Mecánica de Suelos

“La Mecánica de Suelos llegó a la frontera entre la ciencia y el arte. Yo uso el término "arte" para indicar los procesos mentales que conducen a resultados satisfactorios sin la ayuda del razonamiento lógico paso-a-paso... Para adquirir la competencia en el campo de la ingeniería de movimientos de tierra hay que convivir con el suelo. Uno debe amarlo y observar su desempeño no sólo en el laboratorio sino también en el campo, para familiarizarse con muchas de sus múltiples propiedades que no están descritas en los registros de perforación ... " 

Karl Terzaghi, 4º Congreso Internacional de Mecánica de Suelos, Inglaterra, 1957  

Mecánica de SuelosEl objetivo de la Mecánica de Suelos es el de analizar, comprender y predecir el comportamiento del suelo para ser usado como material de construcción, o como base de sustentación de las diversas obras de ingeniería.

Mecánica de SuelosOBRAS INGENIERIA VIAL

PAVIMENTACION

2. Explotación de canteras, extracción del material granular. Se siguen realizando controles de calidad, se puede presentar variaciones en el estrato de la cantera y con ello la disminución de calidad del material.

1. El material de cantera pasa por una serie de ensayos en laboratorio de mecánica de suelos para determinar su calidad y comprobar si puede ser empleado en obra.

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PAVIMENTACION

3. Carguío y transporte del material granular de la cantera a obra, material que granular que cumplió con los requerimientos establecidos.

4. Material granular puesto en obra, Motoniveladora CAT 140k esparciendo y nivelando el material el cual constituirá la estructura del futuro pavimento.

Mecánica de SuelosOBRAS INGENIERIA VIAL

PAVIMENTACION5. Compactación del material granular, el cual constituirá la base granular del pavimento. Para la selección del equipo y sus características es necesario conocer las características del suelo, rodillo vibratorio para suelos granulares y rodillo con patas de cabra para suelos cohesivos. Además de la energía de compactación que el material requiere para una adecuada compactación.

Mecánica de SuelosOBRAS INGENIERIA VIAL

PAVIMENTACION

5. Densidad in situ, Izquierda toma de densidad mediante el cono de arena, y foto de la derecha densímetro nuclear.

Mecánica de SuelosOBRAS INGENIERIA VIAL

PAVIMENTACION

6. Imprimacion asfaltica sobre la base granular.

Mecánica de SuelosOBRAS INGENIERIA VIAL

PAVIMENTACION

6. Colocación de la carpeta asfáltica.

MOVIMIENTO DE TIERRAS

CIMENTACIONES

CIMENTACIONES

Mecánica deIMPORTANCIALa importancia de

Suelos

los estudios de la mecánica de suelos

radica en elcapacidad

hecho

deque

si

se

sobrepasan

los

límites

de

laa

resistente

del

suelo

o si,

aún

sin

llegar

ellos,

lasdeformacio

nessecundarios en

son considerables, se

pueden producir esfuerzoslos miembros estructurales, quizás

no tomados enconsideración en el diseño,produciendo a su vez deformacionesimportantes,

fisuras,

grietas,

alabeo odesplomos

que

puedenproducir, en casos

extremos, elabandono.

colapso de la obra o

su

inutilización

y

La Torre de Pisa, ejemplo de un problema originadopor deformaciones importantes.

Mecánica de SuelosCimentacionesLa Mecánicadeformación

de Suelos se interesa por la estabilidad del suelo, por suy por el flujo de agua, hacia su interior, hacia el exterior

y a través

de

su

masa,tomando

encuenta

que

resulteeconómicamente factible usarlo como material

de construcción.

Concepto del término suelo desde el punto de vista de la ingeniería

Karl Terzaghi, se llama suelo a todo agregado natural departículas minerales separables porintensidad, como agitación en agua.

medios mecánicos de pocaPor el contrario, roca es un

agregado de minerales unidos por fuerzas cohesivas poderosas ypermanentes.

Suelo es una delgada capa de la corteza terrestre de material que proviene de la desintegración y/o alteración física y/o química de las rocas y que pueden haberse quedado en el sitio o haber sido transportados, por el aire, agua o la gravedad.

CONCEPTO DEL TÉRMINO SUELO DESDE ELPUNTO DE VISTA INGENIERIL

Como elemento soporte de las cimentacionesEl análisis de las particularidades del suelo o terreno comoelemento soporte de los diferentes tipos de cimentaciones de lasedificaciones, es un estudio particularizado de su estructura ycomponentes físico-químicos y el comportamiento de estos antelas cimentaciones superficiales, profundas, con cargas estáticas o dinámicas aplicadas sobre el mismo.

CONCEPTO DEL TÉRMINO SUELO DESDE EL PUNTODE VISTA INGENIERILComo elemento estructuralEn toda obra de tierras y en especial en las de carácter industrial serealizan rellenos (terraplenes); se hacen obras de sostenimiento o contención; se realizan excavaciones superficiales y subterráneas; se crean infraestructuras para las obras viales, propias o inducidas de la

industria y en todas ellas elelemento estructural.

suelo o terreno juega un papel como

CARACTERÍSTICAS DE LOS SUELOS

Medio natural con propiedades inherentes.

Diferentes tipos de suelos.

Comportamientos del suelo

depende de

presión, medio físico.

Mayoría de suelos son muy susceptibles a alterarse.

tiempoy

Comportamiento en laboratoriopuede ser diferente alde

campo

CRITERIOS

Propiedades

deben ser determinadas

para

cada

caso.

Representatividad de las muestras.

Representatividad de los

ensayos. Agrupamiento se

suelos: arcillas y arenas.

Algunas propiedades deben ser

fijadas.

IDENTIFICACIÓN DEL SUELO

Para la completa identificación de un

ingeniero necesita saber lo siguiente:

suelo o terreno el

granulometría

forma

composición química de las partículas

las fracciones coloidales y sedimentables

que contiene.

Caracterización del Suelos

INTRODUCCION A LA GEOLOGIA

Desde el punto de vista delingeniero civilfragmentada, representa la visible, que no

representa la rocade todo tipo ycorteza terrestresupera los 80 mts

a la sus

de profundidad, hasta dondefecha han llegadocimentaciones.

Lacimentación

de este edificioes la más grande jamásconstruida, ya que tiene unsistema de varillas de 1,5 metrosde diámetro en su base y más de50 metros de profundidad

VENECIA es quizás uno de los ejemplos más notables de la cimentación por medio de pilotes de madera

Puertas y ventanas que se traban o están descuadradas, ocon dificultades para abrir o cerrar.

Grietas nuevas o grietas visiblemente reparadas en laestructura y en obras exteriores

Desniveles entre pisos y terreno.El terreno ha bajado dejando el piso al aire en algunos sectores

Depresiones en el terreno.Un jardín en áreas planas o en pendiente, normalmente no debetener formas onduladas.

Levantamientos del terreno y de aceras.A veces estos levantamientos son debidos a raíces de árboles.Si esto no es evidente, pueden ser por expansión del suelo

Grietas en el suelo en forma de media luna.Las grietas en el terreno siempre son indicio de algún problemageotécnico

Terreno con topografía original escalonada.Indicio de movimientos antiguos que pueden reactivarse,o de un movimiento actual lento pero continuo.

Escarpas que muestran suelo “fresco” o escarpas viejos cubiertos porvegetación Estas son evidencias claras de deslizamientos

Muros, cercas, postes, o cualquier otra cosa que no esté aplomadao alineada en su forma natural Estos son indicios de que el terrenose está moviendo, arrastrando o empujando obras enterradas

Árboles inclinados: son indicadores menos confiables demovimientos, pues tienden a doblarse en búsqueda de la luz solar.Cuando se presentan muy inclinados o inclinados en diferentes direcciones, pueden ser indicio de deslizamientos o reptación superficial.

Taludes verticales o con pendientes abruptas. Los taludes puedenlucir estables, pero la descomposición con el tiempo de los materialesque los constituyen, puede originar su deslizamiento.

Desprendimiento de material del talud.Se considera uno de los indicios más evidentes, pero su relevanciadebe ser determinada por un especialista

Formación de cárcavas o surcos de erosión por aguas de escorrentía.Aunque aparenta ser un problema superficial, puede causar otros másgraves

Huecos en el terreno similares a cuevas de roedores.Son el producto de erosión interna, causada por agua infiltrada

Socavación del pie de laderas por ríos y quebradas. Este procesopuede originar el deslizamiento progresivo de la ladera

Sobrecargas en la parte superior de taludes.Como construcción de muros y rellenos

Colocación de rellenos sobre laderas

Cortes al pie de taludes para ganar área de construcción o dejardines y recreación

Alteración de las condiciones naturales de las aguas, comoobstrucción de cauces, eliminación de la cobertura vegetal,terraceos que impiden el flujo y favorecen la infiltración

Humedad o filtraciones en sótanos u otras áreas, manantiales alpie de taludes. Pueden deberse a aguas propias del terreno o arupturas de tuberías y tanques de almacenamiento

Riego excesivo de jardines

Colocación de tuberías sobre materiales de relleno sincompactación adecuada.

Siembra de árboles que desarrollan raíces gruesas y extensas