MANUAL DE SUELOS I

El suelo es un material que trae al Ingeniero Civil, problemas de naturaleza diversa, los cuales podemos agrupar en las categoría indicadas en el cuadro siguiente, constatándose que en todos los sectores de la Ingeniería Civil, es importante la consideración del comportamiento físico mecánico de este material.

Cuadro 1.1

PROBLEMAS TRABAJOS

Movimiento de Tierras Urbanizaciones

Caminos y Aeropuertos

Presas de Tierra

Estabilización de Suelos Caminos y Aeropuertos

Presas de Tierra

Fundaciones Edificios

Puentes

Obras Portuarias

Presas

Soporte de Macizos Obras Portuarias

Túneles

Canales Caminos

Resistencia de Taludes Caminos

Canales

Presas de Tierra

Erosión

Aprovechamientos Hidráulicos

Caminos ( protección de taludes)

Drenaje Caminos y Aeropuertos

Presas de Tierra

Edificios

Urbanismo Geotecnia aplicada al ordenamiento urbano

Hoy en día el tratamiento de las propiedades de los suelos, aunque ocupen gran parte de un tratado de mecánica de suelos, en líneas generales se ocupa en resolver los siguientes problemas:

1.1 EL SUELO COMO MACIZO DE SOPORTE DE FUNDACIONES

Fundación o cimentación de una estructura, es la parte de la misma que se destina a distribuir las cargas sobre el terreno y el principal criterio para su diseño, es el de económicamente compactabilizar las deformaciones de que son causa con su utilización.

Las relaciones entre las cargas y deformaciones de los suelos, constituyen pues, las bases de la concepción y dimensionamiento de las fundaciones, considerándose siempre que:

Figura 1.1 Esquema de una Zapata de Fundación

Presiones por las cuales el suelo de acuerdo a su tipo, se deforma mediante lo indicado en el siguiente Diagrama de Distribución de Presiones en el Interior del Depósito de Suelos

Figura 1.2 Relación Tensión-Deformación en los suelos

Tales diagramas presentan tres segmentos bien diferenciados:

-Concavidad hacia arriba (deformaciones por adensamientos)

-Sensiblemente lineal (deformaciones elásticas)

-Concavidad hacia abajo (Falla del suelo), rotura.

El estudio de las deformaciones de los suelos se basó primero en la teoría de la elasticidad y posteriormente se desarrollaron la teoría de la consolidación, licuefacción y la teoría de la plasticidad.

En el estudio y diseño geotécnico de las cimentaciones, es indispensable realizar una prospección del suelo hasta profundidades en las que los incrementos de los esfuerzos por cargas externas no sean significativos, como por ejemplo inferiores a un 10% del valor de la presión de contacto y nos permita estimar los siguientes parámetros:

- Capacidad de carga admisible

- Tipo de cimentación (superficial o profunda)

- Nivel de cimentación

- Deformaciones diferenciales entre los diferentes puntos de la estructura

- Procedimientos constructivos

- Sistema de estabilización de los depósitos, etc.

1.1.1 El terreno a la luz de la teoría de la elasticidad

Si el terreno fuera supuesto como un sólido elástico homogéneo, isótropo y semi – indefinido, la teoría de la elasticidad permite desde Boussinesq determinar el campo de tensiones en ella producidos por una zapata cargada.

Figura 1.3 Campo de tensiones generados por una carga circular uniforme

Para conocer estas características elásticas es necesario efectuar una prospección del terreno hasta profundidades que deben estar de acuerdo con el peso y extensión de la estructura a fundar.

Prospección que muestra que los depósitos de suelo no son ni homogéneos, ni isótropos ni elásticos, ni semi-definidos.

Figura 1.4 Esquema de tensiones en el interior del depósito de suelo

1.1.2 La consolidación de los suelos

Según la teoría de consolidación de Terzaghi, este problema se presenta en suelos arcillosos y saturados, que tienen la posibilidad de drenar sus aguas por efecto de incremento de presiones externas hacia estratos permeables, por efecto de una variación en la distribución de presiones que son absorbidas por la fase liquida μ = presión neutra y fase sólida (σ´= presión

...