MODULO DE MECANICA DE SUELOS APLICADA.1. Indicar la metodologa para realizar el planeamiento de una exploracin geotcnica con fines de cimentaciones superficiales y profundas.Una exploracin geotcnica es la recopilacin de informacin necesaria para realizar un anlisis adecuado e integral de la zona de estudio. Objetivo: Determinar la ubicacin y espesor de los estratos de suelo. Ubicar la napa de agua. Determinar la profundidad de la roca basal y sus caractersticas Obtencin de muestras para su posterior caracterizacin. Llevar a cabo ensayos en terreno y/o en el laboratorio para definir problemas especiales que puedan generarse durante o despus de la construccin.

Metodologa de un Estudio Geotcnico.

1. Recopilacin de Informacin: Hidrologa, Geologa, Sismicidad, Topografa, etc.

2. Reconocimiento geolgico y de sitio: interpretacin del origen y formacin de suelos, evaluacin geolgica, interpretacin de posibles condiciones del subsuelo.

3. Planificacin de la exploracin y muestreo: Permite ubicar y cuantificar el nmero de sondajes y optimizar el muestreo.

4. Ejecucin de la exploracin y muestreo: Ejecucin de sondajes y obtencin de muestras disturbadas e inalteradas.

5. Ejecucin de ensayos de laboratorio: Para la determinacin de los parmetros de los materiales.

6. Interpretacin de la investigacin geotcnica: Evaluacin de los datos de campo y laboratorio.

7. Anlisis y diseo geotcnico.

2. Indicar los tipos de suelos arenosos segn clasificacin SUCS y sus caractersticas. Teniendo en cuenta que en la naturaleza existe una gran variedad de suelos, la ingeniera de suelos ha desarrollado algunos mtodos de clasificacin de los mismos. Cada uno de estos mtodos tiene prcticamente, su campo de aplicacin segn la necesidad y uso que los haya fundamentado.El objetivo de la clasificacin de suelos es de ordenarlos en grupos en base a su granulometra, esto nos facilita la comparacin de sus propiedades entre distintos tipos de suelos.La clasificacin del suelo es de suma importancia para la creacin del modelo geotcnico y el diseo de cimentaciones en un terreno en especfico, debido a que se requiere conocer el tipo de suelo en el lugar a realizar la futura obra de ndole civil.Existen dos mtodos estndar de clasificacin se suelos segn su granulometra que son:Sistema de clasificacin segn SUCS (Sistema Unificado de Clasificacin de Suelos). La clasificacin SUCS se usa para cimentaciones.

Clasificacin de suelos mtodos SUCSEste sistema clasifica los suelos en dos amplias categoras: suelos de grano grueso que son de naturaleza tipo grava y arenosa con menos del 50% pasando la malla 200 y los suelos de grano fino con 50% o ms pasando la malla 200.

Para clasificar apropiadamente un suelo utilizando este sistema, deben conocerse lo siguiente: El porcentaje de grava, el porcentaje de arena, el porcentaje de limo y arcilla Los coeficientes de uniformidad y curvatura El lmite lquido e ndice de plasticidad.

Los primeros cinco datos se obtienen a partir de un anlisis granulomtrico.El mtodo SUCS presenta diversa nomenclatura; para suelos granulares, las siglas son G (grava), S (arena), W (bien graduada) y P (mal graduada).

4. Cules son los ndices de plasticidad en los diferentes tipos de suelos arcillosos?ndice de Plasticidad IPAtterbergdefini el ndice de plasticidad para describir el rango de contenido de humedad natural sobre el cual el suelo era plstico. El ndice de plasticidad IP, es por tanto numricamente igual a la diferencia entre el lmite lquido y el lmite plstico:IP = LL - LPEl ndice de plasticidad es til en la clasificacin ingenieril de suelos de grano fino y muchas propiedades de ingeniera se han correlacionado de forma emprica con este. Un suelo con un IP =2 tiene una gama muy estrecha de plasticidad, por el contrario, un suelo con un IP =30 tiene caractersticas plsticas muy elevadas.PLASTICIDADDESCRIPCION DEL SUELORANGO IP

NULASUELOS LIBRE DE ARCILLA: Limo0 - 3

BAJASUELOS POCO ARCILLOSOS: (Limo con trazas de arcilla)4 - 7

MEDIASUELOS ARCILLOSO: (Limo arcilloso, Arcilla limosa, Arcillas y limos orgnicos)7 - 20

ALTASUELOS MUY ARCILLOSOS: (Arcilla limosa, Arcilla)> 20

6. Carctersticas y parmetros que se requieren para evaluar materiales de afirmado para sub-base y base.a) SUB BASE DE AFIRMADO O MATERIAL GRANULARSe denomina sub base a la capa intermedia de la estructura de un pavimento ubicado entre la subrasante y la capa de base, sus funciones son econmicas y estructurales con las siguientes caractersticas:

Distribuir las cargas solicitantes, de manera que sobre las subrasantes actan presiones compatibles con la calidad de sta. Absorber las deformaciones en las subrasantes, debido a cambio volumtricos. Servir de dren para evacuar el agua que se infiltra desde arriba o impedir la ascensin capilar hacia la base.

Los materiales que se usarn como sub base sern de afirmado suelos granulares del tipo A-1-a o A-1-b del sistema de clasificacin AASHTO clasificacin en el Tamiz ITINTEC 339.116 debiendo cumplir con los requisitos de granulometras exigidas al igual que la considerada para Bases.

b) BASE DE AFIRMADO O MATERIAL GRANULAREl afirmado se presenta como capa de material selecto procesado o semiprocesado de acuerdo a diseo, que se coloca sobre la subrasante sub base. Funciona como capa de rodadura y de soporte al trfico en vas no pavimentadas. La Base es un elemento bsicamente estructural que cumple las siguientes funciones : Ser resistente y distribuir adecuadamente las presiones solicitantes. Absorber las deformaciones de la subrasante debido a cambios volumtricos. Servir de dren para evacuar el agua que se infiltra desde arriba (capa de rodadura) o impedir la ascensin capilar proveniente del subsuelo hacia la base.

Los materiales que se usarn como base sern selectos, provistos de suficiente cantidad de vacos para garantizar su resistencia, estabilidad y capacidad de drenaje.Los agregados para la construccin del afirmado debern ajustarse a alguna de las siguientes parametros granulomtricas:-C.B.R. mnimo 80 % en base, 30 % en sub base -Lmite Lquido menor de 25 % en base y mximo 25 % en sub base-Indice de plasticidad menor de 5% en base y mximo 6% en sub base -Equivalencia de arena mnimo 50 % en base y 25 % en sub base-Desgaste de abrasin menor de 50% en base

Para verificar la calidad del material, se utilizar las siguientes Normas de control:a)Granulometra (AASHTO T88, ASTM D-422, NTP 339.128)b)Lmites de consistencia (AASHTO T89/90, ASTM D-1423/24)c)Clasificacin por el sistema AASHTOd)Ensayo C.B.R. (ASTM 1883, NTP 339.145)e)Proctor modificado (AASHTO T80, mtodo D)7. Indicar cuales son los porcentajes de compactacin en funcin a normas tcnicas peruanas para el control de la sub-rasante, sub-base y base granular de una estructura peruana.CONTROL Y TOLERANCIAS La Supervisin de la Obra es la responsable por la ejecucin de las pruebas y por el cumplimiento de las exigencias de esta Norma.

a) En la Sub-rasante:

La humedad de compactacin no deber variar en 2% del Optimo Contenido de Humedad a fin de lograr los porcentajes de compactacin especificados.

Se comprobara la compactacin. El grado de compactacin requerido ser del 95% de su Mxima Densidad Seca Terica Proctor Modificado (NTP 339.141:1999) en suelos granulares y del 95% de su Mxima Densidad Seca Terica Proctor Estandar (NTP 339.142:1999) en suelos finos.

Para el caso de reas de difcil acceso, se compactar con plancha vibratoria hasta alcanzar los niveles de densificacin arriba indicados.

La frecuencia de estos ensayos, ser determinada por la Supervisin y en todo caso es obligatoria cuando exista un evidente cambio en el tipo de suelo de la capa subrasante.

b) En la Sub-base y Base Granulares:

Para la construccin de afirmados y sub bases granulares, los materiales sern agregados naturales procedentes de excedentes de excavaciones o canteras clasificados y aprobados por el Supervisor o podrn provenir de la trituracin de rocas y gravas, o podrn estar constituidos por una mezcla de productos de ambas procedencias.

Los materiales para base granular solo provendrn de canteras autorizadas y ser obligatorio el empleo de un agregado que contenga una fraccin producto de trituracin mecnica. En ambos casos, las partculas de los agregados sern duras, resistentes y durables, sin exceso de partculas planas, blandas o desintegrables y sin materia orgnica, terrones de arcilla u otras sustancias perjudiciales. Sus condiciones de limpieza dependern del uso que se vaya a dar al material.

El grado de compactacion de Base y Sub-base, sera como minimo del 100 % de la Maxima Densidad Seca obtenida en el ensayo Proctor Modificado.

Para sub bases y bases la compactacin se utilizaran planchas vibratorias, rodillos vib. o algn equipo que permita alcanzar la densidad especificada.8. Qu informacin nos brinda los ensayos de Proctor Modificado y Californian Bearing Rattio (CBR%) para evaluar la Sub-rasante de una pavimentacin?a) Ensayo de Proctor Modificado (obtencin de humedad optima):

Conocer el contenido de humedad ptimo es de mucha importancia ya que es de gran utilidad a la hora de buscar una solucin para mejorar las propiedades de resistencia al cortante, densidad y otras del suelo.

La humedad ptima de compactacin es aquella humedad (%de agua) para la cual la densidad del suelo es mxima, es decir la cantidad de agua que hemos de aadir a un suelo para poderlo compactar al mximo con una energa concreta.

El ensayo de Proctor modificado nos ayuda a representar en el laboratorio las tcnicas de compactacin utilizadas en campo.

PROCTOR ESTNDARPROCTOR MODIFICADO

Numero de golpes2525

Numero de Capas35

Peso del Pistn2.5 kg4.5 kg

Altura de Caida30.5 cm45.7 cm

Diametro del Molde10.2 cm15.24 cm

Volumen del Molde943.3 2124

b) Californian Bearing Rattio (CBR%):

Mide la resistencia al esfuerzo cortante de un suelo y para poder evaluar la calidad del terreno para subrasante, subbase y base de pavimentos.

Los ensayos de CBR se hacen usualmente sobre muestras compactadas al contenido de humedad ptimo para un suelo especfico

Se aplica para evaluacin de la calidad relativa de suelos de subrasante, algunos materiales de sub - bases y bases granulares.

Los valores del ndice C.B.R van 0 a 100 cuanto mayor es su valor mejor es la capacidad portante del suelo

El ensayo de CBR se utiliza para establecer una relacin entre el comportamiento de los suelos principalmente utilizados como bases y subrasantes bajo el pavimento de carreteras y aeropistas, la siguiente tabla muestra una clasificacin tpica:

10. Indicar los tipos de cimentacin profunda y sus caractersticas fundamentales. Muros Pantalla: Los Muros Pantalla constituyen un tipo de Cimentacin Profunda muy usada en edificios de altura, que acta como un muro de contencin y brinda muchas ventajas por ahorro de costes y mayor desarrollo en superficies.Es la tipologa de Cimentaciones ms difundida en reas urbanas para edificios con stano en un predio entre medianeras, en parkings y a modo de barreras de contencin de agua subterrnea en tneles y carreteras.El muro pantalla es un muro de contencin que se construye antes de efectuar el vaciado de tierras, y transmite los esfuerzos al terreno. Estos elementos estructurales subterrneos se emplean tambin en forma temporal para la contencin y retencin de paredes.

Pilotes: El Pilote o sistema por pilotaje, es un tipo de cimentacin profunda de tipo puntual, que se hinca en el terreno buscando siempre el estrato resistente capaz de soportar las cargas transmitidas.Son elementos esbeltos que se emplean para transmitir las cargas de la superestructura y peso propio a travs de estratos de suelo de baja capacidad de carga hasta suelos ms profundos o estratos de rocas que posean la resistencia requerida.

Pilas: Son elementos de cimentacin profunda con secciones mayores que la de los pilotes, las cuales tambin transmiten al subsuelo las cargas provenientes de una estructura y de la misma cimentacin con el propsito de lograr la estabilidad del conjunto.

11. Cules son los fines principales para una cimentacin profunda con pilotes? Para transmitir las cargas de los edificios a mayor profundidad hasta los estratos de suelos ms resistentes, conocindose estos como pilote de punta.

Proporcionar el anclaje adecuado a ciertas estructuras (como tablestacados) o resistir fuerzas laterales (caso de pilas de puentes) ya sean de suelo u otro material.

Aumentar las fuerzas resistivas a varias estructuras a fin de contrarrestar los momentos de volcadura o fuerzas de deslizamiento (caso de muros de contencin, cisternas y edificios cerca de taludes).

Evitar los efectos de la erosin o socavacin como en pilas de puentes, en muelles o atracaderos.

Proteger estructuras martimas como plataformas, muelles.

13. Cules son los factores geolgicos para que se originen deslizamientos del terreno? Los deslizamientos del terreno, desprendimientos de rocas son algunos de los procesos geolgicos ms comunes en la superficie de la Tierra. Forman parte del ciclo natural del terreno ya que la erosin y la gravedad actan constantemente para transportar materiales de las zonas ms altas hacia abajo.

Se producen deslizamientos cuando capas enteras de terreno se mueven sobre el material firme que tienen por debajo. En su movimiento siguen uno o varios planos de corte del terreno.

Los desprendimientos son fragmentos de roca que se separan de un talud y caen saltando por el aire en buena parte de su recorrido.

El que una ladera permanezca estable o sufra un deslizamiento depende de la unin de varios factores, entre los que estn:

Caractersticas del terreno.- Los lugares montaosos con pendientes fuertes son los que con ms facilidad sufren deslizamientos, aunque en ocasiones pendientes de muy pocos grados son suficientes para originarlos si la roca est muy suelta o hay mucha agua en el subsuelo.

Condiciones climticas.- En las regiones lluviosas suele haber espesores grandes de materiales alterados por la meteorizacin y el nivel fretico suele estar alto lo que, en conjunto, facilita mucho los deslizamientos.

Macizos rocosos con fallas y fracturas.- Tienen especial importancia en los desprendimientos. La mayora de las cadas de rocas y otros materiales tiene lugar en lugares en los que el terreno tiene abundantes fracturas y se ha ido produciendo erosin en la base de sus laderas. En estos lugares cuando llueve intensamente con facilidad se pueden producir desprendimientos.

Erosin.- Los ros, el mar u otros procesos van erosionando la base de las laderas y provocan gran cantidad de deslizamientos.

Expansividad de las arcillas.- Las arcillas tienen la propiedad de que al empaparse de agua aumentan su volumen. Esto supone que los terrenos arcillosos en climas en los que alternan periodos secos con otros hmedos se deforman y empujan taludes, rocas, carreteras, etc. provocando deslizamientos y desprendimientos.

Se conoce la accin de otros factores como terremotos, rocas calizas (estructuras krsticas), etc., que, en ocasiones, provocan movimientos del terreno, pero cuya importancia es comparativamente menor que los citados anteriormente.