••SUELOS EN CONDICIONES ESPECIALESSUELOS EN CONDICIONES ESPECIALES

••SUELOS EXPANSIVOSSUELOS EXPANSIVOS

MetodologiaMetodologia en proyectos de suelos expansivosen proyectos de suelos expansivos

Identificación del problemaIdentificación del problema

Estimación de las propiedades de expansión de la arcillaEstimación de las propiedades de expansión de la arcilla

Causas mas comunes de daños en suelos expansivosCausas mas comunes de daños en suelos expansivos

Esquema de la concentración de humedad bajo un edificioEsquema de la concentración de humedad bajo un edificio

Soluciones constructivasSoluciones constructivas

••SUELOS COLAPSABLESSUELOS COLAPSABLES

••FUNDACIONES EN MEDIOS AGRESIVOSFUNDACIONES EN MEDIOS AGRESIVOS

Indice

• SUELOS BLANDOS

• SUELOS LICUABLES• SUELOS KARSTICOS• RELLENOS• ZONAS DE SUBSIDENCIA• SUELOS COLAPSABLES• SUELOS EXPANSIVOS• SUELOS AGRESIVOS

• HINCHAMIENTO DEL SUELO BAJO EL EDIFICIO POR AUMENTO DE HUMEDAD (no existe evaporación)

• RETRACCION PERIFERICA DEL TERRENO (construido en poca humedad)

• VARIACION DE VOLUMEN DEBIDO A MODIFICACIONES DEL NF (por bombeo, drenajes, etc)

• ESCASA PROFUNDIDAD DE FUNDACION (dentro de zona activa)

• DEFECTOS DEBIDO A EFECTOS ESTRUCTURALES (para absorber movimientos diferenciales)

• RETRACCION POR DESECACION DEBIDAS A RAICES DE ARBOLES

• HINCHAMIENTOS POR ELIMINACION DE ARBOLES

• ROTURA DE TUBERIAS DE AGUA

• DEFECTOS DE DRENAJES PERIFERICOS

• ETC

CAUSAS MAS COMUNES DE DAÑOS EN SUELOS EXPANSIVOSCAUSAS MAS COMUNES DE DAÑOS EN SUELOS EXPANSIVOS

METODOLOGIA DE PROYECTO EN SUELOS EXPANSIVOSMETODOLOGIA DE PROYECTO EN SUELOS EXPANSIVOS

11-- IDENTIFICACION DEL PROBLEMAIDENTIFICACION DEL PROBLEMA

22-- ESTIMACION DE LOS CAMBIOS PREVISIBLES DE HUMEDADESTIMACION DE LOS CAMBIOS PREVISIBLES DE HUMEDAD

33-- ESTIMACION DEL ESPESOR DE LA CAPA ACTIVA (ESTIMACION DEL ESPESOR DE LA CAPA ACTIVA (AQUELLA QUE SUFRIRA AQUELLA QUE SUFRIRA

VARIACIONES DE VOLUMEN DESPUÉS DE LA CONSTRUCCION)VARIACIONES DE VOLUMEN DESPUÉS DE LA CONSTRUCCION)

44-- ESTIMACION DE LAS PROPIEDADES DE EXPANSIÓN DE LA ARCILLAESTIMACION DE LAS PROPIEDADES DE EXPANSIÓN DE LA ARCILLA

55-- PREVISION DE LOS MOVIMIENTOSPREVISION DE LOS MOVIMIENTOS

66-- ELECCION DE LA SOLUCION Y CALCULO DE LA MISMAELECCION DE LA SOLUCION Y CALCULO DE LA MISMA

SUELOS EXPANSIVOS

IDENTIFICACION DE UN SUELO COMO EXPANSIVO

•• COLOR, GRIETAS DE RETRACCION COLOR, GRIETAS DE RETRACCION (EN EPOCA SECA(EN EPOCA SECA) ) O MUY PEGAJOSO (O MUY PEGAJOSO (EN EPOCA HUMEDAEN EPOCA HUMEDA))

•• ENSAYOS MINERALOGICOS Y DE IDENTIFICACION. ENSAYOS MINERALOGICOS Y DE IDENTIFICACION. EMPLEO DE INDICES.EMPLEO DE INDICES.

IDENTIFICACION DEL PROBLEMA

• Indice Lambe• Indice de Plasticidad•Limite de Retracción•Ensayo CBR•Análisis granulométrico por sedimentación

ESTIMACION DE LAS PROPIEDADES DE EXPANSIÓN DE LA ARCILLA

a) ENSAYOS DE LABORATORIO

METODO DE INUNDACION

b) CORRELACIONES EMPIRICAS

• METODO DE LA CURVA DE HINCHAMIENTO (HINCHAMIENTO LIBRE Y PRESION DE HINCHAMIENTO)

• METODO DEL DOBLE EDOMETRO

• METODO DEL EDOMETRO UNICO

METODO DE SUCCION CONTROLADA

ESQUEMA DE LA CONCENTRACION DE HUMEDAD BAJO UN EDIFICIO

Pavimentación adecuada disminuirá distorsiones de edificación

Fundamento típico de solución Texas

50%

40% 30%

20%

I = ωω L

HINCHAMIENTO<1%σ de hinchamiento <0.3 Kg/cm2

HINCHAMIENTO 4 a 10%σ de hinchamiento 1.25 a 3 Kg/cm2

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

5040 60 70 80

HINCHAMIENTO 1a 4%σ de hinchamiento 0.3 a 1.25 Kg/cm2

HINCHAMIENTO>10%σ de hinchamiento >3 Kg/cm2

Indi

ce d

e co

rrel

ació

n ( I

)

Limite liquido (ω L)

zona a

zona b

zona c

zona d

SOLUCIONES CONSTRUCTIVAS PARA FUNDACIONES SOBRE SUELOS EXPANSIVOS

PARA LA ESTRUCTURA

PARA EL SUELO

•PALAFITO

•ESTRUCTURA RIGIDA O SEMI RIGIDA

•ESTRUCTURA FLEXIBLE

• AISLAMIENTO

• SUSTITUCION

• ESTABILIZACION

SUELOS COLAPSABLESSUELOS COLAPSABLES

COLAPSOCOLAPSO : Asentamiento espontaneo, en general sin variaciones en los es: Asentamiento espontaneo, en general sin variaciones en los esfuerzos fuerzos aplicados acompañado de un cambio importante en la estructura aplicados acompañado de un cambio importante en la estructura interna.interna.

MECANISMOS DE COLAPSO (F:TIPO DE ESTRUCTURA,ENLACE DE SUS PARTIMECANISMOS DE COLAPSO (F:TIPO DE ESTRUCTURA,ENLACE DE SUS PARTICULAS, CULAS, DEPOSICION DEL MATERIAL, W NAT,MINERALOGIA DE “,ETC.DEPOSICION DEL MATERIAL, W NAT,MINERALOGIA DE “,ETC.

a)a) SUELOS GRANULARES SEMI SUELOS GRANULARES SEMI SATURADOSSATURADOS::

b)b) SUELOS ARENOSOSSUELOS ARENOSOS--ARCILLOSOS ARCILLOSOS

d)d) SUELOS DE TRANSICION CON SUELOS DE TRANSICION CON FINOS EN ESTADO FLOCULADOFINOS EN ESTADO FLOCULADO

Agua en meniscos

Tensiones capilares negativas que aumentan presión intergranular

Ordenamiento paralelo de arcillas a los granos de arena

Puentes o enlaces de cementación (solubles)

c)c) SUELOS CEMENTADOS DE ENLACES SUELOS CEMENTADOS DE ENLACES SUSCEPTIBLES DE SER DISUELTOSSUSCEPTIBLES DE SER DISUELTOS

(limos vesiferos o arcillas en medios salinos)(limos vesiferos o arcillas en medios salinos)

Arcilla Arcilla floculadafloculada

Arena

Arena

Arcilla

Arena

Enlacessolubles

Arena

Arena

Menisco

Funcionamiento normal

NF

Arenasemisat

∆p

tuberíatubería

Rotura por tubería, asiento por colapso

NF∆p

0 - 1 NO HAY PROBLEMAS1 - 5 PROBLEMAS MODERADOS5 - 10 PROBLEMAS10-20 PROBLEMAS GRANDES> 20 PROBLEMAS MUY GRANDES

∆ep∆p

lgp lgp

saturación

∆ec

∆ep

∆ep=asiento debido a ∆p∆ec=asiento debido al colapso

CP = ∆ec· 100

1+e0

1. ENSAYO C.P.

2.- DOBLE ENSAYO EDOMETRICO

3.- ENSAYO TRIAXIAL

4.- ENSAYO EDOMETRICO ROWE

5.- RELACIONES CON ENSAYOS CONVENCIONALES

C.P % Riesgo de colapso

0 - 1 NO HAY PROBLEMAS1 - 5 PROBLEMAS MODERADOS5 - 10 PROBLEMAS10-20 PROBLEMAS GRANDES> 20 PROBLEMAS MUY GRANDES

ENSAYOS DE COLAPSO

Log p (kg/cm2) CP = ∆ e ·1001+e0eo

e

en seco

saturación

∆e (Jennings y Knigth, 1975 )

FUNDACIONES EN MEDIOS AGRESIVOSFUNDACIONES EN MEDIOS AGRESIVOS

• Ataques por aguas sulfatadas (sulfatos solubles: calcio, magnesio y sodio)• Ataque por agua de mar (se considera como una solución de cloruro sódico al 3% y sulfato magnesico

al 0.5%) emplear cementos con bajo % en aluminato tricalcico• Ataque por aguas puras (no contienen aguas disueltas)• Ataque por aguas ácidas (hormigón tiene carácter básico con ph 3• Ataque por aguas residuales (solo algunos casos como ácido sulfúrico, desechos ácidos industriales)• Oxidación de acero de las armaduras

b) Evaluación de la agresividad del medio

• Condiciones al hormigón (lo mas denso e impermeable posible, que ofrezca protección a las armaduras)

• Cemento adecuado (función del tipo de ataque)• Aridos adecuados• Protección de la armadura (Dmin: 7,5 cm fundaciones hormigonadas directamente contra el terreno y

5cm en hormigón incorporado)

c) Precauciones para resistir la agresión

• Determinar el nivel y movimientos del agua subterránea(velocidad y dirección) velocidad < 10 m por día

• Análisis del agua : ph, dureza, ácido carbónico total y combinado con cal, % sulfato, magnesio, cloro, etc• Análisis del suelo : % materia orgánica, ph, % de iones sulfato y magnesio solubles en agua).

a) Acciones agresivas