Clase 1 Prob Suelos en I

MECÁNICA DE SUELOS I EC 511 511 - H PROBLEMAS DE LA MECÁNICA DE SUELOS PLANTEADOS A LA INGENIERÍA CIVIL

Mscc. In Ms Ing. g. Lu Luis isaa Shua Shuan n Lu Luccas

PROBLEMAS DE LA MECÁNICA DE SUELOS PLANTEADOS A LA INGENIERÍA CIVIL

• Ci Cim men enta taci cion ones es • El suelo suelo como como mate materia riall de const construc rucció ción. n. • • Est Estruc ructur turas as enter enterrad radas as y de reten retenció ción. n. • Pr Prob oble lema mas s esp espec ecia iale les s

PROBLEMAS DE LA MECÁNICA DE SUELOS PLANTEADOS A LA INGENIERÍA CIVIL

• Ci Cim men enta taci cion ones es • El suelo suelo como como mate materia riall de const construc rucció ción. n. • • Est Estruc ructur turas as enter enterrad radas as y de reten retenció ción. n. • Pr Prob oble lema mas s esp espec ecia iale les s

MECÁNICA DE SUELOS

GEOTÉCNIA

Estudio de las propiedades del suelo: clasificación, identificación, identificació n, resistencia al corte, deformación. Interacción suelo-estructura Conduce a soluciones numéricas Formulación de modelos matemáticos

GEOLOGÍA APLICADA Tipos de depósitos Ubicación de fallas y discontinuidades de las rocas Calidad de la roca para cimentación

MECÁ ME CÁNIC NICA A DE ROC ROCAS AS Obras de excavación en rocas Túneles  Antes se aplicaba solo en minería y petróleo petróleo

MECÁNICA DE SUELOS Un objetivo importante de la Mecánica Me cánica de Suelos es determinar la interacción int eracción entre suelo y estructura. La transmisión de cargas puede ocasionar asentamientos perjudiciales que afecten su estabilidad.

PROBLEMAS DE MECÁNICA DE SUELOS PLANTEADOS A LA INGENIERÍA

OBRAS CIVILES : Se cimientan en el suelo Edificios Puentes carreteras Torres Canales Presas El tipo de cimentación dependerá de la calidad del suelo y de las características de la estructura.      

La Geotécnia Geotécnia estudia las caracter características ísticas y comporta comportamiento miento del terreno y da solución a diversos problemas relacionados a la cimentación y estabilidad de las obras civiles.

CIMENTACIONES “El tipo de cimentación debe estar seleccionado en función a la estructura y calidad del suelo de apoyo” El estudio del sitio debe establecer: Tipo de cimentación adecuado  Profundidad de cimentación mínima

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CIMENTACIONES

CIMENTACIÓN SUPERFICIAL

Zapatas aisladas.

CIMENTACIÓN SUPERFICIAL

Losas o platea

CIMENTACIONES

CIMENTACIONES

CIMENTACIÓN SUPERFICIAL

CIMENTACIÓN PROFUNDA

CIMENTACIONES

Sistema empleado cuando el terreno firme no está próximo a la superficie, generalmente se utilizan pilotes, cajones y pilas

EL SUELO COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN 

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PRESA DE TIERRA PAVIMENTO DE UNA CARRETERA CANTERAS DE AGREGADOS

EL SUELO COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN

PRESAS DE TIERRA

Diseñada para resistir el empuje hidrostático por peso propio. Aprovechamiento de las propiedades de permeabilidad de los diversos suelos

EL SUELO COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN

ESTRUCTURAS DE RECUPERACIÓN DE TIERRAS NECESIDAD En muchos lugares del mundo ya no quedan sitios libres en . SOLUCIÓN El suelo para apoyo de las edificaciones se obtiene dragando el cauce del río, lago o fondo de mar, hasta logar ubicar la estructura en el emplazamiento deseado.

EL SUELO COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN

ESTRUCTURAS DE RECUPERACIÓN DE TIERRAS

EL SUELO COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN

Holanda un país que ha ganado la mitad de sus tierras al mar del norte, mediante barreras de presas de tierra que han embravecido .

Calle de Holanda

ESTRUCTURAS DE RECUPERACIÓN DE TIERRAS

EL SUELO COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN

 “Cuanto más rápido se drenaba el agua del suelo holandés, más rápido se asentaba el terreno, colocando a la región por debajo del nivel del mar, creando un situación potencialmente peligrosa. Por eso desde épocas antiguas y hasta la actualidad dependen de diques naturales y presas de tierra.” 

ESTRUCTURAS DE RECUPERACIÓN DE TIERRAS

EL SUELO COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN  Aeropuerto de Kansai Es un aeropuerto internaciona ubicado en una isla artificial en la bahía de Osaka, Japón.

. 1 km. de ancho . La diseñaron considerando los terremotos y tifones frecuentes en la región. Iniciada en 1987 y se terminó la muralla protectora a fines de 1987

ESTRUCTURAS DE RECUPERACIÓN DE TIERRAS

EL SUELO COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN

TERRAPLENES Y PAVIMENTOS

Empleo de materiales de cantera de buena calidad para conformar las diversas capas del pavimento como: base, sub-base y agregados conformantes de la superficie de rodadura.

EL SUELO COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN

TERRAPLENES Y PAVIMENTOS

Subrasante

: Terreno natural compactado

Subrasante mejorada : Mezcla Terreno natural y material de cantera Base

: Conformado con suelo de cantera (material de préstamo)

Superficie de Rodamiento : Mezcla Asfáltica ó de concreto.

EL SUELO COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN

CANTERAS DE AGREGADOS

Afloramientos rocosos a cielo abierto y profundo

Tipos de Cantera

Lechos de río Depósitos Coluviales-Residuales Depósitos eólicos (dunas)

EL SUELO COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN

CANTERAS DE AGREGADOS

Cantera de lecho de río

EL SUELO COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN

CANTERAS DE AGREGADOS

Cantera de cerro

TALUDES Y EXCAVACIONES

TALUDES Y EXCAVACIONES    

TALUDES NATURALES EXCAVACIONES PROFUNDAS ZANJAS CANALES

TALUDES Y EXCAVACIONES

TALUDES

TALUDES Y EXCAVACIONES

Masas de rocas ó bloques que caen por la ladera, debido a la pérdida del apoyo que las sustentaba

Desprendimientos o caídas

TALUDES Y EXCAVACIONES

Desprendimientos o caídas

Desprendimientos de cantos rodados y boleos en la costa verde

TALUDES Y EXCAVACIONES

Deslizamientos

TALUDES Y EXCAVACIONES

Deslizamientos

TALUDES Y EXCAVACIONES

TALUDES Y EXCAVACIONES

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

TALUDES Y EXCAVACIONES

Deslizamientos en carreteras

TALUDES Y EXCAVACIONES

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Pérdida de estabilidad por deslizamiento

Fotos archivo - Ing. Luisa Shuan Lucas 

TALUDES Y EXCAVACIONES

EXCAVACIONES Y ENTIBAMIENTO

Son movimientos de tierra provenientes del interior de la superficie del suelo y que generan inestabilidad cuando son profundas, debido a las presiones laterales del suelo.

TALUDES Y EXCAVACIONES

EXCAVACIONES Y ENTIBAMIENTO

Fotos archivo - Ing. Luisa Shuan Lucas 

TALUDES Y EXCAVACIONES

EXCAVACIONES

Excavación profunda para sótano.

TALUDES Y EXCAVACIONES

En suelos inestables las excavaciones profundas para un edificio debes ser apuntalada o entibada para evitar derrumbes.

ESTRUCTURAS ENTERRADAS Y DE RETENCIÓN

TÚNELES

ESTRUCTURAS ENTERRADAS  Y DE RETENCIÓN

Túneles de ferrocarril , galerías de minas.

TÚNELES

ESTRUCTURAS ENTERRADAS Y DE RETENCIÓN

Túneles: estudio de fallas, estratificación,  filtraciones, altas temperaturas, gases, etc.

ESTRUCTURAS ENTERRADAS  Y DE RETENCIÓN

Tuberías enterradas.

ESTRUCTURA ENTERRADAS Y DE RETENCIÓN

MUROS DE CONTENCIÓN

ESTRUCTURA ENTERRADAS Y DE RETENCIÓN

MUROS DE CONTENCIÓN

TABLESTACAS

ESTRUCTURA ENTERRADAS Y DE RETENCIÓ

El tablescado debe su estabilidad a la penetración en el terreno de cimentación y un sistema de anclaje próximo a su parte superior. El ejemplo presentado es un muelle de carga.

PROBLEMAS ESPECIALES

PROBLEMAS ESPECIALES DE INGENIERÍA DE SUELOS  VIBRACIONES EXPLOSIONES Y TERREMOTOS HELADAS HUNDIMIENTOS REGIONALES

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PROBLEMAS ESPECIALES

VIBRACIONES  Algunos suelos granulares se pueden densificar mediante vibraciones. Los edificios que descansan sobre tales suelos pueden sufrir asentamientos importantes debido a la vibración de las maquinarias que se instalen en ellos. Los efectos de la vibración pueden ser muy graves, cuando la frecuencia de a v rac n co nc e con a recuenc a natura e terreno. El ingeniero puede elegir entre varios métodos para evitar esto. Puede aumentar la masa de cimentación, variando así su frecuencia, o compactar e inyectar el suelo, alterando de este modo su frecuencia natural y/o compresibilidad.

PROBLEMAS ESPECIALES

EXPLOSIONES Y TERREMOTOS Desde hace mucho tiempo, los ingenieros se han interesado en las ondas originadas por voladuras de cantera y otras explosiones realizadas con fines constructivos y sus efectos sobre las estructuras. Se ha encontrado que el terreno, a través del cual pasan tales ondas, tiene una gran n uenc a so re as v rac ones que a canzan os e c os pr x mos. Este problema ha alcanzado una dimensión nueva, debido al uso de los explosivos nucleares. La técnica militar se ha interesado cada vez más en el proyecto de instalaciones subterráneas que puedan perdurar después de sufrir una explosión nuclear muy próxima. Problemas semejantes se plantean también a causa de los terremotos.

PROBLEMAS ESPECIALES

EXPLOSIONES Y TERREMOTOS

PROBLEMAS ESPECIALES

PÉRDIDA DE CAPACIDAD PORTANTE POR SISMO

PROBLEMAS E

HELADAS Los suelos bajo determinadas condiciones se dilatan al congelarse y se producen problemas de expansiones por efecto de la helada. Cuando suelos susceptibles a la helada están en contacto con la humedad y experimentan temperaturas de congelación expansión importante. En proyectos de carreteras y pistas de aeropuertos en zonas con peligro de heladas, se debe seleccionar una combinación de drenaje y materiales de base que impida la expansión por helada, o proyectar el pavimento que resista el

PROBLEMAS ESPECIALES

HUNDIMIENTOS REGIONALES Ejemplo: la extracción en gran escala de petróleo y agua del terreno puede producir asentamientos importantes en zonas muy extensa. El primer paso para reducir el hundimiento regional es localizar las tierras que se comprimen al extraer los fluidos y estudiar métodos para sustituir los volúmenes retirados. Los casos mas conocidos acerca de hundimientos regionales son: n una zona e . m en ong eac a orn a , an ega o a medirse asientos máximos de hasta 7,50 m. Por extracción masiva de petróleo, por lo que hubo que proceder a construir malecones especiales para protegerse del mar. •

La ciudad de México ha asentado 9 m desde comienzos del siglo XX debido a la extracción de agua para usos domésticos e industriales. •

El efecto de estos asientos totales y diferenciales produce un efecto perjudicial sobre las infraestructuras urbanas de alcantarillado, conducción de agua, estructuras de edificios y puentes.

PROBLEMAS ESPECIALES

HUNDIMIENTOS REGIONALES

 ASENTAMIENTO DEL PALACIO DE BELLAS ARTES – MEXICO D.F.

PROBLEMAS ESPECIALES

 ASENTAMIENTOS

 ASENTAMIENTO POR EXTRACCIÓN DE AGUA DE POZOS (CELAYA – MEXICO)

PROBLEMAS ESPECIALES SUELOS PROBLEMÁTICOS PARA CIMENTACIONES

 ARCILLAS EXPANSIVAS SUELOS COLAPSABLES SUELOS DISPERSIVOS SUELOS LICUABLES SUELOS SALINOS Y AGRESIVOS SUELOS BLANDOS COMPRESIBLES

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