TOMO I

SERVICIO NACIONAL DE INVESTIGACIN, NORMALIZACIN Y CAPACITACIN PARA LA INDUSTRIA DE LA CONSTRUCCIN

GERENCIA DE FORMACIN PROFESIONAL

PROYECTO D 36 2,001

BBAANNCCOO TTEEMMTTIICCOO DDEE

EENNCCOOFFRRAADDOOSS FFIIEERRRREERRAA

TTOOMMOO II

LLIIMMAA,, SSEEPPTTIIEEMMBBRREE DDEELL 22,,000022

SSEENNCCIICCOO BANCO TEMTICO NOVIEMBRE 2001 ENCOFRADOS FIERRERA

CONSEJO DIRECTIVO NACIONAL DEL SENCICO

CSAR ALVA DEXTRE

Presidente Ejecutivo

LIC. OSCAR ALARCN DELGADO

Vicepresidente del Consejo Directivo Representante de los Trabajadores de la Industria de la Construccin

DR. ANTONIO MANZUR BARRIOS

Representante del Ministerio de Educacin

DRA. MANUELA GARCA COCHAGNE

Representante del Ministerio de Trabajo y Promocin del Empleo

ING ANTONIO BLANCO BLSCO

Representante de la Universidad Peruana

SR. VICENTE APONTE NUEZ

Representante de los Trabajadores de la Industria de la Construccin

ING LUS ISASI CAYO

Representante de las Empresas Aportantes; designado por CAPECO

ING JUAN SARMIENTO SOTO

Representante de las Empresas Aportantes; designado por CAPECO

PRESENTACIN TOMO I

REFERENCIA: SENCiCO GERENCIA DE FORMACIN PROFESIONAL PROY D 36 2,001


GERENTE DE FORMACIN PROFESIONAL

ING NICOLS VILLASECA CARRASCO

EQUIPO DE TRABAJO

COORDINACIN PROYECTO : Prof. JOS ALBERTO MASAS CASTRO

COORDINACIN ELABORACIN : Prof. JOS ANTONIO BARRENACHEA SALINAS

ELABORACIN : Ing. FERMN JIMNEZ MURILLO Instr. GERMN ALBERTO PALOMINO GONZLES

DIAGRAMACIN FINAL : Prof. JOS ANTONIO BARRENACHEA SALINAS

SAN BORJA, SEPTIEMBRE DEL 2,002

PRESENTACIN TOMO I



PRESENTACIN

El presente documento denominado BANCO TEMTICO DE ENCOFRADOS FIERRERA; contiene informacin bibliogrfica adicional a las hojas de informacin tecnolgica del curso modular de encofrados fierrera.

El Banco Temtico tiene como propsito la estandarizacin del aprendizaje de los alumnos del nivel operativo y del nivel tcnico; as como de instructores y profesores, en el mbito nacional y por ende el desempeo laboral de los educandos o del desempeo docente de los segundos.

Permitir que instructores, profesores y alumnos de los cursos de calificacin ocupacional del nivel operativo y de los institutos de educacin superior, tengan al alcance informacin escrita adicional de consulta, que les permita estar actualizados o preparados. A instructores y profesores a diseos de cursos de capacitacin especfica no previstos y a los alumnos a los retos de las nuevas tecnologas, la solucin de problemas y el aprender a aprender.

Las informaciones tcnicas, que se presentan en siete (07) tomos, estn organizadas en 14 temas relacionados a un aspecto significativo de encofrados fierrera, provienen de diversas fuentes, sean autores o instituciones, la misma que consta en el documento.

Es necesario tener presente que la informacin que contiene el Banco Temtico, es nicamente para el uso en las Bibliotecas del SENCICO, como material de estudio o de consulta, por lo que est terminantemente prohibida su reproduccin parcial o total por cualquier medio.

Cabe sealar que el Banco Temtico, como todo documento educativo, ser motivo de reajustes permanentes, con la inclusin de temas complementarios a los existentes o de nuevos; por lo que para que cumpla su cometido, ser permanentemente actualizado. En tal sentido los aportes y sugerencias de los usuarios sern recibidos con el reconocimiento de la Gerencia de Formacin Profesional del SENCICO.

GERENCIA DE FORMACIN PROFESIONAL

PRESENTACIN TOMO I



INDICE

TOMO I A SUELOS A 01 Formacin y Propiedades de los Suelos para Cimentacin de Estructuras Tecnologa de la Constr. J. Pacheco Z. - SENCICO 01 al 07 A 02 Construccin de Estructuras - Manual de Obra - H. Gallegos y otros - CAPECO 08 al 13 A 03 Tablas Tcnicas - Agenda del Constructor 14 al 21 A 04 Mecnica de Suelos - Procedimientos Constructivos en Albailera III - A. Odar C. - SENCICO 22 al 27 A 05 Suelos y Estabilizacin - La Construccin con Tierra - SENCICO 28 al 34 A 06 Caractersticas de Suelos y Rocas - Biblioteca del Ingeniero Civil - Tomo V - Fletcher / Smoots - Limusa 35 al 40

B MOVIMIENTO DE TIERRAS B 01 Los Movimientos de Tierras - Tecnologa de la Construccin - G.Baud 01 al 30 B 02 Excavaciones - Biblioteca del Ingeniero Civil - Tomo - Fletcher / Smoots - Limusa 31 al 37 B 03 Apuntalamientos y Arriostramientos - Biblioteca del Ingeniero Civil Tomo - Fletcher / Smoots - Limusa 38 al 47 B 04 Rellenos - Biblioteca del Ingeniero Civil - Tomo - Fletcher / Smoots - Limusa 48 al 52

C TRAZADO Y REPLANTEO - NIVELACION C 01 Trazado y Excavacin de Cimientos Cimientos - A. Hidalgo B. - CEAC 01 al 10 C 02 Trazado y Replanteo, Niveles de Obra - El maestro de obra - J. Pacheco Z. - SENCICO 11 al 23

D CIMENTACIONES D 01 Construccin de los Cimientos Cimientos - A. Hidalgo B. - CEAC 01 al 23 D 02 Clculo de Dimensiones Cimientos - A. Hidalgo B. - CEAC 24 al 29 D 03 Pilotes Cimientos - A. Hidalgo B. - CEAC 30 al 38 D 04 Lesiones y Reparacin de Cimientos Cimientos - A. Hidalgo B.- CEA 39 al 53 D 05 Las Cimentaciones - Tecnologa de la Construccin - G.Baud 54 al 89 D 06 Patologa de las Cimentaciones - Cimentaciones. de Concreto Armado en Edificaciones C. Casabonne ACI - Per 90 al 102 D 07 Cimentaciones - Biblioteca del Ing. Civil - Tomo V - Fletcher Smoots - Limusa 103 al 111 D 08 Asentamientos - Biblioteca del Ing. Civil - Tomo V - Fletcher Smoots - Limusa 112 al 117 D 09 Cimentaciones en Pilotes - Biblioteca del Ing. Civil - Tomo V - Fletcher Smoots - Limusa 118 al 129 D 10 Resistencia del Terreno Generalidades sobre Cimentaciones. - Manual Bsico del Ingeniero Residente - R. Castillo A. - CAPECO 130 al 136 D 11 Cimentacin o Fundacin - Manual Bsico del Ingeniero Residente - R. Castillo A. - CAPECO 137 al 144

TOMO II D 12 Cimentacin - Enciclopedia de la Construccin - H. Schmith - Limusa 145 al 185 D 13 Cimentaciones Profundas Pilotes - Cimentaciones de Concreto .Armado en Edificaciones J. Alva H. - ACI - Per 186 al 193 D 14 Diseo de Calzaduras - Cimentaciones de Concreto Armado en Edificaciones - C. Casabonne - ACI - Per 194 al 198

D 15 Fundaciones - Manual del Arquitecto y del Constructor - Kidder Parker - UTEHA 199 al 283 D 16 Cimentaciones Para Edificios Poco Pesados - Manual del Arquitecto y del Constructor Kidder Parker - UTEHA 284 al 305

E CONCRETO E 01 Concreto - Construccin de Estructuras - Manual de Obra - H. Gallegos y otros - CAPECO 01 al 13 E 02 Tecnologa del Concreto - El Maestro de Obra - J. Pacheco Z. - SENCICO 14 al 23 E 03 La Naturaleza del Concreto y Materiales - Tecnologa del Concreto - E. Rivva L. - ACI - Per 24 al 42 E 04 Pisos y Losas - Tecnologa de la Construccin - G.Baud 43 al 62 E 05 Probetas de Concreto - CEMENTO - Boletn Tcnico ASOCEM 63 al 65 E 06 Curado del Concreto - CEMENTO - Boletn Tcnico - ASOCEM 66 al 68 E 07 El Ensayo de Consistencia del Concreto - CEMENTO - Boletn Tcnico - ASOCEM 69 al 72 E 08 Aditivos para el Concreto - CEMENTO - Boletn Tcnico - ASOCEM 73 al 75 E 09 Mezclado del Concreto - CEMENTO - Boletn Tcnico- ASOCEM 76 al 78 E 10 La Contaminacin de los Agregados - CEMENTO - Boletn Tcnico - ASOCEM 79 al 82 E 11 Caractersticas fsicas de los agregados - CEMENTO - Boletn Tcnico - ASOCEM 83 al 86

PRESENTACIN TOMO I



E 12 Testigos del Concreto Endurecido - CEMENTO - Boletn Tcnico - ASOCEM 87 al 88 E 13 El Concreto Pesado - CEMENTO - Boletn Tcnico - ASOCEM 89 al 90 E 14 Aplicaciones Diversas del Concreto - CEMENTO - Boletn Tcnico - ASOCEM 91 al 92 E 15 Agua de Amasado y Curado para Concreto - CEMENTO - Boletn Tcnico - ASOCEM 93 al 94 E 16 La vigencia de los pavimentos de Concreto - CEMENTO - Boletn Tcnico - ASOCEM 95 E 17 El Concreto Premezclado - CEMENTO - Boletn Tcnico - ASOCEM 96 al 98 E 18 El bloque de concreto en albailera - CEMENTO - Boletn Tcnico - ASOCEM 99 al 101 E 19 El Cemento Prtland y su Aplicacin en Pavimentos - CEMENTO - Boletn Tcnico - ASOCEM 102 al 104 E 20 Muros de Contencin con Bloques de Concreto - CEMENTO - Boletn Tcnico - ASOCEM 105 al 106 E 21 El Concreto Fast Track en Recuperacin y Rehabilitacin de Pavimentos CEMENTO - Boletn Tcnico - ASOCEM 107 al 111 E 22 La Resistencia a la Traccin del Concreto - CEMENTO - Boletn Tcnico - ASOCEM 112 al 114 E 23 Evaluacin del Concreto por el Esclermetro - CEMENTO - Boletn Tcnico - ASOCEM 115 al 117 E 24 Pruebas de Carga de Estructuras - CEMENTO - Boletn Tcnico - ASOCEM 118 al 120 E 25 La Forma de los Agregados - CEMENTO - Boletn Tcnico - ASOCEM 121 al 122 E 26 El Fraguado en el Concreto - CEMENTO - Boletn Tcnico - ASOCEM 123 al 124 E 27 Sper Plastificantes - CEMENTO - Boletn Tcnico - ASOCEM 125 al 126 E 28 Tipos de Pavimentos de Concreto - CEMENTO - Boletn Tcnico ASOCEM 127 al 129 E 29 Almacenamiento del Cemento y Agregados en Obra - CEMENTO - Boletn Tcnico - ASOCEM 130 E 30 Materiales (Para Concreto) - Diseo de Estructuras de Concreto - Nilson / Winter - McGraw Hill 131 al 148 E 31 Conceptos Generales del Concreto y los Materiales para su Elaboracin - Tpicos de Tecnologa del Concreto - E. Pasquel C. 149 al 150 E 32 El Cemento Prtland - Tpicos de Tecnologa del Concreto - E. Pasquel C. 151 al 169

TOMO III E 33 El Agua en el Concreto - Tpicos de Tecnologa del Concreto - E. Pasquel C. 170 al 173 E 34 Los agregados para el Concreto - Tpicos de Tecnologa del Concreto - E. Pasquel C. 174 al 194 E 35 Aditivos para el Concreto - Tpicos de Tecnologa del Concreto E .Pasquel C. 195 al 201 E 36 Propiedades Principales del Concreto - Tpicos de Tecnologa del Concreto - E. Pasquel C. 202 al 207 E 37 La Durabilidad del Concreto - Tpicos de Tecnologa del Concreto - E. Pasquel C. 208 al 220 E 38 Materiales (Para Concreto) - Diseo Simplificado de Concreto Reforzado - H. Parker - LIMUSA 221 al 224 E 39 Proporcionamiento y Mezclado - Diseo Simplificado de Concreto Reforzado -H. Parker - LIMUSA 225 al 233 E 40 Poliestireno expandido - Catlogo de Aislador 234 al 236

F ENCOFRADOS F 01 Encofrados - El Maestro de Obra - J. Pacheco Z. - SENCICO 01 al 9 F 02 Encofrados - Construccin de Estructuras - Manual de Obra - H. Gallegos y otros - CAPECO 10 al 17 F 03 Encofrados - Construccin de Estructuras - Manual de Obra - H. Gallegos y otros - CAPECO 18 al 88 F 04 Construccin de Elementos para Encofrados de Madera Varios - SENA 89 al 119 F 05 Economa del Encofrado Propiedades del Hormign Encofrados para Estructuras de Hormign R.L. Peurifoy - McGraw Hill 120 al 143 F 06 Propiedades de los Materiales para Encofrados. - Encofrados para Estructuras de Hormign R.L. Peurifoy - McGraw Hill 144 al 157 F 07 Clculo de Encofrados - Encofrados para Estructuras de Hormign - R.L. Peurifoy - McGraw Hill 158 al 174 F 08 Puntales y Andamios - Encofrados para Estructuras de Hormign - R.L. Peurifoy - McGraw Hill 175 al 189 F 09 Rotura de Encofrados Cimentaciones Encofrados para Estructuras de Hormign R.L. Peurifoy - McGraw Hill 190 al 204

TOMO IV F 10 Encofrados de Muros - Encofrados para Estructuras de Hormign - R.L. Peurifoy - McGraw Hill 205 al 228 F 11 Encofrados de Pilares - Encofrados para Estructuras de Hormign - R.L. Peurifoy - McGraw Hill 229 al 242 F 12 Encofrados de Vigas y Forjados - Encofrados para Estructuras de Hormign - R.L. Peurifoy - McGraw Hill 243 al 259 F 13 Encofrados Prefabricados para Forjado de Hormign Encofrados para Estructuras de Hormign R.L. Peurifoy - McGraw Hill 259 al 277 F 14 Encofrados de Cubiertas Laminares - Hormign Ornamental - Encofrados para Estructuras de Hormign R.L. Peurifoy - McGraw Hill 278 al 301 F 15 Encofrados Deslizantes - Encofrados para estructuras de Hormign - R.L. Peurifoy - McGraw Hill 302 al 313

F 16 Los Encofrados Deslizantes, tcnicas y Utilizacin - Manual de Obra - J. Gallegos C. - CAPECO 314 al 400 F 17 Encofrados Metlicos - Catlogo Uni Span - Uni Span 401 al 411

PRESENTACIN TOMO I



G ACERO ESTRUCTURAL G 01 La Corrosin del Acero por Cloruros en el Concreto - CEMENTO - Boletn Tcnico - ASOCEM 01 al 02 G 02 Vigas de Acero - Ingeniera Simplificada para Arquitectos y Constructores - H. Parker - LIMUSA 03 al 30 G 03 Columnas de Acero - Ingeniera Simplificada para Arquitectos y Constructores - H. Parker - LIMUSA 31 al 47 G 04 Manual de Aplicacin - Barras de Construccin - Manual de Aplicacin - Aceros Arequipa 48 al 57

TOMO V H CONCRETO PRETENSADO H 01 Concreto Pretensado - Concreto Pretensado - M. Paya - CEAC 1 al 7 H 02 Hormign Pretensado - Enciclopedia de la Construccin - Edit.Tec.As. 8 al 23 H 03 Concreto Preesforzado - Diseo de Estructuras de Concreto - Nilson Winter - McGraw Hill 24 al 34 H 04 Concreto Preesforzado - Diseo Simplificado de Concreto Reforzado - H. Parker - LIMUSA 35 al 43

I LA MADERA ESTRUCTURAL I 01 Caractersticas y Clasificacin de la Madera - Diseo Simplificado de Estructuras de Madera H. Parker - LIMUSA 01 al 04 I 02 Esfuerzos de trabajo para madera estructural - Diseo Simplificado de Estructuras de Madera H. Parker - LIMUSA 05 al 11 I 03 Pisos de tablones y laminados - Diseo Simplificado de Estructuras de Madera H. Parker - LIMUSA 12 al 17 I 04 Conectores para madera - Diseo Simplificado de Estructuras de Madera H. Parker - LIMUSA 18 al 34 I 05 Paredes de madera (entramados) - Diseo Simplificado de Estructuras de Madera H. Parker - LIMUSA 35 al 39 I 06 Madera Laminada - Diseo Simplificado de Estructuras de Madera H. Parker - LIMUSA 40 al 46 I 07 Construcciones de Trplay - Diseo Simplificado de Estructuras de Madera H. Parker - LIMUSA 47 al 49 I 08 Caractersticas y Propiedades de la Madera - Manual de Diseo para Maderas del GRAN Junta de Acuerdo de Cartagena 50 al 70 I 09 Conversin, Secado y Proteccin de la Madera - Manual de Diseo para Maderas del GRAN Junta de Acuerdo de Cartagena 71 al 87 I 10 La Madera Material de Construccin - Manual de Diseo para Maderas del GRAN Junta de Acuerdo de Cartagena 88 al 107

I 11 Detalles Constructivos - Manual de Diseo para Maderas del GRAN Junta de Acuerdo de Cartagena 108 al 138 I 12 A Detalles constructivos - Manual de Diseo para Maderas del GRAN Junta de Acuerdo de Cartagena 139 al 153 I 12 B Detalles constructivos - Manual de Diseo para Maderas del GRAN Junta de Acuerdo de Cartagena 154 al 173 I 13 A Proteccin por Diseo - Manual de Diseo para Maderas del GRAN Junta de Acuerdo de Cartagena 174 al 189 I 13 B Proteccin por Diseo - Manual de Diseo para Maderas del GRAN Junta de Acuerdo de Cartagena 190 al 201 I 13 C Proteccin por Diseo - Manual de Diseo para Maderas del GRAN Junta de Acuerdo de Cartagena 202 al 216 I 14 Propiedades de la Madera - Cartilla de Construccin con Madera - Junta de Acuerdo de Cartagena 217 al 229 I 15 Secado de la madera - Cartilla de Construccin con Madera - Junta de Acuerdo de Cartagena 230 al 235

TOMO VI I 16 Preservacin de la Madera - Cartilla de Construccin con Madera - Junta de Acuerdo de Cartagena 236 al 244 I 17 Tableros a Base de Madera para Uso de la Construccin. - Cartilla de Construccin con Madera Junta de Acuerdo de Cartagena 245 al 250 I 18 Sistemas Estructurales - Cartilla de Construccin con Madera - Junta de Acuerdo de Cartagena 251 al 263 I 19 Uniones Estructurales - Cartilla de Construccin con Madera - Junta de Acuerdo de Cartagena 264 al 274

J ESCALERAS J 01 Escaleras - Tecnologa de la Construccin - G. Baud 01 al 13

K MAQUINARIA DE CONSTRUCCION K 01 Equipo - El equipo y su Costos de Operacin - J. Ramos S. - CAPECO 01 al 47 K 02 Equipos de Movimientos de Tierras - Tecnologa de la Construccin - G. Baud 48 al 64

L VARIOS, TABLAS Y EQUIVALENCIAS L 01 Fuerzas y Esfuerzos - Ingeniera Simplificada para Arquitectos y Constructores - H. Parker - LIMUSA 01 al 13 L 02 Momentos y Reacciones - Ingeniera Simplificada para Arquitectos y Constructores - H. Parker - LIMUSA 14 al 22 L 03 Cortante y Momento Flexionante - Ingeniera Simplificada para Arquitectos y Constructores H. Parker - LIMUSA 23 al 38 L 04 Teora de la Flexin y Propiedades de las Secciones - Ingeniera Simplificada para Arquitectos y Constructores H. Parker - LIMUSA 39 al 58 L 05A Tablas Tcnicas - Agenda del Constructor Varios 59 al 91 L 05B Tablas Tcnicas - Agenda del Constructor - Varios 92 al 128

PRESENTACIN TOMO I



L 06 Simbologa - Estructuras Metlica - Manual de Aplicacin - Barras de Construccin - Aceros Arequipa 129 al 130

M SEGURIDAD, HIGIENE Y SALUD EN CONSTRUCCION M 01 A Manual de Prevencin de Accidentes en la Construccin - Consejo Interamericano de Seguridad 01 AL 23

TOMO VII M 01 B Manual de Prevencin de Accidentes en la Construccin - Consejo Interamericano de Seguridad 24 AL 55 M 01 C Manual de Prevencin de Accidentes en la Construccin - Consejo Interamericano de Seguridad 56 al 77 M 01 D Manual de Prevencin de Accidentes en la Construccin - Consejo Interamericano de Seguridad. 78 al 96 M 01 E Manual de Prevencin de Accidentes en la Construccin - Consejo Interamericano de Seguridad 97 al 110 M 01 F Manual de Prevencin de Accidentes en la Construccin - Consejo Interamericano de Seguridad 111 al 125 M 01 G Manual de Prevencin de Accidentes en la Construccin - Consejo Interamericano de Seguridad 126 al 148 M 01 H Manual de Prevencin de Accidentes en la Construccin - Consejo Interamericano de Seguridad 149 al 168 M 02 Disposiciones Generales - Seguridad e Higiene en la Construccin Civil - OIT 169 al 173 M 03 Generalidades - Organizacin - Orden y Limpieza SH en la Constr. Civil - Resumen Residente Obra Edificaciones. SENCICO 174 al 178 M 04 Sealizacin - Seguridad e Higiene en la Construccin Civil - Resumen Residente Obra Edificaciones 179 al 187 M 05 Proteccin Personal - Riesgos Higinicos SH en la Construccin Civil - Resumen Residente Obra Edificaciones - SENCICO 188 al 192 M 06 Prevencin de Accidentes en las Excavaciones para la Construccin. - La Positiva Seguros y Reaseguros 193 al 204 M 07 Prevencin de Accidentes en Supervisin de Trabajo en Construccin de Edificios - La Positiva 205 al 224 M 08 Manejo Manual de Materiales en la Construccin - La Positiva 225 al 239 M 09 Manual de Investigacin de Accidentes e Incidentes - La Positiva 240 al 244 M 10 Seguridad e Higiene Ocupacional en el Sector de la Industria de la Construccin - SENCICO 245 al 253

N. PREVENCION CONTRA SISMOS E INCENDIOS N 01 Diseo Ssmico - Diseo de Estructuras de Concreto - Nilson Winter - McGraw Hill 01 AL 09 N 02 Principios Bsicos del Diseo y Construccin Antissmica Terremotos - F. Oshiro -UPSMP 10 AL 17 N 03 Prevencin de Incendios - Prevencin de Incendios - J. A. Barrenechea Ministerio de Pesquera 18 AL 49 N 04 La Estructura del Edificio de Albailera - Diseando y Construyendo con Albailera - H. Gallegos V. La Casa 50 AL 57

PRESENTACIN TOMO I


SENCICO BANCO TEMTICO

ENCOFRADOS FIERRERANOVIEMBRE 2001 1

FORMACIN DE LOS SUELOS Y PROPIEDADES DE LOS SUELOS

PARA CIMENTACIN DE ESTRUCTURAS 3.1. FORMACIN DE LOS SUELOS

La corteza de la tierra esta constituida por roca slida. Esto no se percibe fcilmente, pero es explicable porque el mantillo, la vegetacin, los fragmentos de rocas, la arena y la grava estn esparcidos por doquier, mientras que los sedimentos cubren el fondo de los ocanos. Las capas de escombros tienen poca profundidad en contraste con el espesor kilomtrico de la roca subyacente.

Un hecho real, aunque inadvertido, es que el relieve de la tierra es modificado constantemente. En efecto, nada de lo que vemos de la faz de la tierra es inmutable; todo se trasforma. Lo que ocurre es que el cambio sucede a lo largo de muchsimo tiempo; una vida entera podra no bastar para percatarse de ello.

Los suelos, tal como los apreciamos a simple vista, proceden de la disgregacin de las rocas y el subsiguiente transporte de los residuos a lugares. Los agentes causantes de la alteracin del relieve de la tierra y de formacin de los suelos son: La erosin El intemperismo La erosin es producida por la accin de diversas fuerzas de la naturaleza. Uno de los agentes erosivos ms espectaculares es el agua.

Gran parte de la humedad absorbida por la atmsfera cae sobre los continentes en forma de lluvia, nieve, granizo y roco. Un apreciable volumen de la precipitacin penetra hasta el subsuelo, pero otro mayor desemboca por gravedad de mar por los cauces de los ros o en forma de torrentes y manantiales, reponiendo de esta manera el nivel de los ocanos (Fig. 3.1).

En su recorrido, el enorme caudal de agua, desempeando el papel sorprendente escultor, va ao tras ao en forma incesante, remodelando el relieve terrestre, arrastrando aguas debajo de todo cuanto encuentra en su trayectoria. Los fragmentos de las rocas, por efecto de su arrastre por el agua sobre el fondo de los lechos de los ros, pierden su forma angulosa trasformndose en cantos rodados.

Fig. 3.1. Gran parte del agua, producto de la precipitacin, desemboca al mar erosionando las montaas. Al reducirse la pendiente por la cual transcurre el agua, disminuyen la velocidad y la fuerza del caudal, depositndose sobre el suelo, primero las piedras grandes, luego las pequeas y, finalmente, el lodo.

TEMA: SUELOS REFER: FORMAC. DE LOS SUELOS TECNOLOG. DE LA CONST. J. PACHECO. Z - SENCICO



Igualmente, cuando el cono de deyeccin se ensancha, la corriente de agua pierde velocidad y los fragmentos pesados van quedando en el trayecto, mientras que los menudos son arrastrados aguas abajo (Fig. 3.2). Tambin el hielo de las cordilleras es otro importante agente erosivo. Como sabemos, el glaciar es una acumulacin de nieve gradualmente comprimida y trasformada en hielo. Con el tiempo su peso aumenta y por efecto de la gravedad empieza a desplazarse cordillera abajo, remodelando en su lenta marcha el relieve terrestre. Asimismo, los aludes, es decir las descomunales masas de hielo que desde la cordillera se precipitan violentamente, son causantes de terribles desastres, adems de efectivos agentes de remodelacin del paisaje terrestre. Para tener una idea de su inmenso poder destructivo recordemos los aludes ocurridos en 1,962 y 1,970, cados desde el Huascarn. El primero de ellos arras prcticamente la localidad de Ranrahirca; y el de 1,970 (terremoto de Ancash), producto de la desintegracin de ventisquero de 5 millones de metros cbicos, se abati con velocidad de desplazamiento de la masa aluvional de 300 Km. por hora sobre la ciudad de Yungay, causando una de las mayores catstrofes que registra nuestra historia.

SECCION

Fig. 3.2. Tpico ejemplo de depsito de materiales en un cono de deyeccin de un ro. Tambin los huaycos ("Llakpanas" o Llocllas", en quechua), frecuentes en nuestro pas, estn asociados con la accin de las lluvias y la falta de proteccin vegetal en las vertientes. Originados por fuertes precipitaciones estacionales, alcanzan impresionantes velocidades y su potencia es tan grande que transportan lodo y piedras de diversos tamaos, algunas de la cuales pueden llegar a toneladas de peso. En el fondo de los valles frenan su velocidad expandindose lateralmente, pero an capaces de destruir las obras construidas por el hombre: viviendas, puentes, caminos, etc. Ocurren generalmente en zonas bajas y medidas del relieve andino que caracteriza la topografa del pas. El mar, igualmente, es otro efectivo agente erosivo. Permanentemente su accin se manifiesta en las costas de los continentes. As como destruye, tambin construye grandes bancos de arena. Aunque no tan contundente como el agua y el hielo, el viento es asimismo un importante agente transformador de la topografa y causante de la formacin de los suelos. Erosionando las rocas y transportando materiales de un lugar a otro da origen a depsitos clicos de arena, generalmente de grano fino. El intemperismo es, tal como ha sido sealado, la otra poderosa fuerza escultora del paisaje. Ocasiona la desintegracin inicial de las rocas, convirtindolas en fragmentos que son acarreados posteriormente por accin del agua y el viento. Tambin los cambios de temperatura




originan en las rocas tensiones diferenciales en su masa, llegando a fracturarlas y desintegrarlas. Por su parte, el agua concentrada en las grietas y hendiduras de las rocas causa el agrietamiento de las mismas, actuando con efecto de cua al aumentar su volumen por congelamiento. Al respecto es interesante anotar que, probablemente, hay ms agua bajo tierra que en todos los lagos y ros. El agua subterrnea es agente de procesos qumicos y origen de diversas conformaciones geolgicas. Desgasta las rocas formando cavernas y caprichosas estalactitas y estalagmitas, constituidas por carbonato de calcio precipitado gota a gota. Asimismo, a simple vista podemos observar el efecto del intemperismo en las particulares coloraciones que adquieren las rocas debido a la descomposicin qumica de los materiales, producida por el cido carbnico y el oxgeno atmosfrico que trasforman los elementos metlicos en sus respectivos carbonatos y xidos. Ahora bien, ya informados, aunque a grandes rasgos, de cmo actan la erosin y el intemperismo remodelando el relieve terrestre podramos plantearnos la siguiente pregunta: si incesantemente aquellos poderosos agentes estn desintegrando la superficie terrestre trasladando hacia el mar gran parte de ella, no sera razonable pensar que, finalmente, los continentes habran de convertirse en superficies planas, de altura reducida y cubiertas por la aguas? Ciertamente, ello podra ocurrir; aunque en millones de aos. Lo que sucede es que, felizmente, existe otra fuerza en pugna con aquello. Esta fuerza, que confiere equilibrio, es el diastrofismo, denominacin que se refiere al proceso por el cual la capa exterior de la corteza terrestre, por efecto de la gradual contraccin que sufre producida por cambios de temperatura, constantemente es levantada, plegada, inclinada; compensando as la desintegracin, producto de la erosin y el intemperismo. De manera sucinta hemos descrito los mecanismos por los cuales el relieve de la tierra es modificado. Como ya ha sido sealado, los cambios son imperceptibles y se manifiestan a travs de lapsos muy grandes, pero el hecho real es que permanentemente estn ocurriendo, dando como resultado las diversas conformaciones geolgicas y los mltiples tipos de suelos que superpuestos en capas constituyen la superficie terrestre.

3.2. ESTUDIOS DE LOS SUELOS El trmino suelo abarca genricamente los diversos tipos de materiales, tales como la grava, la arena, los limos, las arcillas, y las innumerables mezclas de ellos: arcilla limosa, arena limosa, grava arenosa, limo arenoso, etc. Roca es la parte slida de la corteza terrestre. Generalmente los suelos se presentan en capas superpuestas (Fig. 3.3.) constituyendo el suelo, son producto, de acuerdo a lo ya expuesto, de la erosin y el intemperismo. Cada capa de suelo posee ciertas propiedades especficas que la caracterizan para cimentaciones de estructuras.

Fig. 3.3. Perfil constituido por diversos tipos de suelos superpuestos en capas. A travs de los cimientos son transferidos al suelo el peso de las estructuras, las fuerzas que actan sobre ellas y las sobrecargas correspondientes. Las estructuras sern estables si las capas de suelo que las sustentan son suficientemente resistentes.




De lo expuesto fluye la necesidad, especialmente en obras de importancia, de explorar el subsuelo para informarnos cmo est constituido y conocer, mediante anlisis y ensayos especializados, las caractersticas y resistencia de las diversas capas de suelo. La exploracin se llevara a cabo excavando pozos (calicatas), convenientemente ubicados en las reas destinadas a las edificaciones. Durante la excavacin de los pozos exploratorios son expuestas, en espesores variables, las diversas capas de suelos, de las que se toman muestras representativas para someterlas posteriormente, a anlisis y ensayos en laboratorios de mecnica de suelos. Con los registros tomados en el campo, pruebas "in situ" y ensayos en laboratorios se procede a elaborar perfiles estratigrficos, en los que se puede apreciar la naturaleza, profundidad y espesor de las diversas capas descubiertas en la excavacin de las calicatas (Fig. 3.4).

Fig. 3.4. Ejemplos de perfil estratigrficos del subsuelo.

Naturalmente, de detectarse - durante las excavaciones - agua subterrnea, deber determinarse el nivel que alcanza. Los estudios de los suelos son vertidos en informes que adems de los perfiles estratigrficos correspondientes, incluyen resultados de los anlisis y ensayos, conclusiones concernientes a la profundidad mnima de la cimentacin, presiones admisibles y otras recomendaciones que se juzgue necesarias, por ejemplo, sobre eventuales perturbaciones que pudieran originarse por alteracin del grado de humedecimiento del suelo. Estos informes son utilizados por los ingenieros estructurales para disear los cimientos y las estructuras.

3.3. CLASIFICACIN DE LOS SUELOS

De acuerdo al Reglamento Nacional de Construcciones de diversos tipos de suelos son identificados segn el Sistema Unificado de Clasificacin (SUCS). Este sistema agrupa los suelos en dos clases: suelos de partculas gruesas y suelos de partculas finas. Se considera suelos de partculas gruesas cuando ms de la mitad de la masa del suelo, al ser sometida a tamizado, es retenida en la malla N 200. A este tipo de suelo corresponden la grava y la arena. Cuando ms de la mitad de la masa del suelo pasa la malla N 200 se le considera suelo de partculas finas: limos y arcillas. A su vez, a los suelos de partculas gruesas se les subclasifica en: Gravas: Ms de la mitad de la fraccin gruesa es retenida en la malla N 4. Arenas: Ms de la mitad de la fraccin gruesa pasa la malla N 4. Aproximadamente puede considerarse que la abertura del tamiz N 4 equivale a medio centmetro.




En los estudios del suelo, cada tipo de suelo es identificado mediante simbologa convencional; as, por ejemplo, la grava es identificada con la letra G (proveniente del idioma ingls, gravel); la arena con la letra S (sand); la arcilla, C (clay); el limo, M; Pt identifica la turba y otros suelos con alto contenido de materia orgnica. La abertura del tamiz N 200 corresponde aproximadamente al tamao de la menor

partcula apreciable a simple vista y equivale a 0.074 mm (74 micras). Generalmente - segn hemos visto - las capas del subsuelo estn constituidas por diversos tipos de materiales. En estos casos, se les designa de manera compuesta; por ejemplo, GM significa grava limosa. Otros smbolos tambin son empleados para precisar importantes propiedades de los suelos, que trascienden en su capacidad portante y comportamiento en cimentaciones.

3.4. LOS SUELOS Y LAS CIMENTACIONES 3.4.1. Generalidades. En obras de importancia y caractersticas especiales, y sobre todo, cuando es

proyectada su construccin en terrenos cuyo subsuelo no es conocido, es obligatorio el estudio del suelo para cada caso en particular. No es prudente deducir la resistencia y comportamiento de un suelo a partir de las caractersticas de otro, aun cuando estn prximos entre s.

A continuacin se ofrece con propsito ilustrativo ciertas pautas indicativas del probable comportamiento de algunos tipos de suelos. Desde luego, no eximen de la obligatoriedad de contar, especialmente en los casos precedentemente indicados, con los correspondientes estudios de suelos.

3.4.2. Grava. Con excepcin de las gravas pizarrosas, la grava es material apropiado para cimentaciones siempre y cuando subyacentes no existan estratos frgiles o blandos, ni est expuesta a socavacin la cimentacin.

La grava tiene reducida o casi nula capilaridad; por tanto, no es probable que la presencia de agua subterrnea, o su humedecimiento, sean causas de disminucin de su resistencia ni origen de asentamientos.

3.4.3. Arena. No es prudente generalizar respecto al probable comportamiento y resistencia de las capas de arena, pues debido a causas ya expuestas, relacionadas con su formacin, los suelos de esta naturaleza se encuentran en diverso estado de compacidad, adems de tener variada granulometra. Si las arenas, medias y gruesas, son compactas y su granulometra es favorable tienen apropiada resistencia para sustentar estructuras. No ocurre lo mismo con las arenas muy finas, sobre todo si son sueltas, como es el caso de arenas cuyo origen es producto del transporte del viento (arenas elicas). Las capas de arena suelta son muy susceptibles a densificarse por efecto de la vibracin causada por movimientos ssmicos, pudiendo esperarse, eventualmente, asentamiento de la cimentacin e indeseables efectos de carcter estructural.

Cuando se trate de este tipo de suelo, es preciso profundizar las excavaciones para cimentos y definitivamente limitar las presiones de contacto cimento - suelo. La razn de esta exigencia podemos percibirla cuando caminamos por la playa, la arena fluye a cada lado hundindose los pies; sin embargo, a cierta profundidad los pies no bajan ya ms: la capacidad de carga ha aumentado. Lo mismo pasa con cimentaciones construidas a mayor profundidad.

La presencia de agua en suelos arenosos, especialmente cuando se trate de arenas finas sueltas, puede ser causa de marcada disminucin de su resistencia en caso de ocurrencia de sismos y, eventualmente, origen del fenmeno de liquefaccin, tal como ocurriera en algunas zonas de la ciudad de Chimbote en el terremoto de 1,970.

3.4.4. Limo. Es un suelo de partculas muy pequeas, relativamente no es plstico y tiene capilaridad elevada. Cuando se encuentra en estado suelto su resistencia es pequea; su presencia debe ser motivo de reserva por parte del diseador y el constructor.

3.4.5. Arcilla. Es dura cuando est seca, pero su consolidacin se produce lentamente. Cuando es humedecida se torna plstica y deformable, modificando su consistencia segn el grado de humedecimiento que alcance; por lo tanto, en suelos arcillosos la alteracin del contenido de agua en su masa juega importante rol en su comportamiento y resistencia.




El humedecimiento, que en algunos casos llega hasta la saturacin, se produce de diversas maneras. Causas potenciales de humedecimiento son las lluvias y el aumento del caudal de los ros y arroyos.

Tambin los suelos pueden humedecerse por efecto de la capilaridad, es decir, por succin del agua que pudiera encontrarse en capas inferiores. La succin es pequea o casi nula en suelos granulares (arenas y gravas), pero suele ser grande en suelos arcillosos, ascendiendo el agua hasta alcanzar los cimientos de los edificios.

3.4.6. Suelos que contienen materia orgnica. Los suelos que contienen materia orgnica, la turba y el fango, definitivamente no son apropiados para cimentaciones.

Estas capas deben ser eliminadas durante la excavacin, la misma que debe profundizarse hasta encontrar capas suficientemente resistentes. Los suelos de color marrn oscuro, gris oscuro o negro, o tengan olor caracterstico, estructura esponjosa o fibrosa, corresponden a este inconveniente tipo de suelo. Desde luego, un suelo producto de rellenos tampoco es apropiado para cimentaciones.

3.4.7. Homogeneidad del subsuelo. Otra caracterstica que tambin debe tenerse en cuenta en cimentaciones es la uniformidad del subsuelo. Cuando las capas subyacentes a la cimentacin son suficientemente resistentes la condicin es favorable: sin embargo, cuando una capa de comprobada resistencia para la cimentacin prevista reposa sobre otra de menor resistencia la situacin cambia sustancialmente.

A modo ilustrativo, veamos el caso de una zapata cimentada sobre una capa de arena y que debajo de esta se encuentre una de arcilla blanda (Fig. 3.5). La presin supuesta como admisible para la arena es transferida a la capa de arcilla blanda, la misma que fluye hacia los lados, lo probable es que se produzca el asentamiento de la zapata.

Fig. 3.5. A travs de la masa de arena la presin ejercida por la zapata es transferida a la capa de arcilla empujndola a los lados produciendo, eventualmente, el humedecimiento de la zapata.

Por ello insistimos en que el aspecto de las capas superficiales no es suficiente para deducir con certeza el comportamiento de un determinado suelo. Es indispensable la exploracin de las capas inferiores hasta la profundidad procede en cada caso.

3.4.8. Capacidad portante de los suelos. La capacidad portante o carga admisible de un determinado tipo de suelo es la presin mxima que puede aplicrsele sin que se produzca la rotura de la masa situada debajo de cimientos.

Presin o intensidad de carga es la fuerza ejercida sobre la unidad de superficie de contacto entre cimiento y suelo. La unidad que expresa la presin es el kg/cm2 (kilogramo por centmetro cuadrado). Por ejemplo, si la carga que transmite al suelo una zapata es 60 toneladas y el rea de la zapata es de 3 m2, entonces la presin transmitida a la superficie de contacto entre zapata y suelo es:

22 /2000,30

000,60 cmkgcmkg =

Pues bien, la capa de suelo deber ser capaz de soportar la presin aplicada (en este caso, 2 kg/cm2). Como podemos observar, la accin sobre el terreno no depende exclusivamente de la carga absoluta aplicada, sino tambin del rea de contacto entre el cimiento y el suelo.




Las presiones admisibles varan sustancialmente segn el suelo de que se trate. Es frecuente especificar 4 kg/cm2 para conglomerados compactos y bien graduados.

A las mezclas de canto rodado y arena ("hormign") suele asignrseles valores de 3 a 4 kg/cm2 como presiones admisibles.

La capacidad portante de las arenas gruesas y mezclas de arena y grava compactas es aproximadamente 2 kg/cm2, mientras que para arenas finas la presin admisible es limitada a 1 kg/cm2.

Las presiones admisibles de los suelos predominantemente arcillosos dependen de su grado de dureza. Sus valores fluctan entre 1.5 kg/cm2 en caso de arcillas inorgnicas duras y sin riesgo de humedecimiento, hasta valores muy bajos, 0.5 kg/cm2, si se trata de arcillas inorgnicas blandas.

Una arcilla es dura cuando se parte con dificultad en terrones que no se pueden pulverizar o amasar fcilmente con los dedos. Una arcilla es firme o de consistencia media cuando se puede amasar, aunque con bastante esfuerzo.

Las arcillas blandas se pueden amasar con relativa facilidad, pero no tienen consistencia pastosa.

Arcillas de consistencia pastosa deben desecharse para cimentaciones. Otra manera prctica e indicativa de la consistencia o dureza de los suelos es el grado de dificultad que presentan al ser excavados. La lampa penetra con facilidad en suelos blandos, mientras que la excavacin de suelos de dureza media requiere de pico. En suelos duros el pico rebota; puede penetrar, pero con esfuerzo.

Los valores de las presiones admisibles aqu expuestos son simplemente referenciales e ilustrativos. Pueden variar sustancialmente en cada caso en particular; desde luego, no se ofrecen para fines de diseo.


SENCICO BANCO TEMTICO NOVIEMBRE 2001 ENCOFRADOS FIERRERA

8SUELOS

1. GENERALIDADES a) Toda estructura est en contacto con el suelo. Como consecuencia, es indispensable que la

interaccin entre la estructura y el suelo, definida por los lmites impuestos a las presiones de contacto y a los asentamientos, sea claramente entendida.

b) La utilizacin de valores empricos de la capacidad portante del suelo, podr considerarse adecuada y segura solamente cuando estos valores hayan sido establecidos mediante la prctica local y experimentada satisfactoriamente en estructuras similares en esa misma localidad.

c) De otra manera ser necesario adoptar, para el caso de estructuras livianas o simples, soluciones muy conservadoras o alternativamente, efectuar estudios elementales de suelos.

d) Para el caso de estructuras importantes siempre ser necesario establecer la capacidad portante en base a estudios de suelos, que contemplen una evaluacin de la geologa del lugar, precisen que contemplen una evaluacin de la geologa del lugar, precisen niveles de cimentacin y presiones admisibles de carga, establecidas tanto en funcin de la seguridad como de las deformaciones permisibles para el sistema estructural de que se trata.

2. EFECTOS DEL AGUA a) El agua en el subsuelo es siempre causa de problemas y dificultades. b) Algunos de los problemas causados por el agua son los siguientes:

Dificultades constructivas, tanto en la excavacin como en la colocacin del concreto. Asentamientos debidos a saturacin de suelos compresibles. Reduccin en la capacidad portante del suelo al reducirse su resistencia al corte. Remocin del suelo debajo de las cimentaciones debido a acciones de bombeo. En climas muy fros, fallas debidas a heladas. Problemas de licuefaccin, en arenas sucitas, con los asentamientos consecuentes. Hinchazn o expansin en ciertos tipos de arcillas. Efectos de subpresin.

3. EFECTOS DE LA VIBRACIN a) Las vibraciones de cualquier origen tienden a compactar los suelos causando, como

consecuencia, asentamientos. b) En el caso de suelos arenosos o granulares sueltos puede presentarse densificacin del

suelo a causa de los movimientos ssmicos. La densificacin originar asentamientos, intensificndose stos cuanto mayor sea la presin de contraccin. Es recomendable que en este tipo de suelos sueltos se adopten cimentaciones profundas con presiones de contacto bajas o tratamientos de compactacin previos.

c) Para el caso de suelos arenosos, finos o granulares con presencia de agua debe de considerarse la posibilidad de licuefaccin del suelo al presentarse vibraciones causadas por un movimiento ssmico. La licuefaccin implica una reduccin sustancial de la capacidad portante del suelo. En estos casos debe contemplarse presiones de contacto muy reducido o alternativamente, pilotaje.

d) En las arenas contempladas en los casos precedentes, debe tenerse especial cuidado con el apoyo de los falsos pisos y otras losas superficiales (tales como veredas y pistas) efectundose, por lo menos, una enrgica compactacin superficial por vibracin.

e) Las cimentaciones deben aislarse de maquinarias que transmitan vibracin.

4. ARENAS a) Las arenas pueden presentarse en rangos de densidad muy variables. b) La densificacin de las arenas, cuando se aplica la debida energa de compactacin, se

realiza con mucha rapidez; sin embargo, en los casos de arenas propensas a licuefaccin o muy sueltas, la densificacin ocurrir bajo la presencia de carga al ocurrir un movimiento ssmico interno.

TEMA: SUELOS REFER: CONSTRUCCIN DE ESTRUCTURAS MANUAL DE OBRA H. GALLEGOS - CAPECO


95. LIMOS

a) Los suelos limosos no son necesariamente suelos pobres para cimentaciones si estn compactos, sin embargo, puede ocurrir que se presenten como suelos en estado suelto. Consecuentemente, es imprescindible que el constructor adquiera destreza en la identificacin de los limos.

b) En muchos casos los limos son suelos inestables que por ingreso del agua sufren cambios sbitos de volumen.

6. ARCILLA a) Las arcillas no se consolidan con rapidez normalmente el proceso de asentamiento toma un

tiempo muy largo. b) Consecuentemente es imperativo, en cimentaciones sobre arcilla, salvo que exista

experiencia en la zona, que se efecten estudios relacionados con la probabilidad de asentamientos diferenciales por consolidacin.

c) Muchas arcillas se expanden ante la presencia de agua; si no hay experiencia en la zona, es necesario constatar esta posibilidad y tomar las medidas pertinentes, an en rocas arcillosas.

7. TURBA Y MUSEO a) No se debe cimentar en suelos constituidos por turba o musgo. b) En ciertos casos, es necesario remover los bolsones de tuba y reemplazarlos por un relleno

compactado o por concreto pobre, lo que permitir la construccin de la cimentacin.

8. RELLENOS a) No se debe cimentar sobre rellenos de caractersticas desconocidas o ejecutados sin control. b) La cimentacin sobre rellenos efectuados con materiales adecuados, compactados a una

densidad ptima, construidos bajo control permanente y con un adecuado estudio de drenaje, es perfectamente posible. Sin embargo, este proceso requiere de especialistas en mecnica de suelos.

SECCION VERTICAL A. Suelo o estrato superficial. La parte designada Ao es humus o deshecho orgnico.

Las dems zonas de transicin pueden tener 60 cms. o ms de espesor. B. La configuracin mas marcada bajo el suelo superficial. Vara entre 15 a 2.50 mts. de

profundidad. Puede dividirse en zonas de transicin B1, B2 etc. como se muestra. Corresponden a estratos formados por suelos alterados o transportados.

C. El material original del suelo que ha sufrido escasa o ninguna intemperizacin. D. El estrato de base, tal como roca, conglomerado, arena o arcilla.



10 GRAVA: Piedras redondeadas o cantos rodados gastados por el agua o pedazos compactos de

roca. Sin cohesin ni plasticidad. Granular y cascajosa. Crujiente bajo el piso. ARENA: Granos sueltos, comprendidos entre 0.05 y 2mm de tamao se ve y siente claramente

los granos individuales. Sin plasticidad ni cohesin. Cuando est seca no es posible moldearla con las manos cuando se moldea hmeda se desmorona al tocarla. Los granos gruesos son redondos, los finos son visibles y angulares.

LIMO: Granos escasamente visibles, comprendidos entre 0.005 y 0.05mm de tamao. Sin o con muy escasa plasticidad. Puede tener cohesin. Un molde con las manos en seco es fcilmente aplastado. El movimiento del agua a travs de los vacos ocurre fcilmente y es visible. Cuando es mezclado los granos con agua se asientan en un lapso de 30 minutos a 1 hora. Se siente arenoso con los dientes. No forma cintas al moldearlo. Debe de ponerse cuidado en distinguir arena fina de limo y limo de arcilla.

ARCILLA: Partculas invisibles con menos de 0.005 mm. de tamao cohesivo. De alta plasticidad cuando es mojada. Cuando es apretada entre los dedos forma una cinta larga, delgada y flexible. Puede ser rolada prcticamente en un hilo. Cuando es mordida no se siente arenosa.

Forma masas o terrones duros cuando est seca, difcil o imposible de romperlos con las manos. Impermeable, sin movimientos de agua aparente a travs de los vacos. Permanece suspendida en agua de 3 horas a tiempo indefinido.

TURBA: Material orgnico descompuesto con considerable suelo mineral usualmente de color negro con presencia de fibras. Tiene mal olor. Se encuentra como depsito en pantanos y cinegas. Fcilmente identificable. Puede contener algo de arena o limo.

MUSGO: Material parcial de descomposicin de plantas. Mayormente orgnico. Muy fibroso. Con rastros visibles de vegetales.

La grava es muy estable. Adecuada para rellenos.

ATENCIN

1. La arena gruesa es estable. 2. Las mezclas de grava y arena bien graduadas (con variedad de tamaos) son sumamente

estables. 3. La arena fina comienza a parecerse al limo: se vuelve inestable con humedad creciente. 4. El limo es inherentemente inestable, particularmente con humedad. 5. La arcilla es crecientemente cohesiva al reducirse la humedad su estabilidad depende de la

forma de sus partculas y de su composicin qumica. Deben estudiarse detalladamente.

VALORES REFERENCIALES

TIPO DE SUELO T kg/cm2Roca, dura y sana (granito, basalto) Roca, medio dura y sana (pizarras y esquistos) Roca, blanda o fisurada Conglomerado compacto bien graduado Gravas. Mezcla de arena y grava Arena gruesa. Mezcla de grava y arena Arena fina a media. Arena media a gruesa, mezclada con limo o arcilla. Arena fina. Arena media a fina mezclada con limo o arcilla. Arcilla inorgnica, firme. Arcilla inorgnica, blanda. Limo inorgnico, con o sin arena.

40 20 7 4 2* 2*

1.5* 1.0* 1.5 0.5 0.25

* Reducir en 50% en el caso de estar bajo el nivel fretico.



11

ATENCIN

No se proveen estos valores con fines de diseo ya que pueden variar sustancialmente para condiciones locales. Su propsito es permitir al constructor, conjuntamente con la identificacin del suelo, precisar situaciones en que pueda requerirse un estudio de suelos. VALORES REFERENCIALES

TIPO DE SUELO V/H tg ka Arena limpia Arena arcillosa o limosa Arcilla seca Arcilla hmeda Grava limpia

1: 1.5 1: 1.33 1: 1.75

1: 3 1: 33

0.67 0.75 0.57 0.33 0.75

0.258 0.250 0.338 0.523 0.250

Grava y arcilla Grava, arcilla y arena Roca blanda y descompuesta Roca dura descompuesta

1: 33 1: 1.5 1: 1 1: 1

0.75 0.67 1.00 1.00

0.250 0.285 0.171 0.171

PRESIONES ACTIVAS (aproximado)

Pa = P1 + P2Pa = [9s H + H2] Ka en Kg. = Densidad del suelo, usar conservadoramente 2000 kg/m3Ka = Coeficiente de presin activa

El lmite de la altura de la calzadura (H) sin puntales depende del tipo del terreno y la edificacin a calzar; el esquema a continuacin es indicativo y debe adaptarse a cada situacin especfica. 1. Cuando no hay agua en el subsuelo los valores mximos de (H), para el sistema de calzadura

esquematizados son: Conglomerado 8 m. Arcilla 3 m. Arena 2 m. Para valores mayores de (H) deber efectuarse el diseo especfico de la calzadura.



122. Cuando hay agua en el subsuelo el mtodo de la calzadura debe acompaarse con tablestacados

o sistemas de apuntalamiento provisionales, externos. 3. El concreto de la calzadura debe tener poco cemento (aprox. 4 a 5 sacos / m3) y la menor

cantidad de agua posible compatible con una trabajabilidad adecuada. 4. El concreto de la calzadura se acortar aproximadamente 1/3 mm. por metro de altura en un

plazo del orden de 7 das, causando asentamientos el la construccin existentemente. Consecuentemente para (H) mayor de 2 metros, es indispensable construir la calzadura por franjas horizontales acuando con mezcla muy seca cada nivel de llenado.

CALZADURA POR FRANJAS HORIZONTALES

1. Ver el ngulo de reposo () del terreno, en valores Referenciales. 2. Calcular H = B tg . 3. Comparar H con A.

I H A NO ES NECESARIO SUB-ZAPATA



13

SI H a HACER SUB-ZAPATA

CAMBIO DE NIVEL CIMENTACIN


SSEENNCCIICCOO BANCO TEMTICO


SUELOS

3.1. Clasificacin de los suelos por el tamao de sus partculas

Nombre Tamao en mm.

Gravas Arena gruesa Arena media Arena fina Limo grueso Limo medio Limo fino Arcilla

100 - 2 - 0.6 - 0.2 - 0.06 - 0.02 - 0.006 - menor que

2 0.6 0.2 0.06 0.02 0.006 0.002 0.002

3.2. Sistema unificado de clasificacin de suelos Suelos de grano grueso (ms de 50% del material no pasa por el tamiz # 200)

Arenas (ms del 50% de la fraccin gruesa es menor que el tamiz # 4)

Gravas (ms del 50% de la fraccin gruesa es mayor que el tamiz # 4)

Arena con finos (cantidad apreciable de finos)

Arenas limpias (pocos o ningn fino)

Gravas con finos (cantidad apreciable de finos)

Gravas limpias (poco o ningn fino)

SC SM SP SW GC GM GP GW Arenas

Arcillosas

Arenas

limosas

Arenas

mal

gradadas

Arenas -

Gravosas

poco

fino

Arenas bien

gradadas

Arenas

gravosas

poco

fino

Gravas

arcillosas

Mezclas

gravo -

arenas

arcillosas

Gravas

limosas

Mezclas

grava

arenas

limo

Gravas

mal

gradadas

Gravas

arenosas

poco fino

Gravas

bien

gradadas

Mezclas

gravosas

poco fino

Ip > 7 I p < 4 Cu > 6 1 < Cc < 3

Ip > 1 < Cc < 3

Cc > 4

Use doble smbolo 4 = < Ip = < 7 (SC - SM)

Use doble smbolo 4 = < Ip = < (GC - GM)

G = Grava

S = Arena

W = Bien gradada

P = Pobremente gradada

Cc = Coeficiente de curvatura

Cu = Coeficiente de uniformidad

3.3. Sistema unificado de clasificacin de suelos

Suelos de grano fino (ms del 50% del material pasa por el tamiz # 200)

TEMA: SUELOS REFER: TABLAS TCNICAS AGENDA DEL CONSTRUCTOR



Suelos Altamente Orgnicos

Limos y arcillas (lmite lquido > 50)

Limos y arcillas (lmite lquido < 50)

OH CH MH OL CL ML Tablas y otros suelos altamente orgnicos

Arcillas orgnicas de medida alta plasticidad Limos orgnicos

Arcillas Inorgn. de alta plasticidad Arcillas grasas

Limos Inorgn. Suelos limosos o arenosos finos micceos suelos elsticos

Linos orgnicos Arcillas orgnicas de baja plasticidad

Arcilla Inorgn. de baja a media plasticidad Arcillas gravosas Arcillas arenosas Arcillas limosas Arcillas margas

Limos Inorgn. y arena muy fina Polvo de roca Arenas finas limosas o arcillosas Limos arcillosos

1) 2)

Determinar el porcentaje de arenas y gravas de la curva granulomtrica. Dependiendo del porcentaje de fino (fraccin menor que el tamiz # 200) los suelos gruesos se clasifican como sigue: Menos de 5% - GW, GP, SW, SP Ms del 12% GM, GC, SM, SC de 5% a 12%- Casos de fronteras que requieren doble smbolo.

M = Limo C = Arcilla O = Suelos orgnicos L = Si el lmite lquido es menor que 50% H = Si el lmite lquido es mayor que 50%

3.4. Coeficientes de expansin de suelos excavados

Naturaleza del terreno

Coeficiente de expansin inicial

Coeficiente de expansin residual

Tierra Vegetal Arena Arcilla Margas Tierra Gredosa Tierra margosa Arcilla compactas Tierra dura Roca partida Tierra margosa muy compacta y dura Despus de compactado y regado

1.10 1.15 a 1.20 1.20 a 1.25 1.25 a 1.30

1.20

1.50 1.55

1.60 a 1.65

1.70

0.01 a 0.05 0.01 a 0.03 0.03 a 0.05 0.05 a 0.08

0.10

0.30 0.30 0.40

0.40

3.5. Valores referenciales de cohesin en Kg/cm2

(DIN 1054) Arcilla rgida Arcilla semirigida Arcilla blanda Arcilla arenosa Limo rgido o duro

0.25 0.10 0.01 0.05 0.02




3.6. Angulos de friccin interna y peso especfico de suelos

Tipo de suelo Consistencia Angulo de friccin interna en grados

Peso especfico en kg/cm2

Arena gruesa o arena con grava Arena media Arena limosa fina o limo arenoso Limo uniforme Arcilla - limo Arcilla limosa Arcilla

Compacta suelta

Compacta suelta

Compacta suelta

Compacta suelta

Suave a mediana Suave a mediana Suave a mediana

40 35 40 30 30 25 30 25 20 15

0.10

2250 1450 2080 1450 2080 1365 2160 1365

1440 - 1920 1440 - 1920 1440 - 1920

3.7. Caractersticas de permeabilidad en suelos

Tipo de suelos Coeficiente de permeabilidad aproximados K, cm/seg

Caractersticas de drenaje

Grava limpia Arena gruesa limpia Arena media limpia Arena fina limpia Grava y arena limosa Arena limosa Arcilla arenosa Arcilla limosa Arcilla Arcilla coloidal

5 - 10 0.4 - 3

0.05 - 0.15 0.004 - 0.02 105 0.01 105 - 104106 - 105

106107109

Bueno Bueno Bueno Bueno

Pobre a bueno Pobre Pobre Pobre Pobre Pobre




3.8. Factores de seguridad en suelos

Parmetro del suelo F.S. c (cohesin) (ngulo de friccin interna) Cimentaciones Construccin temporales

a) Datos del suelo y cargas razonablemente exactos y definitivos

b) La carga accidental es descartada c) Mxima combinacin de cargas con viento o con

sismo d) Cimentacin con condiciones dudosas

Muros de contencin Seguridad contra el volteo Seguridad contra el deslizamiento Seguridad contra el aplastamiento Terrenos granulares Terrenos cohesivos

2.0 a 2.5 1.2 a 1.3

1.5

2.5 2.0

1.5 4.0

2.0 1.5

2 3

3.9. Valores referenciales del mdulo de Poisson

Arcilla saturada Arcilla sin saturar Arcilla arenosa Limo Arena densa Arena gruesa Arena fina Roca Hielo Concreto

0.4 - 0.50 0.1 - 0.30 0.2 - 0.40 0.3 - 0.35 0.2 - 0.40 0.15 0.25 0.1 - 0.40 0.36 0.15

3.10. Valores de cargas permisibles sobre suelos en Kg/cm2

Cama de roca slida cristalina masiva en buenas condiciones Roca foliada (esquitos, pizarras) en buenas condiciones Roca sedimentaria en buenas condiciones Gravas o arenas excepcionalmente compactas Gravas compactas o mezcla de grava y arena grava suelta; arena gruesa compacta Arena gruesa suelta o mezclas de arena; grava, arena fina compacta o arena gruesa confinada y hmeda Arena fina suelta o hmeda, arena fina confinada Arcilla rgida Arcilla media rgida Arcilla suave

100 40 15 10 6 4 3 2 4 2 1




3.11. Asentamiento admisible (en pulgadas)

Tipo de movimiento Factor limitativo Asentamiento mximoAsentamiento total Inclinacin o giro Asentamiento diferencial

Drenaje Acceso posibilidad de asentamiento no uniforme Estructuras muros de mampostera Estructuras de reticulares Chimeneas, silos y placas Inclinacin de chimeneas Rodadura de camiones Almacenamiento de mercaderas Funcionamiento de maquinarias Telares Turbogeneradores Carriles de gras Drenaje de techos Muros de ladrillos continuos y elevados, fbricas de una planta, fisuracin de muros de ladrillo Fisuras en tarrajeo (yeso) Prticos de concreto armado Pantallas de concreto armado Prticos metlicos continuos Prticos metlicos simples

6 a 1212 a 24

1 a 22 a 4

3 a 120.004 L

0.01 L0.01 L

0.003 L0.0002 L

0.003 L0.01 a 0.02 L

0.001 a 0.002 L0.001 L

0.0025 a 0.004 L0.003 L0.002 L0.005 L

L = Distancia entre columnas adyacentes con asentamientos diferentes o entre dos puntos cualquiera. Los valores ms elevados son para asentamientos homogneos y estructuras ms tolerantes. Los valores interiores corresponden a asentamientos irregulares y estructuras delicadas.

3.12. ngulos de friccin entre varios materiales y suelos o rocas.

Masas de concreto o albailera con: C Roca slida limpia

Grava, Grava-arena o arena gruesa Arena fina limpia o arena arcillosa Limo arenoso Arcilla consolidada muy rgida Arcilla medio rgida

35 29 a 31 24 a 19 17 a 19 22 a 26 17 a 19

Pilotes de acero con: Grava limpia, mezcla de grava-arena

Arena limpia, arena-grava Arena-limosa, arena limosa o arcillosa Arena-limosa fina, limo no plstico

22 17 14 11

Concreto premoldeado-tablestaca con: Grava limpia, mezcla de grava arena

Arena limpia, arena grava Arena limosa, arena limosa y arcillosa Arena-limosa fina, limo no plstico

22 a 26 17 a 22

17 14

Otros materiales: Albailera sobre madera (perpendicular al grano)

Acero a acero en tablaestacado Madera sobre suelo

26 17

14 a 16




3.13. Relacin entre ensayos de laboratorio y compactacin en campo.

Mtodo

En laboratorio

En campo

Impacto Accin de amasamiento Vibracin Compresin (Dinmica o esttica)

Prctica-Patrn (Proctor, etc.) Ensayo miniatura Harvard Mesa Vibratoria Maquinaria de compresin (CBR)

Nada comparable (Compactacin manual) Rodillo de pata de cabra Rueda balanceante Rodillos vibradores y compactadores Rodillo de rueda lisa

3.14. Utilizacin de suelos en carreteras

CBR

Clasificacin

Usos

Sistema Unificado

0 - 3

3 - 7

7 - 20

20 - 50

> 50

Muy pobre

Pobre a regular

Regular

Bueno

Excelente

Subrasante

Subrasante

Sub - base

Base, sub - base

Base

OH, CH, MH, OL

OH, CH, MH, OL

OL, CL, ML, SC, SM, SP

GM, GC, SW, SM, SP, GP

GW, GM

3.15. Relacin aproximada entre la clasificacin del suelo y los valores del

mdulo de reaccin de la subrasante K (kg/cm3) y el CBR

Sistema unificado

K

CBR

GW

GP

GM

GC y SW

SM

SP

SC

ML Y CL

OL Y MH

OH Y CH

> 16 8.3 - 1 6

> 7 7 - 12

5.5 - 12

5.5 - 8.3

5.5 - 7

4 - 6.5

< 5 < 4

> 60 25 - 60

> 20 20 - 40

10 - 40

10 - 25

10 - 20

5 - 15

< 8 < 5




3.16. Coeficiente Ka de empuje activo de suelos

10

15

20

25

30

35

40

= 0

= 10

= 20

= 30

= 0 = 10 = 20 = 30 = = 0 = 10 = 20 = 30 = = 0 = 10 = 20 = 30 = = 0 = 10 = 20 = 30 =

0.70 0.97 - - 0.97 0.76 1.05 - - 1.05 0.83 1.17 - - 1.17 0.94 1.37 - - 1.37

0.59 0.70 - - 0.93 0.65 0.78 - - 1.04 0.74 0.90 - - 1.20 0.86 1.06 - - 1.45

0.49 0.70 0.88 - 0.88 0.55 0.64 1.02 - 1.02 0.65 0.77 1.21 - 1.21 0.78 0.94 1.51 - 1.51

0.41 0.47 0.57 - 0.82 0.48 0.55 0.69 - 0.98 0.57 0.66 0.83 - 1.20 0.70 0.83 1.06 - 1.54

0.33 0.37 0.44 0.75 0.75 0.41 0.47 0.55 0.92 0.92 0.50 0.57 0.69 1.17 1.17 0.62 0.74 0.89 1.55 1.55

0.27 0.30 0.34 0.43 0.67 0.43 0.38 0.45 0.58 0.86 0.43 0.49 0.57 0.73 1.12 0.56 0.56 0.77 0.99 1.54

0.22 0.24 0.27 0.32 0.59 0.29 0.32 0.36 0.43 0.79 0.38 0.43 0.49 0.59 1.06 0.49 0.56 0.66 0.79 1.51

() ka = Cos2 ( - ) Cos3 ( 1 + (Sen Sen ( - ) / Cos ( - ))05 )2 = ngulo que forma el terrapln, encima del muro, con la horizontal = ngulo de la pared posterior, del muro de contencin con la vertical = ngulo de friccin interna Cuando = = 0 la expresin se reduce a: Para suelo granulares ka = ( 1 - Sen ) / ( 1 + Sen ) Kp = ( 1 + Sen ) / ( 1 - Sen ) Empuje total = ka H2 /2 h altura a partir de la base = H/3 Para suelos cohesivos Pa = H - 2c Pp = H + 2c E = ( H - 2c/ )2 / 2 h = ( h - 2c/)/3 En donde: es el peso unitario del suelo

H es la altura total del muro c es la cohesin del material




Presin de tierras durante sismos: E = (1 - Cv) (k h Donde: Kea = Cos2 ( - 0) / (cos2 ) [1 + (sen - 0) / Cos 0)1/2]2 kea es coeficiente de empuje activo durante sismos 0 = arc tg [ Ch/(1 - Cv)] Ch es coeficiente ssmico horizontal (parte 3 cargas dinmicas) Cv es el coeficiente ssmico vertical (El reglamento da los siguientes valores: Cv = 0 - 30 para zona 1,0.20 para zona 2 y 0.00 par zona 3) 3.17. Predimensionamiento de muros de contencin de concreto armado




MECNICA DE SUELOS 1.0. GENERALIDADES

La mayora de Ingenieros y Maestros de Obra, tienen pocas dificultades para preparar y vaciar concreto, colocar, hacer, dirigir la carpintera y otros trabajos sobre el terreno; sin embargo, la primera etapa de la construccin incluye trabajos debajo del terreno natura, tales como las excavaciones, el apuntalamiento, estabilidad de taludes, rellenos y compactaciones; y la construccin de los cimientos. con frecuencia esta etapa presenta muchos problemas cuando no se ha realizado el estudio de suelos y por tanto es necesario conocer las caractersticas de los diferentes tipos de suelos:

1.1. EXAMEN DE LA SUPERFICIE

Al recorrer el terreno donde se va a construir y examinarlo es posible observar algunas caractersticas, entre las que se encuentran:

- Evidencia que se us como tierras de cultivo.

- Excavaciones o cortes previos.

- Pruebas que ha habido corrimientos o deslizamientos de tierra;

- Agrietamientos de la superficie del suelo si est seco. Esto iniciar contracciones de los suelos. Por lo comn, estos suelos son expansivos y pueden constituir un problema durante la construccin, adems que pueden crear dificultades en las estructuras terminadas.

1.2. CLASIFICACIN DE LOS SUELOS

La tierra se origina de las rocas, las rocas se erosionan gradualmente, se descomponen y se ablandan en el lugar en el que se encuentran. Esas rocas descompuestas y modificadas se trasforman en tierra, que se conoce como suelo residual.

Cuando los materiales rocosos se deslavan, debido casi siempre a las lluvias y las corrientes de agua, descienden a las zonas mas bajas, donde se depositan en el fondo de los valles (aluvin).

En algunos casos, este tipo de suelo se erosiona con el viento. Los suelos arenosos forman dunas, los suelos limosos se desplazan a grandes distancias, arrastrados por el viento, formando capas de varios centenares de metros de espesor.

Cuando los arroyos de los ros deslavan los suelos aluvionales y los llevan hasta el mar y stos se depositan en el fondo, se conocen como depsitos marinos, los depsitos del fondo de los lagos se llaman depsitos lacustres. Por su parte, los depsitos marinos de arena, limo o arcilla pueden llegar a tener gran espesor. Al contrario de los que algunos creen, la arena no procede de los mares, sino que la llevan a l los ros y arroyos.

Los suelos ms comunes que se encuentran al efectuar trabajos normales de construccin, son una mezcla de muchas partculas minerales, que en general proceden de varios tipos de rocas, adems de las partculas minerales, los suelos contienen agua, aire o quiz, gases o materiales orgnicos, tales como races o humus y, en algunos casos compuestos qumicos.

a) Arena. Las arenas se clasifican de acuerdo con el tamao de las partculas que los

forman; la grfica muestra la clasificacin segn la sociedad Americana para ensayos y materiales (ASTM):

2.0 0.25 0.05 0.005 0.001

Gruesa Fina ARENA LIMO ARCILLA COLOIDES

Tamao en mm,

TEMA: SUELOS REFER: PROCEDIMIENTOS CONSTRUCTIVOS EN ALBAILERA III A. ODAR C. - SENCICO



Por la forma de las partculas, la arena se puede clasificar en angular, sub-angular y redondeada. En general, la arena se considera como un material conveniente para la construccin y, por lo comn, los suelos arenosos como adecuados para apoyar la cimentacin. Las arenas al contacto con el agua pueden plantear problemas y casi siempre debido al agua; por ejemplo, los depsitos de arena cercanos al mar o al ro, pueden deslavarse de debajo de las cimentaciones de los edificios. Por otra parte, el agua que asciende por un depsito arenoso, puede crear inestabilidad en el suelo. En sitios "SECOS" la arena constituye un buen material de cimentacin, tiene mas probabilidades de que haya asentamiento inadecuados y puede decirse que es un buen material de construccin. En general, las excavaciones en arena son inestables, las excavaciones en seco se desploman, por lo comn en pendientes de 1- horizontal al vertical; sin embargo, la arena mojada puede sostenerse en laderas mas pronunciadas, incluso verticales, durante periodos breves. No obstante, las excavaciones en arena con mayor pendiente que 1:1, tienden a desplomarse en unos cuantos das o en una semana, deslizndose hasta llegar a una pendiente menos pronunciada que ser de mas o menos 1 a 1. Este ltimo se denomina ngulo de reposo.

b) Limo. Se compone de fragmentos de rocas finamente molidos y es inorgnico. Por lo comn una porcin seca de limo se puede romper fcilmente con la mano, el material es seco y polvoriento. Con frecuencia se encuentra limo mezclado con arena fina o mediana. Muchas veces la "arena sucia" es una mezcla de limo y arena. Por lo comn el limo no es buen material de construccin, en lo que se refiere a las cimentaciones a menos que se comprima y endurezca como formacin de rocas limosas o cuando se ha desecado por completo. Hay limo en muchos valles y fondos de ros, casi siempre est suelto y hmedo y en general es fcil que se comprima bajo cargas ligeras de cimentacin, provocando un asentamiento de los edificios. Resulta difcil usar el limo como material de construccin en terraplenes compactados; no se mezcla bien con el agua. As mismo tiende a desmenuzarse cuando se seca o ceder bajo los equipos de compactacin cuando est ligeramente hmedo.

C) Arcilla. La arcilla se compone de partculas rocosas extremadamente finas que pueden ser redondas, planas, en forma de agujas o de otros tipos. Un trozo de arcilla seca es duro y difcil de romper con la mano. La arcilla mojada puede amasarse y moldearse. Por lo comn, los suelos arcillosos contienen gran cantidad de agua, que va del 10% al 50%, por peso. El agua tiende a mantener unidas las partculas de materiales y por otra parte, posee tensin superficial, por lo que acta como pegamento ligero cuando la capa de agua se hace muy delgada aumenta la tensin superficial y se hace mayor el efecto de adherencia. Los pedazos de arcilla casi seca se vuelve muy duro. Los suelos arcillosos varan de muy blandos (y hmedos) a firmes (y relativamente secos). Por lo comn, la arcilla firme es un buen material de cimentacin, sin embargo la tendencia a absorber agua hace que la arcilla firme se dilate, lo cual puede hacer que se eleven las cimentaciones y que el suelo imponga mayores presiones a los muros de retencin. Las arcillas blandas (y hmedas) se desaguan lentamente y se comprimen cuando se colocan cimentaciones sobre ellas; es difcil usarlas como material de construccin, por que ceden y fluyen bajo los equipos de compactacin, adems de que se desecan con mucha lentitud. La excavaciones en arcilla pueden ser estables, en paredes altas y muy pendientes, las arcillas firmes no se desploman. El exceso de altura o verticalidad provocan deslizamientos de la tierra. Una de las primeras causas de esos deslizamientos es la adicin de agua a la arcilla y la reduccin consiguiente de la tensin superficial en las pequeas partculas de arcilla.

D) Mezclas de arena, limo y arcilla. Por lo comn los suelos son una mezcla de dos o mas materiales: arena y limo, limo y arcilla o una mezcla de los tres, por lo tanto, las




caractersticas de esos suelos se modifican; por ejemplo, la arena con cierto porcentaje de limo y arcilla puede compactarse bien y proporcionar un suelo muy firme as mismo, la permeabilidad puede ser muy baja, lo cual hace que ese material sea apropiado para el recubrimiento de depsitos de agua.

E) Otros compuestos qumicos. Los suelos pueden contener diversas cantidades de otros compuestos qumicos, algunos tienen elevados contenidos de sulfuro y cloruros, convirtindolos en "suelos calientes", que pueden causar la corrosin de lneas subterrneas de servios pblicos o provocar el deterioro del concreto y el acero de refuerzo. La calcita es un compuesto qumico (sulfato de calcio) que se encuentra con frecuencia en los suelos, es ligeramente soluble en el agua; pueden causar dificultades en casos en que en una pesa o en un terrapln haya filtracin continua de grandes volmenes de agua.

F) Suelos expansivos. Algunos suelos se dilatan o contraen debido a los cambios en los contenidos de agua. Esto se debe a un tipo de arcilla que recibe el nombre de montmorillonita. Los suelos que contienen minerales de montmorillonita se dilatan o encogen segn se aada o se extraiga agua. Una de las fuentes mas comunes de montmorillonita es un material llamado bentonita.

1.3. CARACTERISTICAS DE LOS SUELOS En general las muestras de suelos se describen de acuerdo con algunas de las caractersticas siguientes: - Tamao aparente de las partculas Firmes o blandas Color Compactos o sueltos Hmedos o seco Uniformes o variables Estratificados Races o materiales orgnicos Compuestos qumicos

La determinacin de las caractersticas anteriores se hace en funcin de:

1. Tamao de los granos. El tamao de las partculas de tierra es portante para la identificacin de suelos. Las muestras de suelo se hacen pasar por tamices o Cedazos de diversos tamaos para calcular los porcentajes de grava, arena, limo y arcilla que hay en ellas. Los tamices suelen denominarse por nmeros que se refieren a escalas establecidas. Hay tamices de 4", 3", 2", 1 " y as hasta la nmero 200 (0.074 mm) de acuerdo a la clasificacin dada anteriormente para distinguir entre el limo y la arcilla es necesario emplear la prueba del decmetro o hidrmetro.

Suelos seleccionados para rellenos compactados

Tamao del tamiz % que pasa

2" N 4 N 40 N 200

100

50 - 85 20 - 50 5 - 15

Suelos aceptables para rellenos compactados. Tamao del tamiz % que pasa

3" 100 N 200 20 - 30




Materiales de base para carreteras


2" 1 " " N 4 N 200

100 90 - 100 50 - 90 25 - 50 3 - 10

Arena para concreto


" N 4 N 8 N 16 N 30 N 50 N 100

100 95 - 100 80 - 100 50 - 85 25 - 60 10 - 30 2 - 10

2. Contenido de humedad. El contenido de agua de un suelo es un porcentaje, en el que

se compara el peso del agua con el del suelo seco.

10sec

=osuelodelpeso

aguadelpesoaguadelContenido

En general el contenido de agua o humedad de diversos suelos vara aproximadamente de 10 a 15% para la arena, de 15 a 30% para el limo, y de 30 a 50% para el arcilla. Algunos suelos tales como los lodos pueden tener contenido de agua de 100 a 200%

3. Lmites de consistencia. En general los suelos pueden ser divididos en dos grandes grupos: friccionantes o pulverulentos y cohesivos. El grado de cohesin de los segundos varan mucho, segn vare la humedad de los mismos. Un suelo puede estar en cualquiera de los estados de consistencia: a) Estado lquido con las propiedades y apariencias de una suspensin. b) En semilquido, con las propiedades de un fluido vistoso. c) Estado plstico, en el que el suelo se comporta plsticamente. d) Estado semislido, en el que el suelo tiene la apariencia de un slido, pero an

disminuye su volumen al estar sujeto a secado. e) Estado slido, en el que el volumen del suelo no vara con el secado. Los anteriores estados son fases generales por las que pasa el suelo al irse secando y no existen criterios estrictos para distinguir sus fronteras. Atterberg, estableci los siguientes lmites de consistencia: Lmite lquido. Es la frontera entre los estados semilquidos y plsticos. Lmite plstico. Es la frontera entre los estados plsticos y semislidos. Lmite de contraccin. Es la frontera entre los estados semislidos y slidos,

definido por el contenido de agua con el que el suelo no disminuye su volumen al seguirse secando. El lmite liquido se determina haciendo ensayos con las copas de casa grande. El lmite plstico es el contenido de humedad de unos rollitos hechos con la mano sobre un vidrio, hasta que la muestra pierda su agua y no pueda moldearse porque el suelo se agrieta o desmorona.




El lmite de contraccin es el encogimiento de un suelo al secarse, este fenmeno en un momento pesa aunque el suelo siga perdiendo agua. Al contenido de humedad en ese momento, se llama lmite de contraccin. Comentarios. El lmite lquido nos da una idea si el suelo es orgnico o inorgnico, considerando dos muestras, una seca y la otra en su estado natural; si en ambas muestras el lmite lquido es igual, el suelo es inorgnico; en caso contrario el suelo es orgnico. El lmite de contraccin nos da una idea de las arcillas expansivas, en efecto, para lmites de contraccin menor que 10 las arcillas con expansivas, y para lmites de contraccin mayor que 12, no. Los lmites de consistencia dan una base para clasificar al suelo y sus propiedades.

4. Resistencia. El conocimiento de la resistencia de un suelo es fundamental en todo problema de estabilidad. El diseo de una estructura, sea esta una fundacin, un terrapln o un muro de contencin, requiere de una evaluacin de la resistencia de los suelos involucrados en ella. Los mtodos de prueba estn en funcin del tipo de suelos a ensayar y del grado de apreciacin que se quiera de las caractersticas esfuerzo deformacin y resistencia: - Compresin simple - Corte directo - Compresin triaxial a) Corte directo. El ensayo es para suelos flexionantes, (arenas) el ensayo consiste

bsicamente en colocar el suelo en una caja metlica compuesta de dos marcos (superior e inferior), que no se encuentran en contacto y luego aplicar una carga vertical y una horizontal (de corte) conforme se va aplicando esta ltima fuerza, se trazan en una grfica la cantidad de fuerza y la deformacin; para as encontrar la resistencia del suelo y utilizarlo en clculos posteriores.

5. Consolidacin. Las pruebas de consolidacin se realizan para estimar la compresin o

la consolidacin de las capas de suelo bajo las cargas. De este modo es posible estimar




el asentamiento de las cimentaciones; as mismo se pueden estimar los asentamientos debidos a la colocacin de terraplenes o cargas pesadas sobre el suelo.

6. Permeabilidad. Las pruebas de permeabilidad del suelo se efectan para medir la rapidez con la que se puede drenar el agua a travs del suelo. Los ndices de permeabilidad se utilizan para seleccionar mtodos de desage para excavaciones por debajo del nivel fretico, as como tambin para otros fines.

Indices tpicos de permeabilidad

Tipo de suelo cm/seg pies al da

Grava Arena gruesa Arena mediana Arena fina Arena muy fina Limo Arcilla limosa Arcilla plstica

10 1 0.1 0.01 0.001 0.0001 0.000001 0.0000001

30,000 3,000 300 30 3 0.3 0.003 0.00003

7. Compactacin. Las pruebas de compactacin se efectan en suelos que se intenta utilizar como rellenos compactados. Las demandas de pavimentacin de carreteras y pistas de aterrizaje de aeropuertos, ha incidido en que se creen compactadoras y apisonadoras ms pesadas; igualmente los procedimientos de pruebas de laboratorio han cambiado y utilizan martillos ms pesados y de mayor energa para compactar suelos. En una de las pruebas que ms se utiliza se emplea un martillo que pesa 10 libras (4.50 kg) y cae a lo largo de 18 pulgadas (45 cms), para compactar el suelo en 5 capas.

8. Anlisis qumicos. Los anlisis qumicos de suelo pueden efectuarse para saber si stos son cidos, alcalinos o neutros y para determinar si contienen sulfuro, cloruros u otros compuestos qumicos que puedan causar deterioro en las cimentaciones de concreto o acero o en las tuberas tendidas en el suelo. Tambin se pueden necesitar anlisis qumicos sobre muestras de agua y muestras de materiales de filtracin, para el diseo de posos y drenajes. Por lo comn se comprueba primero el PH de las muestras del suelo. Cuando el suelo es aproximadamente neutro (PH = 7), no suelen hacerse otros anlisis. Si el PH es alto o bajo, lo que indica condiciones alcalinas o cidas se suelen efectuar anlisis adicionales para determinar el contenido de sodio, cloruro y sulfato de los suelos. Estos pueden indicar una necesidad de proteccin especial para las estructuras de concreto o acero que se colocan sobre el terreno.


28


SUELOS Y ESTABILIZACIN

1. ESTABILIZACION DE SUELOS - ANTECEDENTES Se entiende por estabilizacin de suelos, el mejoramiento de una o ms propiedades de un suelo

para cumplir determinado fin. Con la adicin de productos bituminosos se busca disminuir la absorcin de agua y sus efectos

posteriores, logrndose muros durables, sin revestimiento y de mejor apariencia. 1.1. Teora de la Estabilizacin de lo Suelos con Asfalto

La estabilizacin de bloques con asfalto se fundamenta en el hecho de que la arcilla es el nico componente del suelo que es inestable en presencia de humedad. El asfalto emulsificado que se usa como estabilizador de suelos consiste de glbulos microscpicos de asfalto que estn rodeados y suspendidos en medio acuoso. Se recomienda mantener el estabilizador a una temperatura superior a 0 centgrado. El estabilizador hace contacto con la parte arcillosa del suelo y a medida que se realiza la evaporacin del agua, los glbulos de asfalto forman una fina pelcula que rodea a las partculas de arcilla, cuando est totalmente seca, la masa tratada con la emulsin de asfalto mantiene aproximadamente la misma firmeza y resistencia a la compresin que un suelo que ha sido mezclado solamente con agua. Pese a que un contacto con el agua puede producir cierta absorcin, las partculas de arcilla no se expandirn o pendern cohesin.

1.2. Suelos Apropiados Se recomienda suelos con una composicin bsica de arena y arcilla, la segunda actuar, como un cementante de la primera. La fraccin fina de un suelo debe contener suficiente arcilla para formar una pasta delgada alrededor de las partculas ms gruesas. Suelos arcillosos ocasionan demasiado encogimiento y rajaduras, adems el constante aumento y disminucin de volumen en presencia de agua producen adobes fcilmente erosionables; suelos con excesiva arena no tienen suficiente ligazn entre partculas, generando adobes de poca fuerza cohesiva que se desmoronan. Suelos con excesivo contenido de materia orgnica no son aptos por su gran encogimiento, baja resistencia y poca duracin ante la humedad. Las sales y lcalis an en cantidades reducidas ocasionan deterioro en los adobes expuestos a ciclos de humedecido y secado. El problema principal radica en la identificacin de los elementos nocivos y en los porcentajes mximos admisibles. 1.2.1. Requisitos de Seleccin

Como la adicin de asfalto no altera significativamente la resistencia mecnica, el encogimiento, ni la trabajabilidad del barro se han tomado como especificaciones de partida las usualmente empleadas para adobes comunes secados al sol. 1.2.1.1. Granulometra: Segn el sistema SUCS, las partculas que pasan la

malla ASTM N 200 son clasificados como limos y arcillas. Los tipos de suelos requeridos deben tener un contenido de 55% a 75% de arena (retenidas en la N 200) y de 25% a 45% de materiales finos (limos ms arcillas).

La proporcin ideal de arcilla sera el 15%, segn la "Clasificacin Internacional" arena (2 a 0.02 mm.), limo (0.02 a 0.002 mm.), arcilla (0.002 a 0.0002 mm.)

1.2.1.2. Contenido de Sales Solubles en agua: El mximo porcen

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