!" # Indice 1 FUNDACIONES SUPERFICIALES Informe Geotécnico en proyectos de edificios Antecedentes e información previa Reconocimiento geotécnico Pruebas y ensayos Tipo de edificio, cargas, etc. Tipo de terreno Terreno granular ( arenas, gravas ) Influencia del NF sobre la const. Roca aflorante a pequeña prof. Optimización de excavaciones Terreno cohesivo ( arcillas ) Alta Resistencia Baja Baja Deformabilidad Alta Baja Media Deformabilidad Alta Media Tolerancias del edificio Estrictas Media Problemas de interacción con edif.adyacentes Si No Positivo Análisis según tipo de edificio Amplias Cimentación directa (zapatas,losas ) Negativo Cimentación profunda ( pilotes ) Etapas de un Proyecto de Fundaciones Estudio Geotécnico Antecedentes Geología Hidrogeología Normativa Coeficientes de seguridad Condicionantes Implantación Definición de la cimentación Tecnología Tipología Reconocimientos Correlaciones Ensayos Informe Geotécnico Parámetros geotécnicos Modelos de comportamiento Proyecto Ejecución Sistema de estructuramiento del terreno Problemas constructivos Interacción con el entorno Control del comportamiento Acumulación de experiencia Resultado Mejora del proyecto 2 se debe tener presente : • Las condiciones del subsuelo y sus posibles problemas • Su capacidad portante y deformabilidad • Sus características como material de construcción Un estudio geotécnico debe incluir entre otros temas: Características del proyecto y objetivo del estudio Características geotécnicas del sitio Solución de fundación o del tema geotécnico de estudio Recomendaciones para el procedimiento constructivo RECONOCIMIENTO DEL TERRENO Estudio Geotécnico Mé todo de estudio Ensayos geoté cnicos Naturaleza del suelo Problemas a resolver Problema Habituales a resolver Reconocimiento geoló gico Geología del lugar Topografía Cimientos Contenciones Adaptació n al lugar Estabilidad de pendiente Condiciones de ejecució n Agotamientos Socalzados Asientos Estabilidad En desniveles y subterraneos Estabilidad de fondo y paredes de la excavació n 3 .RECONOCIMIENTO DEL TERRENO Estudio Geotécnico Antes de construir cualquier obra de ingeniería. queda definidos por : Tipo de terreno Nivel de estudio ( Factibilidad. previo. Un criterio puede ser: Reconocimiento preliminar Uniformidad del subsuelo Vías de acceso Variabilidad del subsuelo 120 . la extensión.5 m entre sondajes 4 .proyecto) Importancia de la obra Tiempo disponible RECONOCIMIENTO DEL TERRENO Ubicación de los sondajes SONDAJE : Prospección que busca detectar en forma razonablemente confiable. espesor y carácter de suelos y rocas existentes destacando irregularidades importantes del subsuelo.RECONOCIMIENTO DEL TERRENO Trabajos a realizar La cantidad y calidad de los trabajos de reconocimiento.150 m entre sondajes 30 m entre sondajes o 1 c/ 1000 m2 15 a 7. anteproyecto. 60 Excavación para empréstito 30 .90 RECONOCIMIENTO DEL TERRENO Profundidad de los sondajes La profundidad de los sondajes depende de : Tamaño y características de la estructura propuesta Consideraciones del diseño : FS.30 Edificio industrial de un piso 30 .Diques 30 .600 Presa de tierra . Profundidad del estrato con capacidad de soporte adecuado Bulbo de presiones 5 . etc.120 Edificio de varios pisos 15 .RECONOCIMIENTO DEL TERRENO Otro Criterio de Ubicación de Sondajes ESPACIAMIENTO DE SONDEOS Estructura u obra Espaciamiento ( m ) Carretera 300 . asientos. infiltración de aguas. 10% del bulbo Zapata aislada 1.RECONOCIMIENTO DEL TERRENO Profundidad de los sondajes Algunas recomendaciones son: Teoría de sobrepresiones Teoría de Boussinesq Otras recomendaciones Regla de E. Exploración complementaria exploraciones especiales y/o y 6 .5-2. mín. Recopilación de antecedentes reconocimiento geológico 2.0 B Zapata corrida 2.5 B RECONOCIMIENTO DEL TERRENO Etapas del Estudio Geotécnico 1. que cumpla ∆ σ = 0.10 σo’ Prof. Exploración Preliminar 3. de Beer Prof. Exploración detallada de muestras representativas y no perturbadas 4. Percusión o Rotación . Dentro de esta etapa algunos métodos de exploración son: • Reconocimiento Geofísico • Ensayos de Penetración y sísmica de pozos .Reducir la extensión de la exploración.Sondajes por Presión. etc ) • Sismicidad • Clima • Napa freática RECONOCIMIENTO DEL TERRENO Etapas del Estudio Geotécnico 2.Mediciones presiométricas 7 .RECONOCIMIENTO DEL TERRENO Etapas del Estudio Geotécnico 1. Objetivo : .Obtener el Perfil del subsuelo y muestras representativas de los estratos principales ..Obtener posición del nivel freático .RECOPILACION DE ANTECEDENTES Y RECONOCIMIENTO GEOLÓGICO. Municipalidades.Recopilar y evaluar los datos disponibles del subsuelo del sector .Veleta .EXPLORACIÓN PRELIMINAR Objetivo : ..Determinar la línea de roca.Determinar efecto de subpresiones . etc. Como fuentes preliminares de información se tienen : • Registros Geológicos y Geofísicos • Comportamiento de estructuras existentes • Topografía y fotografía aérea • Zonificaciones de suelos • Servicios ( MOP. Determinar el nivel de presión hidrostática del agua subterránea Métodos según la profundidad : Superficiales : Calicatas y Zanjones Profundas : Muestradores tubulares abiertos. testigos de corona y sondeos de penetración.EXPLORACIONES ESPECIALES Objetivo : Obtener muestras generalmente no perturbadas (a veces de 4” o más de diámetro) desde los estratos considerados como críticos Se utilizan cuando : • • • • La estructura es de gran tamaño Las condiciones del subsuelo se asocian a modelaciones muy difíciles..EXPLORACIÓN DETALLADA Objetivo : .Obtener muestras aproximadamente continuas de empréstitos de materiales .Obtener perfiles detallados del suelo (muestras inalteradas de 2” a 3” de diámetro) y propiedades principales..RECONOCIMIENTO DEL TERRENO Etapas del Estudio Geotécnico 3. Se quiere determinar simultáneamente características de resistencia y deformabilidad en una misma capa y profundidad. . de pistón. RECONOCIMIENTO DEL TERRENO Etapas del Estudio Geotécnico 4. Se trata de suelos o condiciones de fundación “especiales” 8 . por Rotación y por Sondajes Percusión Prospección Geofísica METODOS Manual Estático Dinámico:CPT. para someterlas a los ensayos necesarios en laboratorio El número mínimo de pozos por obra y su profundidad ya ha sido comentado. ZANJAS Y POZOS • • • • Excavación en el terreno. pesos específicos y se retiran muestras representativas Para suelos granulares limpios ( sin cohesión ) se “ moldean “ o fabrican muestras a la humedad y densidad del terreno. humedad. pero sus dimensiones mínimas en planta y profundidad están en función del tipo de estructura y del tipo de suelo Dentro de ellos se miden a distinta profundidad densidad . por Presión. como alternativa a ensayos “in situ” 9 . Zanjas y Pozos Manuales.RECONOCIMIENTO DEL TERRENO Métodos de Reconocimiento Indirectos Resultados no inmediatos ( Ensayos en Laboratorio ) Calicatas. cuyo propósito es obtener la estratigrafía y muestras inalteradas.SPT Ensayos de Penetración Veleta de Corte Directos Resultados inmediatos ( Ensayos In Situ ) Placa de Carga Ensayo Presiométrico Ensayo de Permeabilidad RECONOCIMIENTO DEL TERRENO Método de Muestreo Indirectos CALICATAS. suelos cementados) POR PRESIÓN : inalterados (suelos blandos) RECONOCIMIENTO DEL TERRENO Método de Muestreo Indirectos TIPOS DE SONDAJES Sondaje por Presión • Se usa para perforaciones en suelos blandos • Profundidad máx.RECONOCIMIENTO DEL TERRENO Método de Muestreo Indirectos SONDAJES • • Perforaciones de pequeño diámetro ( entre 3 a 6 “ ) y de gran profundidad ( hasta 150 m ) En caso de obtener muestras inalteradas.6 m • Para la extracción de la muestra. 5 . ROTACION: testigos no perturbados ( rocas y suelos duros) Tipos de Sondajes PERCUSION : Muestras alteradas (gravas. el barreno reemplaza por un tubo de muestreo se Barreno manual y muestreador 10 . éstas se protegen con parafina sólida y se llevan al laboratorio. que cae desde 0.60 m Se obtiene el índice de resistencia a la penetración N y permite estimar la densidad relativa y otros parámetros de resistencia y deformación. El método consiste en introducir mediante un martinete.RECONOCIMIENTO DEL TERRENO Método de Muestreo Indirectos Sondaje por Percusión Equipo de perforación por Percusión • Eficiente en suelos granulares medios a finos • • • y menos en suelos blandos libres de piedras o rocas. un conjunto de barras con un muestreador en la punta Se obtienen muestras o testigos alterados La obtención de muestras inalteradas es con muestreadores cilíndricos del tipo Shelby Muestreador Cilíndrico φ interno 1 3/8” φ externo 2” Largo variable ( 6 -42” ) RECONOCIMIENTO DEL TERRENO Sondeo y ensayo de Penetración Dinámica SPT • Se • • • • hinca en el suelo el muestreador. 11 . por medio de un martinete de 65kg de masa.76 m de altura Se registra el número de golpes N para los últimos 30 cm de penetración Diámetro de perforación entre 150 y 300 mm Profundidad máxima de 50 . CUCHARA NORMAL SPT 12 .SONDAJE S.P.T. mediante rotación. agua a presión controlada La calidad de la roca se puede medir relacionando el n de trozos menores de 10 cm. El muestreador emplea en la punta. Necesidad de un líquido lubricante. con el largo total: Indice de Recuperación o RQD Existen otras alternativas de perforación por medio de Trepano Perforadora con broca de corona que gira a velocidad de 600 a 1200 rpm El barril muestreador posee diámetro de 30 a 100 mm 13 .RECONOCIMIENTO DEL TERRENO Ensayo de Penetración Dinámica SPT Informe estratigráfico obtenido mediante ensayo SPT RECONOCIMIENTO DEL TERRENO Método de Muestreo Indirectos Sondaje por Rotación • • • • • • Utilizado en rocas y suelos duros Obtiene muestras inalteradas. empuje vertical y lavado. un material más duro que el que se quiere penetrar. del tipo corona diamantada. SONDAJE POR ROTACION Cabezal conductos Tubo exterior Tubo interior Broca cortanúcleos Muestreador 14 . Método de resistividad eléctrica . humedad. presencia de vacíos y elasticidad. Reflexión Sísmica • Se utiliza en exploraciones profundas ( > 300 m ) y para exploraciones bajo agua a poca profundidad. densidad. • Se genera una onda sónica recepcionada por geófonos. Se hincan 4 eléctrodos separados entre sí y a medida que cada uno cruza una interfase. niveles de roca y freáticos Se basa en la variación de un estrato a otro de: Resistencia eléctrica Elasticidad Susceptibilidad magnética. los cuales registran los cambios de la velocidad de onda. se registran cambios en la resistividad. textura. Se obtienen rápidamente perfiles laterales y verticales 15 . se emite una pulsación sónica que se • refleja en el lecho marino y el arribo de ondas se detecta con hidrófonos . • Similar al anterior.RECONOCIMIENTO DEL TERRENO Métodos de Muestreo Indirectos PROSPECCIÓN GEOFÍSICA Electrodo de corriente Electrodo de potencial E d d • • Procedimientos económicos para determinar límite de los estratos del suelo. Se pueden emplear 3 métodos: .Método de refracción sísmica amperímetro I voltímetro d h Configuración de Wenner para Método de Resistividad Tiempo x Onda directa Onda refractada Curva de tiempo de primer arribo • Distancia Método de Refracción Sísmica RECONOCIMIENTO DEL TERRENO Métodos de Muestreo Indirectos • Resistividad Eléctrica • Se basa en la presencia de aguas subterráneas que contienen sales. Refracción Sísmica • Se basa en la diferencia de velocidad de las ondas sísmicas al atravesar diferentes materiales • Afectan a la velocidad : ondas de choque. las que conducen corrientes apreciables a corta distancia.Método de reflexión sísmica . RECONOCIMIENTO DEL TERRENO Métodos de Muestreo Directos Métodos Directos Resultados inmediatos ( Ensayos In Situ ) MEDICIÓN REQUERIDA Resistencia al corte Capacidad de carga Esfuerzo in situ MEDICIÓN REQUERIDA Compacidad relativa y N Compresibilidad Presió de Poros n PRUEBAS De Penetració SPT n: Veleta de corte Presió metro Placa de carga Piesó metro 16 . en donde se introduce la punta Revestimiento Anclajes Punta o barra Presió ( barra ) Kg.RECONOCIMIENTO DEL TERRENO Métodos de Muestreo Directos Fuerza variable o continua ENSAYOS DE PENETRACIÓN Manó metro Ensayo de Penetración Estática ( Deep soundering ) • Popular a nivel mundial (poco en Chile) • Uso en obras de fundaciones profundas y en suelos blandos • Se utiliza un gato hidráulico con carga. se hunde mediante la energía de la masa de 63. Este sondaje no permite extraer muestras La correlación entre N y la resistencia del suelo es buena en arenas y regular para suelos cohesivos Se limita su validez hasta profundidades del orden de 10 m Este sondaje no registra la profundidad de la napa Ver diagramas de equipo 17 .5 kg que cae desde 75 cm de altura Se registra N ( n de golpes ) cada 30 cm. y una camisa.f / cm2 n Presió para n hundir barra z Presió para n hundir punta Resistencia de punta Resistencia de roce RECONOCIMIENTO DEL TERRENO Métodos de Muestreo Directos Ensayo de Penetración Dinámica CPT • • • • • • Un conjunto de barras terminadas en un cono normalizado. Ver Ensayo portatil RECONOCIMIENTO DEL TERRENO Métodos de Muestreo Directos Ensayo de Penetración Dinámica CPT N <4 4-10 10-30 30-50 >50 COMPACIDAD muy floja floja media alta muy alta φ <29 29-30 30-36 30-41 >41 18 . a través del torque necesario para hacer girar una paleta φ • La paleta se introduce dentro del pozo de sondaje • Dependiendo de la naturaleza del suelo es posible aplicarlo hasta 60 o 70m τ = c RECONOCIMIENTO DEL TERRENO Métodos de Muestreo Directos ENSAYO DE PLACA DE CARGA • • • • El ensayo consiste en aplicar al suelo distintos estados de carga y registrar la deflexión producida en ellos.RECONOCIMIENTO DEL TERRENO Métodos de Muestreo Directos ENSAYO VANE TEST Radio T • Ensayo de Paleta o Veleta de corte • Se utiliza en suelos cohesivos blandos • Mide la resistencia al corte en función de la cohesión. Se utiliza para evaluar la capacidad de soporte de subrasantes. La deflexión para cada carga se alcanzará cuando no se aprecie un mayor incremento de ella . generalmente cuando la deformación no sea mayor a 0. La carga se aplica por medio de un gato hidráulico y la deflexión producida se mide con diales colocados cerca del borde inferior y distribuidos regularmente en su perímetro. bases o pavimentos completos.025 mm por minuto. 19 . K . se obtiene el módulo de reacción según : K = Módulo de Reacción p = presión ( Kpa ) δ = reacción o deflexión K=p/δ • • • El módulo de reacción del suelo depende de la deformación que se tome como referencia La medición del módulo de reacción es sensible al diámetro de placa empleada El valor del módulo de reacción depende del estado de humedad del suelo. Cc . Curva con aplicación cíclica de la presión Curva de carga repetida RECONOCIMIENTO DEL TERRENO Métodos de Muestreo Directos Con los resultados obtenidos del ensayo Placa de carga .RECONOCIMIENTO DEL TERRENO Métodos de Muestreo Directos Información por obtener de un ensayo de placa : E.Plástica Rebote elástico Ciclos de def. 20 . Valor de soporte Presión Normal Deformación Tiempo Deformación Curva deformación v/s tiempo Curva Presión v/s Deformación con descarga Presión Normal Presión Normal Deformación Def. Manómetro Gas Agua Pared inalterada Célula de medida Célula de guarda RECONOCIMIENTO DEL TERRENO Métodos de Muestreo Directos Los resultados que se obtienen son : Presión límite de ruptura ( Pl ) Módulo presiométrico ( Em ) Em / ( pi . en el cual se expande una membrana flexible en el interior de un sondaje previamente excavado. determinando características mecánicas del suelo a un costo reducido y en una situación más cercana al estado natural del suelo.RECONOCIMIENTO DEL TERRENO Métodos de Muestreo Directos ENSAYO PRESIOMÉTRICO Ensayo de carga in situ .Historia de la rigidez del suelo V = inc.total • • • Presión Aplicaciones del ensayo : • • • • Capacidad de soporte de fundaciones superficiales o profundas Asentamientos totales o diferenciales Esfuerzos horizontales sobre muros de contención Esfuerzos y desplazamientos de pilotes solicitados horizontalmente ∆v p Curvas presiométrica y de fluencia 21 .po ) . 1. • • • • • dh h1 h2 L h suelo NF h L Pozos de prueba RECONOCIMIENTO DEL TERRENO Profundidad de los sondajes PROFUNDIDAD DE LOS SONDAJES EN MUROS DE CONTENCIÓN : Considerar : .Estabilidad de los taludes en la altura de la excavación H Material estable : D = 1.RECONOCIMIENTO DEL TERRENO ENSAYO DE PERMEABILIDAD Tubo vidrio IN SITU (Ejemplo) Se mide la cantidad bombeada de agua de un pozo o el nivel de descenso del agua en el terreno Se busca alcanzar un estado estacionario cuando a flujo constante de bombeo. de tal forma de que exista entre ellos un gradiente hidráulico natural.3. En la perforación superior se introduce colorante y se mide el tiempo que demora en llegar a la otra perforación.75 .5 H Estrato ancho : D = 2H D PROFUNDIDAD DE LOS SONDAJES EN CORTES PROFUNDOS : Considerar : . se mantienen constantes los niveles en pozos de observación Medición de la velocidad de infiltración: Se utilizan dos perforaciones o pozos de prueba.0 m B <<< H :D=H H D B 22 .Asentamientos Estrato normal : D = 0.Fallas por resistencia al corte .8 . incremento de presió vertical n 0.1 de la presió vertical n Prof.Cruzar zona meteorizada .5 m Cargas pesadas : D = 2.Permeabilidad .Presiones hidrostáticas H D PROFUNDIDAD DE LOS SONDAJES EN TERRAZAS Y TERRAPLENES : 2L H D Considerar : .8 pB L > 2B => D = 0.RECONOCIMIENTO DEL TERRENO Profundidad de los sondajes PROFUNDIDAD DE LOS SONDAJES EN EMBALSES Y DIQUES : L Considerar : . z 23 .0 .1.Definir riesgo de heladas Cargas livianas : D = 1.3.0 .Estabilidad .0 m RECONOCIMIENTO DEL TERRENO Profundidad de los sondajes PROFUNDIDAD DE SONDAJES EN TÚNELES : B Considerar : .Definir condiciones de drenaje .1 p ( Zapata corrida ) L = largo fundación B = ancho fundación p = presión media en el área Profundidad estimada σ’ Sello de fundació n ∆ σz .Presión del suelo en las paredes D Condición normal : D = B PROFUNDIDAD DE SONDAJES EN FUNDACIÓN DE ESTRUCTURAS : L < 2B => D = 0.Filtraciones de agua H = Debe permitir estimar : .Estabilidad del suelo . rellenar. el agua juega un rol muy importante. ya que genera variados problemas .RECONOCIMIENTO DEL TERRENO Caracterización Geohidráulica En Ingeniería de Fundaciones . son utilizados en excavaciones de fundaciones y obras de movimiento de tierras : Bombeo de pozos horizontales Bombeo de resumideros abiertos Consolidación química Bombeo de Pozos Electro . concretar. “ ambiente seco “ para Aumentar la estabilidad de los taludes de las excavaciones (en arenas podría excavarse cerca de la vertical) Reducir solicitación al sistema de entibación Evitar riesgos de situaciones artesianas en sello de fundación RECONOCIMIENTO DEL TERRENO Caracterización Geohidráulica Los siguientes métodos de control de napa y / o procesos geotécnicos asociados.osmósis Aire comprimido Bombeo de pozo filtrante de pequeño diámetro Bitumen Lechada con cemento Suspensión de arcilla Geosintéticos Congelamiento 24 .etc. los que se agrupan en : Influencia del tiempo en el escurrimiento en suelos saturados Fuerzas de Percolación en taludes Depresión de la Napa Estanqueidad y protección de la contaminación El control del agua en la construcción tiene por finalidad : • • • • Facilitar faenas constructivas en compactar. T Volver al la diapositiva anterior 25 .Detalles Cono C.P. 26 .