La muestra de suelo debe ser tamizada por lo menos 15 minutos, donde cada tamiz retendr una fraccin de masa de suelo y el plato inferior retendr las partculas mas finas del suelo menores a 0.075 mm para otros propsitos.

Fig 2. Curvas de distribucin del tamao de partculas.Parmetros de la Curva de distribucin del tamao de partculas. A partir de la curva de distribucin del tamao de partculas, se puede obtener cantidades en porcentaje de un tamao de partculas especial que contenga el suelo. El dimetro de la partcula (Di) se refiere al tamao del grano o dimetro aparente de una partcula de suelo y el subndice que lo acompaa indica la cantidad de partculas en porcentaje ms pequeas que esta.

Fig 3. Curvas de distribucin del tamao de partculas de cinco suelos (Coduto, 1999). (a) Suelo de grano grueso (grava y arena). (b) Suelo bien gradado con una amplia variedad de tamaos de partcula. (c) Suelo de grano grueso con una reducida variedad de tamaos de partcula. (d) Suelo con gradacin hueca, no contiene un cierto rango de tamaos de partcula. (e) Suelo compuesto de partculas finas (limo y arcilla).

Suelos finosLos suelos finos estn constituidos de partculas compuestas de fragmentos diminutos de roca, minerales y minerales de arcilla, con textura granular y en hojuelas. De acuerdo al sistema de clasificacin unificado estas partculas tienen un tamao inferior a 0.075 mm, quecorresponden a la categora del limo y la arcilla, por lo que toda fraccin de suelo que pasa el tamiz Nro. 200 es considerado como suelo fino.

LIMITES DE ATTERBERG

Cuando un suelo arcilloso se mezcla con una cantidad excesiva de agua, este puede fluir como un semilquido. Si el suelo es secado gradualmente, se comportar como una material plstico, semislido o slido, dependiendo de su contenido de agua. ste, en por ciento, con el que el suelo cambia de un estado lquido a un estado plstico se define como lmite lquido (LL). Igualmente, los contenidos de agua, en por ciento, con que el suelo cambia de un estado plstico a un semislido y de un semislido a un slido se definen como lmite plstico (PL) y el lmite de contraccin (SL), respectivamente. ste se denominan lmites de Atterberg El lmite lquido de un suelo es determinado por medio de la copa de Casagrande y se define como el contenido de agua con el cual se cierra una ranura de 12.7 mm mediante 25 golpes. El lmite plstico se define como el contenido de agua con el cual el suelo se agrieta al formarse un rollito de 3.18 mm de dimetro.

El lmite de contraccin se define como contenido de agua con el cual el suelo no sufre ningn cambio adicional de volumen con la prdida de agua.

La diferencia entre el lmite lquido y el plstico de un suelo se define como ndice de plasticidad.

Fig 4. Definicin de los Lmites de Atterberg

CLASIFICACIN DE SUELOS

Debido a la gran variedad de suelos que pueden encontrarse en la corteza terrestre es que se han desarrollado varios sistemas de clasificacin para poder identificarlos, elaborados de acuerdo a la aplicacin que se les da a los mismos. El clasificar un suelo consiste en agrupar al mismo en grupos y/o subgrupos de suelos que presentan un comportamiento semejante con propiedades ingenierles similares. En este captulo se analizaran el sistema de clasificacin Unificado USCS y el sistema de clasificacin AASHTO, que son los sistemas de clasificacin ms utilizados por la mayor parte de los ingenieros de todo el mundo. Sistema de clasificacin unificado (USCS). El sistema de clasificacin USCS est basado en la determinacin en laboratorio de la distribucin del tamao de partculas, el lmite lquido y el ndice de plasticidad. Este sistemade clasificacin tambin se basa en la grfica de plasticidad, que fue obtenida por medio de investigaciones realizadas en laboratorio por A. Casagrande (1932). Este sistema de clasificacin presenta las siguientes caractersticas:

Caractersticas del sistema de clasificacin unificado (ASTM D-2487)

Clasifica a los suelos en cuatro principales categoras, cada una de estas categoras usa un smbolo que define la naturaleza del suelo: Suelos de grano grueso. Son de naturaleza tipo grava y arena con menos del 50% pasando por el tamiz N 200. Los smbolos de grupo comienzan con un prefijo G para la grava o suelo gravoso del ingls Gravel y S para la arena o suelo arenoso del ingls Sand.

Suelos de grano fino. Son aquellos que tienen 50% o ms pasando por el tamiz N 200. Los smbolos de grupo comienzan con un prefijo M para limo inorgnico del sueco mo y mjala, C para arcilla inorgnica del ingls Clay.

Suelos orgnicos. Son limos y arcillas que contienen materia orgnica importante, a estos se los denomina con el prefijo O del ingls Organic.

Turbas. El smbolo Pt se usa para turbas del ingls peat, lodos y otros suelos altamente orgnicos.

Presenta las siguientes definiciones, segn el tamao y naturaleza de las partculas del suelo:

Cantos rodados. Partculas de roca que no pasan una malla con abertura cuadrada de 12 (300 mm).

Guijarros. Partculas de roca que pasan una malla con abertura cuadrada de 12 (300 mm) y quedan retenidas en un tamiz de 3 (75 mm).

Grava. Partculas de roca que pasan el tamiz de 3" (75 mm) y quedan retenidas en el tamiz N 4 (4.75 mm), con las siguientes subdivisiones: - Gruesa. Partculas que pasan el tamiz de 3 (75 mm) y quedan retenidas en el tamiz de (19 mm.).

- Fina. Partculas que pasan el tamiz de (19 mm) y quedan retenidas en el tamiz N 4 (4.75 mm).

Arena. Partculas de roca que pasan el tamiz N 4 (4.75 mm) y son retenidas en el tamiz N 200 (0.075mm), con las siguientes subdivisiones:

- Gruesa. Partculas que pasan el tamiz N 4 (4.75 mm) y son retenidas en el tamiz N 10 (2 mm).

- Media. Partculas que pasan al tamiz N 10 (2 mm.) y son retenidas en el tamiz N 40 (0.425 mm).

- Fina. Partculas que pasan el tamiz N 40 (0.425 mm) y son retenidas en el tamiz N 200 (0.075 mm).

Arcilla. Suelo que pasa por el tamiz N 200 (0.075 mm), el cual exhibe plasticidad dentro de un cierto intervalo de humedad, pero que muestra considerable resistencia cuando se seca al are.

Limo. Suelo que pasa el tamiz N 200 (0.075 mm), de naturaleza no-plstica o ligeramente plstica y que exhibe poca o ninguna resistencia cuando se seca al are.

Arcilla Orgnica. Es una arcilla con suficiente contenido de matera orgnica como para influir en las propiedades del suelo. Limo Orgnico. Es un limo con suficiente contenido de materia orgnica

como para influir en las propiedades del suelo.

Turba. Es un suelo compuesto principalmente de materia vegetal en diferentes estados de descomposicin, usualmente con olor orgnico, color entre marrn oscuro a negro, consistencia esponjosa, y contextura que vara de fibrosa hasta amorfa.

Para este sistema de clasificacin son tambin usados sufijos que identifican algunas caractersticas particulares del suelo:

W. Bien gradado del ingls Well graded..

P. Mal gradado del ingls Poorly graded.

L. Baja plasticidad, lmite lquido menor a 50%, del ingls Low plasticity.

H. Alta plasticidad, lmite lquido mayor a 50%, del ingls High plasticity.

Un smbolo doble. Corresponde a dos smbolos separados por un guin, e.g. GP-GM, SW-SC, CL-ML, los cuales se usan para indicar que el suelo tiene propiedades de dos grupos. Estos se obtienen cuando el suelo tiene finos entre 5 y 12% o cuando las coordenadas del lmite lquido y el ndice de plasticidad caen en el rea sombreada CL-ML de la carta de plasticidad. La primera parte del doble smbolo indica si la fraccin gruesa es pobremente o bien gradada.

La segunda parte describe la naturaleza de los finos. Por ejemplo un suelo clasificado como un SP-SM significa que se trata de una arena pobremente gradada con finos limosos entre 5 y 12%. Similarmente un GW-GC es una grava bien gradada con algo de finos arcillosos que caen encima la lnea A.

Fig 5. Carta de plasticidad (Norma ASTM, 2003)Sistema de clasificacin AASHTO.

El sistema de clasificacin AASHTO (American Association of State Highway and

Transportation Officials) (Designacin ASTM D-3282; mtodo AASHTO M145) es uno de los primeros sistemas de clasificacin de suelos, desarrollado por Terzaghi y Hogentogler en 1928. Este sistema pas por varias revisiones y actualmente es usado para propsitos ingenierles enfocados ms en el campo de las carreteras como la construccin de los terraplenes, subrasantes, subbases y bases de las carreteras. Sin embargo es necesario recordar que un suelo que es bueno para el uso de subrasantes de carreteras puede ser muypobre para otros propsitos.

Caractersticas del sistema de clasificacin AASHTO (ASTM D-3282).

Clasifica a los suelos en tres principales categoras:

Suelos granulares. Son suelos cuyo porcentaje que pasa el tamiz N 200 es menor o igual al 35% del total de la muestra. Estos suelos constituyen los grupos A-1, A-2 y A-3.

Suelos limo-arcilla o material fino. Son suelos cuyo porcentaje que pasa el tamiz N 200 es mayor al 35% del total de la muestra. Estos suelos constituyen los grupos A-4, A-5, A-6 y A-7.

Suelos orgnicos. Son los suelos que estn constituidos principalmente por materia orgnica. Este tipo de suelos constituye el grupo A-8.

Adopta el siguiente rango de tamao de partculas:

Cantos rodados. Son fragmentos de roca, usualmente redondeados por abrasin, que son retenidos en el tamiz de 3 (75 mm).

Grava. Es la fraccin que pasa el tamiz de 3 (75 mm) y es retenido en el tamiz N 10 (2 mm).

Arena. Es la fraccin que pasa el tamiz N 10 (2 mm) y es retenido en el tamiz N 200 (0.075 mm).

El limo y la arcilla. Son partculas que pasan el tamiz N 200 (0.075 mm).

Establece un rango del ndice de plasticidad que diferencia a los suelos limosos de los suelos arcillosos.

El trmino limoso es aplicado a la fraccin fina del suelo que tiene un ndice de plasticidad de 10 o menos.

El trmino arcilloso es aplicado cuando la fraccin fina tiene un ndice de plasticidad de 11 o ms.

Considera solo la porcin de suelo que pasa a travs del tamiz de 75 mm. Si existieran partculas mayores (guijarros y cantos rodados), estas son excluidas de la muestra de suelo que ser clasificado, sin embargo el porcentaje de ese material debe ser medido y anotado junto con el resultado de la clasificacin.

Fig 6. Variacin del lmite lquido e ndice de plasticidad para los suelos de los grupos A-2, A-3, A-4, A-5, A-6. A-7 (Norma ASTM, 2003)

Fig 6. Clasificacin de los suelos sistema AASHTO (Norma ASTM, 2003).

EXPLORACIN DE SUELOS

Calicatas1.- Se agrupan bajo este nombre genrico las excavaciones de formas diversas (pozos, zanjas, rozas, etc.) que permiten una observacin directa del terreno, as como la toma de muestras yeventualmente la realizacin de ensayos in situ. Este tipo de reconocimiento podr emplearse con:a) Profundidad de reconocimiento moderada (< 4m).

b) Terrenos excavables con pala mecnica o manualmente.

c)Ausencia de nivel fretico, en la profundidad reconocida o cuando existan aportaciones de agua moderadas en terrenos de baja permeabilidad.

d)Terrenos preferentemente cohesivos.

e)Terrenos granulares en los que las perforaciones de pequeo dimetro no seran representativas.2.- El reconocimiento del terreno mediante calicatas es adecuado cuando: a)Se puede alcanzar en todos los puntos el estrato firme o resistente con garanta suficiente.

b)No sea necesario realizar pruebas in situ asociadas a sondeos (p.e. ensayos estndar).3.- Se excluir este mtodo cuando pueda deteriorarse el terreno de apoyo de las futuras cimentaciones o se creen problemas de inestabilidad para estructuras prximas. 4.- En las paredes del terreno excavado, podrn realizarse ensayos in situ como el penetrmetro de bolsillo, con el fin de obtener una indicacin orientativa del comportamiento del terreno. De esta indicacin orientativa no se deducirn, en ningn caso, valores cuantitativos de la resistencia delterreno.5.- En calicatas de una profundidad mayor a 1,5 m ninguna persona podr acceder a su inspeccin o revisin si no se encuentran debidamente entibadas adecuadamente retaluzadas.

Sondeos mecnicos1.- Son perforaciones de dimetros y profundidad variables que permiten reconocer la naturaleza y localizacin de los diferentes unidades geotcnicas del terreno, as como extraer muestras del mismo y, en su caso realizar ensayos a diferentes profundidades. Deben utilizarse cuando el estudio geotcnico requiera:a)Llegar a profundidades superiores a las alcanzables con catas.

b)Reconocer el terreno bajo el nivel fretico.

c)Perforar capas rocosas, o de alta resistencia.

d)Extraer muestras inalteradas profundas. e)Realizar pruebas de deformabilidad o resistencia de tipo presiomtrico, molinete, penetracin estndar, etc.

f)Tomar muestras de acuferos profundos o realizar ensayos de permeabilidad in situ.

g) Determinar valores ndice de la roca en macizos rocosos

h)Detectar y controlar las variaciones del nivel fretico, para lo cual se instalarn tubos piezomtricos en un nmero de sondeos suficiente, como mnimo un 30% para que dicho control sea fiable.

2.- Los sondeos mecnicos podrn utilizarse para prospecciones complementarias tales como: realizar diagrafas de resistividad, radioactividad natural, velocidad snica, etc.3.- Los mtodos ms habituales para la ejecucin de sondeos mecnicos son mediante barrena helicoidal (hueca maciza), percusin o rotacin.4.- Los sondeos con barrena helicoidal hueca o maciza podrn utilizarse cuando:a)No sea necesario obtener testigo continuo de material no remoldeado.

b)El terreno sea relativamente blando y cohesivo.

c)No existan capas cementadas o de gravas, ni capas arenosas fluyentes, bajo el nivel fretico.

d)No sea necesario atravesar o penetrar en rocas.

e)No se requiera una precisin superior a0,5 m en la localizacin en profundidad de las diferentes capas.

f)Se pueda justificar la calidad de las muestras inalteradas extradas por el eje hueco de la barrena o en el sondeo sin entibar en el caso de barrenas macizas.g)Se subsanen los aspectos negativos anteriores con otro tipo de prospecciones.

Toma de muestras1.- El objetivo de la toma de muestras es poder ejecutar sobre ellas con una fiabilidad suficiente los ensayos de laboratorio pertinentes segn las determinaciones que se pretendan obtener. Por tanto la toma de muestras debe cumplir unos requisitos diferentes segn el tipo de ensayo que se vaya a ejecutar sobre la muestra obtenida.2.- Se especifican tres categoras de muestras:a)Muestras de categora A: Son aquellas que mantiene inalteradas las siguientes propiedades del suelo: Estructura. Densidad. Humedad. Granulometra. Plasticidad. Componentes qumicos estables.

b)Muestras de categora B: Son aquellas que mantienen inalteradas las siguientes propiedades del suelo: Humedad. Granulometra. Plasticidad. Componentes qumicos estables.

c)Muestras de categora C: Todas aquellas que no cumplen las especificaciones de la categora B. 3.- Adems de las muestras de suelo o roca sealadas, el reconocimiento geotcnico debe incluir la toma de muestras de agua de los distintos acuferos encontrados, en el fin de prever eventuales problemas de agresividad o contaminacin. En algunos casos estas muestras servirn para una mejor definicin de la hidrogeologa de la zona de estudio.4.- Una vez extradas las muestras se proceder a su parafinado proteccin adecuada y se trasladarn al laboratorio de ensayo en las mejores condiciones posibles.

CAPACIDAD PORTANTEEn cimentaciones se denomina capacidad portante a la capacidad del terreno para soportar las cargas aplicadas sobre l. Tcnicamente la capacidad portante es la mxima presin media de contacto entre la cimentacin y el terreno tal que no se produzcan un fallo por cortante del suelo o un asentamiento diferencial excesivo. Por tanto lacapacidad portante admisible debe estar basada en uno de los siguientes criterios funcionales: Si la funcin del terreno de cimentacin es soportar una determinada tensin independientemente de la deformacin, la capacidad portante se denominar carga de hundimiento.

Si lo que se busca es un equilibrio entre la tensin aplicada al terreno y la deformacin sufrida por ste, deber calcularse la capacidad portante a partir de criterios de asiento admisible.De manera anloga, la expresin capacidad portante se utiliza en las dems ramas de la ingeniera para referir a la capacidad de una estructura para soportar las cargas aplicadas sobre la misma.

Capacidad de carga a corto y a largo plazo

Las propiedades mecnicas de un terreno suelen diferir frente a cargas que varan (casi) instantneamente y cargas cuasipermanentes. Esto se debe a que los terrenos son porosos, y estos poros pueden estar total o parcialmente saturados de agua. En general los terrenos se comportan de manera ms rgida frente a cargas de variacin

quasinstantnea ya que stas aumentan la presin interesticial, sin producir el desalojo de una cantidad apreciable de agua. En cambio bajo cargas permanentes la diferencia de presin intersticial entre diferentes partes del terreno produce el drenaje de algunas zonas.

En el clculo o comprobacin de la capacidad portante de un terreno sobre el que existe una construccin debe atenderse alcorto plazo (caso sin drenaje) y al largo plazo (con drenaje). En el comportamiento a corto plazo se desprecian todo los trminos excepto la cohesin ltima, mientras que en la capacidad portante a largo plazo (caso con drenaje) es importante tambin en rozamiento interno del terreno y su peso especfico.

Frmula de TerzaghiKarl von Terzaghi (1943) propuso una frmula sencilla para la carga mxima que podra soportar una cimentacin continua con carga vertical centrada, apoyada sobre la superficie de un suelo dada por:

Donde:

Pu, carga vertical mxima por unidad de longitud.

q , sobrecarga sobre el terreno adyacente a la cimentacin.

c , cohesin del terreno.

b , ancho transversal de la cimentacin

, peso especfico del terreno.

CIMENTACIONESSe denomina cimentacin al conjunto de elementos estructurales cuya misin es transmitir las cargas de la edificacin o elementos apoyados a este al suelo distribuyndolas de forma que no superen su presin admisible ni produzcan cargas zonales. Debido a que la resistencia del suelo es, generalmente, menor que la de los pilares o muros que soportar, el rea de contacto entre el suelo y la cimentacin ser proporcionalmente ms grande que los elementos soportados (excepto en suelos rocosos muy coherentes).La cimentacin es importante porque es el grupo de elementos que soportan a la superestructura. Hay que prestar especial atencin ya que la estabilidad de la construccin depende en gran medida del tipo de terreno.

Tipos de cimentacinLa eleccin del tipo de cimentacin depende especialmente de las caractersticas mecnicas del terreno, como su cohesin, su ngulo de rozamiento interno, posicin del nivel fretico y tambin de la magnitud de las cargas existentes. A partir de todos esos datos se calcula la capacidad portante, que junto con la homogeneidad del terreno aconsejan usar un tipo u otro diferente de cimentacin.Cimentaciones superficiales o directas

Son aquellas que se apoyan en las capas superficiales o poco profundas del suelo por tener ste suficiente capacidad portante o por tratarse de construcciones de importancia secundaria y relativamente livianas. En este tipo de cimentacin, la carga se reparte en un plano de apoyo horizontal.En estructuras importantes, tales como puentes, las cimentaciones, incluso las superficiales, se apoyan a suficiente profundidad como para garantizar que no se produzcan deterioros. Las cimentaciones superficiales se clasifican en: Cimentaciones ciclpeas.

Zapatas.

Zapatas aisladas.

Zapatas corridas.

Zapatas combinadas.

Losas de cimentacin.Cimentaciones semiprofundas

Pozos de cimentacin o caissons: Son en realidad soluciones intermedias entre las superficiales y las profundas, por lo que en ocasiones se catalogan como semiprofundas. Algunas veces estos deben hacerse bajo agua, cuando no puede desviarse el ro, en ese caso se trabaja en cmaras presurizadas.

Arcos de ladrillo sobre machones de hormign o mampostera .

Muros de contencin bajo rasante: no es necesario anclar el muro al terreno.

Micropilotes, son una variante basada en la misma idea del pilotaje, que frecuentemente constituyen una cimentacin semiprofunda.Cimentaciones profundasSe basan en el esfuerzo cortante entre el terreno y la cimentacin para soportar las cargas aplicadas, o ms exactamente en la friccin vertical entre la cimentacin y el terreno. Por eso deben ser ms profundas, para poder proveer sobre una gran rea sobre la que distribuir un esfuerzo suficientemente grande para soportar la carga. Algunos mtodos utilizados en cimentaciones profundas son: Pilotes: son elementos de cimentacin esbeltos que se hincan (pilotes de desplazamiento prefabricados) o construyen en una cavidad previamente abierta en el terreno (pilotes de extraccin ejecutados in situ). Antiguamente eran de madera, hasta que en los aos 1940 comenz a emplearse el hormign.

Pantallas: es necesario anclar el muro al terreno.

Pantallas isostticas: con una lnea de anclajes

Pantallas hiperestticas: dos o ms lneas de anclajes.Cimentaciones de mquinas

A diferencia de las cimentaciones de edificacin, que generalmente estn sometidas a cargas estticas o cuasiestticas, las cimentaciones de maquinaria estn sometidas frecuentemente a cargas cclicas. La existencia de cargas cclicas obligan a considerar el estado lmite de servicio de vibraciones y el estado lmite ltimo de fatiga. Algunos tipos de cimentacin usados para maquinaria son: Tipo bloque

Tipo celdas

De muros

Porticadas

Con pilotes

Sobre apoyos elsticos

De soporte

3.3 Marco Conceptual: Definicin de TrminosPara obtener una interpretacin uniforme presento un vocabulario en el que figuran trminos que pueden tener varias acepciones en el lenguaje comn, con el fin de que sean entendidos de acuerdo con la definicin que se expone.

3.3.1 Capacidad Portante: Es la capacidad del terreno reducida por efecto de la sobrecarga, el peso del suelo y el peso de la zapata. 3.3.2 Suelo: Son el producto del desgaste o desintegracin de las rocas de la corteza terrestre, debido a los agentes atmosfricos y a los diferentes procesos fsico-qumicos en la naturaleza.3.3.3 Roca: Son aquellas que estn formadas por minerales, y otras substancias slidas endurecidas, y slo pueden ser excavadas mediante taladros, cuas o explosivos.

3.3.4 Zonificacin: En sentido amplio, indica la divisin de un rea geogrfica en sectores homogneos conforme a ciertos criterios.

3.3.5 Cimentacin: es aquella parte de la estructura encargada de transmitir las cargas actuantes sobre la totalidad de la construccin al terreno.

3.4 Hiptesis La determinacin de la capacidad portante de los suelos de la localidad de Sauce del distrito de Sauce, permitir elaborar un mapa de zonificacin de suelos donde se presente informacin clasificada para los fines que se requiera.4. SISTEMA DE VARIABLES 4.1 Variable Independiente.

Eleccin de puntos y profundidad de muestreo.4.2 Variable dependiente.

Valor de la Capacidad portante del suelo de la localidad de Sauce.4.3 Variables Intervinientes

Factores de afectacin al clculo de la capacidad portante.5. METODOLOGA DE LA INVESTIGACIN

5.1 Tipo y nivel de Investigacin

La investigacin a realizar es de tipo DESCRIPTIVO - APLICADA.5.2 Diseo Experimental de la Investigacin

La presente investigacin se realizar en Gabinete y en el campo.El diseo de investigacin es el siguiente:

AntesDespus

XY

X :Situacin de la Investigacin en la fase de estudio

Y :Resultados de la investigacin con informacin precisa que formula la propuesta. ESTE CUADRO SE CONVIERTE EN UN EXQUEMA DE SECUENCIA RESUMIDO5.3 Indicadores de Estudio.

Para obtener los datos para hacer nuestro anlisis, es necesario realizar trabajo de campo para levantar la informacin requerida.5.4 Cobertura de la Investigacin

1.1.1 Universo y/o muestra.1.1.1.1 Universo.

Est conformada por los suelos del distrito de Sauce, Provincia de San Martn, Departamento de San Martn.

1.1.1.2 Muestra.

Corresponde a los suelos de la localidad de Sauce, Distrito de Sauce, Provincia de San Martn, Departamento de San Martn. 1.1.2 mbito Geogrfico

La investigacin se realizar en la localidad de Sauce, Distrito de Sauce, en la Provincia de San Martn, Regin San Martn.1.2 Fuentes Tcnicas e Instrumentos de Seleccin de Datos.

1.2.1 Fuentes Tcnicas

Para investigacin de campo y gabinete se utilizar las tcnicas de observacin, fichajes y manejo de informacin.

Para investigacin documental se utilizar: textos, libros y revistas de la Biblioteca Especializada de la FICA y Biblioteca Central de la UNSM, libros y revistas especializadas particulares, proyecto de tesis e informes de ingeniera relacionados al tema y tambin se har uso de la biblioteca virtual (INTERNET), normatividad y Reglamentos.Fuentes Tcnicas:

Investigacin de datos geolgicos. Planos a curvas de nivel Realizacin de calicatas (exploracin de suelos) Determinacin del mtodo adecuado a usarse en el clculo. Ensayos de laboratorio. Anlisis de datos. Elaboracin de un mapa de zonificacin. Determinacin del tipo de cimentacin.Instrumentos de Seleccin de Datos:

Recoleccin de datos geolgicos y de mecnica de suelos. Recoleccin de muestras de suelos. Recoleccin de datos obtenidos en laboratorio. Recoleccin y anlisis de resultados. Fuentes Informantes:

INGEMMET. Municipalidad Distrital de Sauce. Laboratorios de Mecnica de Suelos de la FICA-UNSM. INDECI.1.2.2 Instrumentos

1.2.2.1 Instrumentos bibliogrficos.

Se har uso de los libros y revistas que traten del tema en forma general y tambin de aquellos textos, tesis, informes, investigaciones afines y revistas que tocan el tema en forma particular.1.2.2.2 Instrumentos de laboratorio.

Todos los instrumentos que provea el Laboratorio de la FICA-UNSM.De ser necesario, se recurir a otros Laboratorios de la ciudad de Tarapoto.1.3 Procedimientos Para la recoleccin de Datos.

1. Se obtendrn informacin terica referente al tema en estudio.

2. Se proceder a organizar la informacin segn lo establecido por el reglamento de la UNSM-T.

3. Se tomar informacin de campo, correspondientes a exploracin de calicatas, toma de muestras, ensayos de laboratorio con el mtodo ms adecuado.4. Se proceder a determinar la capacidad portante y elaborar el mapa de zonificacin.5. Se obtendr el documento final.

1.4 Procesamiento y Presentacin de Datos

1.4.1 Procesamiento de Datos

Los valores obtenidos se ordenarn adecuadamente para poder formular el documento final.1.4.2 Presentacin de Datos

Los resultados de los ensayos de laboratorio, se presentarn de una forma ordenada, clasificando al suelo de acuerdo a sus caractersticas, mediante hojas de memoria de clculo, grficos.Los resultados se apoyarn en cuadros comparativos, mapas de zonificacin, los cuales permitirn definir en que zonas es recomendable construir, adems de elaborar un plan de usos de suelos.

6. ANLISIS E INTERPRETACIN DE DATOS Y RESULTADOS.Los anlisis e interpretacin de los resultados se harn de acuerdo a la informacin obtenida en las diferentes fases de la investigacin.

1.1 Contrastacin de Hiptesis

Para contrastar la hiptesis nos apoyaremos en la informacin obtenida, de la cual se podr establecer la correspondiente inferencia, haciendo uso de la Estadistica.

7. ASPECTOS ADMINISTRATIVOS1.2 Cronograma de ActividadesCRONOGRAMA

TIEMPO DE ACTIVIDADESMESES

123456

123412341234123412341234

Seleccin del Problemaxx

Planificacinxxxx

Rev. de Bibliografaxxxxx

Elaboracin del perfil de Tesis.xxx

Aprobacin de Proyecto de Tesisxxxxxx

Recoleccin de la Informacinxxxxxxxxxx

Procesamiento de Datosxxxxxxx

Anlisis e interpretacin de datos y resultados.xxxxxxx

Redaccin preliminar del informe.xxxxxx

Redaccin e impresin definitiva.xxx

1.3 Asignacin de RecursosITEMPARTIDAUND.CANT.COSTO UNITARIO (S/.)COSTO TOTAL (S/.)

1.00PERSONAL11,850.00

1.01Un Investigadormes61,500.009,000.00

1.02Un asesorglb.12000.002,000.00

1.03Una Secretariames1600.00600.00

1.04Un Asesor de Estadsticames0.5500.00250.00

2.00BIENES1085.00

Equipo de computoglb1800.00800.00

Lapicerosglb.19.009.00

USB (8gb)glb.19.009.00

Lpicesglb.15.005.00

Borradoresglb.13.003.00

Papel Bond A4millar250.00100.00

Ploteosglb.150.0050.00

Impresionesglb.1200.00200.00

3.00SERVICIOS1,390.00

Movilidadglb.1500.00500.00

Viticosglb.1300.00300.00

Fotocopiasglb.1100.00100.00

Encuadernacionesglb.1500.00500.00

4.00OTROS600.00

Imprevistosglb.1600600.00

GASTO TOTAL14,625.00

1.4 Presupuesto o costo del ProyectoEl costo total del Proyecto de Tesis es la suma de S/. 14,625.00 nuevos soles.1.5 FinanciamientoSer financiado con Recursos Propios del tesista.8. REFERENCIAS BIBLIOGRFICASBIBLIOGRAFA

BRAJA M., Das"Fundamentos de Ingeniera Geotcnica", Thomson Editores, cuarta edicin, 2001, Mxico. BRAJA M., Das"Principio de Ingeniera de Cimentaciones", Thomson Editores, cuarta edicin, 2001, Mxico. B. PECK, Ralph y otros"Ingeniera de Cimentaciones", Editorial Limusa, segunda edicin, 1990, Mxico. CAMPOS, Jorge y G. GermnTesis de grado: "Apoyo didctico al aprendizaje de la asignatura Mecnica de suelos I CIV 219", Universidad Mayor de San Simn, 2005, Bolivia. CRDOVA FLORES, RalInforme de Ingeniera: "Metodologa para la determinacin de la capacidad portante del suelo para la cimentacin del proyecto de la I.E N 0101 Luis Walter Alvarado Bartra, Distrito - Chazuta", 2010, Per. DUQUE E., Gonzalo y otrosArtculo: "Origen, formacin y constitucin del suelo", Universidad Nacional de Colombia sede Manizales, 2002, Colombia. FRATELLI, Mara Graciela"Suelos, fundaciones y muros", Bonalde Editores, primera edicin, 1993, Venezuela. HERRERA DELGADO, Jos R.Informe de Ingeniera: " Metodologa para la determinacin de la capacidad portante del suelo para la cimentacin de una vivienda unifamiliar ", 2010, Per. JIMNEZ FLORES, Jorge F.Tesis de grado: "Zonificacin de la capacidad portante del suelo del distrito de la Banda de Shilcayo", 2011, Per. JUREZ B., Eulalio y RICO R. A."Mecnica de Suelos", Tomo I, Editorial Limusa, tercera edicin, 2005, Mxico. LAMBE,T. WILLIAM y WHITMAN, MECANICA DE SUELOS, Editorial ROBERT V.

Centro Regional de Ayuda Tcnica, Agencia para el Desarrollo Internacional (AID), Mxico/Buenos Aires, 1972. L. BERRY, Peter. REID, David "Mecnica de Suelos". Editorial McGraw Hill, primera edicin, Argentina, 1993. MUELAS RODRIGUEZ, ngel Artculo: "Manual de mecnica de suelos y cimentaciones", U.N.E.D, Espaa. ROCHA SANDOVAL, Csar A. Tesis de grado: "Zonificacin de la capacidad portante del suelo del distrito de Morales ", 2010, Per.LINKOGRAFA www.wikipedia.org www.uned.es/dpto-icf/mecanica_del_suelo_y_cimentaciones

9. ANEXOSEsquema de Presentacin del Informe Final de Tesis:-Cartula

-Contra cartula

-Aprobacin de Textos

-Dedicatoria

-Agradecimientos

-ndice

-Resumen en Castellano

I.

INTRODUCCIN1.1Generalidades

1.2Exploracin preliminar orientando la investigacin

1.3Aspectos Generales del Estudio

II.

MARCO TERICO

2.1Antecedentes, planteamiento, delimitacin y formulacin del problema a resolver

2.2Objetivos: General y Especficos2.3Justificacin de la Investigacin2.4Delimitacin de la Investigacin

2.5Marco Terico:2.5.1Antecedentes de la Investigacin2.5.2Marco Terico o Fundamentacin Terica de la Investigacin2.5.3Marco Conceptual: terminologa bsica

2.5.4Marco Histrico

2.6Hiptesis a demostrar

III.

MATERIALES Y MTODOS

3.1Materiales

3.1.1Recursos Humanos

3.1.2Recursos Materiales

3.1.3Recursos de equipos

3.1.4Otros recursos

3.2Metodologa:

3.2.1Universo, Muestra, Poblacin3.2.2Sistema de Variables3.2.3Diseo Experimental de la Investigacin3.2.4Diseo de Instrumentos3.2.5Procesamiento de la Informacin

3.2.6Otros

IV.

RESULTADOS

V.

ANLISIS Y DISCUSIN DE RESULTADOS

5.1Seleccin de alternativas5.2Contrastacin de Hiptesis

VI.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

6.1Conclusiones

6.2Recomendaciones

VII.BIBLIOGRAFA

VIII.ANEXOS

Tarapoto, 17 de Aosto del 2013.

CARTA S/N-2013/SSQ-AKK.-

Seor

DR. ING SERBANDO SOPLOPUCO QUIROGA

Decano de la FICA.

Presente.-

Asunto:Presentacin de Perfil de Proyecto de Tesis para Titulo Profesional de Ingeniero Civil.

Ref.:Reglamento de Titulacin por Tesis.Mediante la presente me dirijo a Ud., a fin de saludarle cordialmente y a la vez manifestarle que de conformidad con lo dispuesto por el Reglamento de Grados y Ttulos de la UNSM-T, estoy haciendo llegar mi Perfil de Proyecto de Tesis denominado ZONIFICACIN DE LA CAPACIDAD PORTANTE DEL SUELO DE LA LOCALIDAD DE JAUJA, DISTRITO DE JAUJA, PROVINCIA DE SAN MARTN, REGIN SAN MARTN, a fin de que se le de la conformidad, de manera que pueda empezar a desarrollarlo y poder optar el Ttulo Profesional de Ingeniero Civil por la modalidad de Sustentacin de Tesis Profesional.

Asimismo, comunico que este trabajo ser desarrollado con la Asesora del DR. ING SERBANDO SOPLOPUCO QUIROGA, Profesor Principal a D. E. de la FICA, a efectos de la oficializacin correspondiente.

Sin otro particular, me suscribo de Ud.

Atentamente,

BACH.ANDERSON KELVIN KENEDY DR. ING SERBANDO SOPLOPUCO QUIROGA

Graduando

VB Asesor

cc. ArchivoPI = LL - PL

LAMBE, T. WILLIAM y WHITMAN, ROBERT V., MECANICA DE SUELOS, Editorial Centro Regional de Ayuda Tcnica, Agencia para el Desarrollo Internacional (AID), pg. 7.

Rocha Sandoval, Cesar Augusto, Zonificacin de la capacidad portante del suelo del distrito de Morales, Tesis de Grado.

Jimnez Flores, Jorge Fernando, Zonificacin de la capacidad portante del suelo del distrito de la Banda de Shilcayo, Tesis de grado.

Herrera Delgado, Jos Ronald, Metodologa para la determinacin de la capacidad portante del suelo para la cimentacin de una vivienda unifamiliar, Tesis de Grado.

Crdova Flores Ral, Metodologa para la determinacin de la capacidad portante del suelo para la cimentacin del proyecto de la I.E N 0101 Luis Walter Alvarado Bartra, Distrito - Chazuta, Informe de ingeniera.

Braja M. Das, Fundamentos de Ingeniera Geotcnica, pg. 1.

Ralph B. Peck, Walter E. Hanson, Thomas H. Thornburn, Ingeniera de Cimentaciones, pg. 29.

Eulalio Juarez Badillo, Mecnica de Suelos, Tomo I, pg. 34.

Gonzalo Duque E., Carlos E. Escobar, Origen formacin y constitucin del suelo, pg. 3.

Gonzalo Duque E., Carlos E. Escobar, Origen formacin y constitucin del suelo, pg. 1.

Muelas Rodrguez, Angel, Manual de mecnica de suelos y cimentaciones, Cap 1, pg. 3

Campos, Jorge y Guardia, Germn, Tesis Apoyo didctico al aprendizaje de la asignatura Mecnica de Suelos I CIV-219, pg. 4-11.

Peter L. Berry, David Reid, Mecnica de suelos , pg. 14

Gonzalo Duque E., Carlos E. Escobar, Origen formacin y constitucin del suelo, pg. 8-11.

Jorge Campos, Germn Guardia, Tesis Apoyo didctico al aprendizaje de la asignatura Mecnica de Suelos I CIV-219, pg. 29-36.

Braja M. Das, Principio de Ingeniera de Cimentaciones, pg.15-16.

Jorge Campos, Germn Guardia, Tesis Apoyo didctico al aprendizaje de la asignatura Mecnica de Suelos I CIV-219, pg. 54-67.

Cdigo tcnico de la Edificacin, Documento de seguridad estructural y cimentaciones, pg. 21-26.

es.wikipedia.org/wiki/Capacidad_portante.

es.wikipedia.org/wiki/Cimentacin

Harmsen, Teodoro E., Diseo de estructuras de concreto armado, pg. 325.

Fratelli, Mara Graciela, Suelos, fundaciones y muros. Pg. 11.

es.wikipedia.org/wiki/Zonificacin

J. Calavera, Clculo de estructuras de cimentacin, pg. 13.