trabajo de exposicion de suelos i fallas desuelos autoguardado

8/17/2019 Trabajo de Exposicion de Suelos i Fallas Desuelos Autoguardado

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INTRODUCCION

Hoy en día se va viendo que ningún Ingeniero sienta la responsabilidad técnica y oral

de su pro!esi"n que de#a de e!ectuar un estudio a las condiciones del suelo y subsuelo al

dise$ar y construir edi!icaciones o cualquier tipo de obras que se asentaran en el suelo%

&a que conlleva dos grandes características' (eguridad y )conoía% No olvideos'

*quien solo conoce la teoría ec+nica de (uelos y carece de pr+ctica, puede ser un

peligro público-,Dr% .arl Ter/agui%

)s por eso que cualquier tipo de in!raestructura y construcci"n es necesario obtener

datos !ires y seguros respecto al suelo que estaos tratando, esto se conseguir+

obtenido datos de un laboratorio de suelos con las uestras de suelos apropiadas%

Resultan así estrec0aente dos procesos que son la toa de uestras y la reali/aci"n

de pruebas necesarias%

1ara los probleas de la ec+nica de suelos planteados a la ingeniería civil se ver+ los

tipos de sedientos, e2istencia de !allas, plegaientos, con!iguraci"n geol"gica,

car+cter de rocas y de+s datos de /ona, in!oraciones que resultan vitales para el

ingeniero civil, que de acuerdo a la nora y criterio resolver+n los probleas que se le

presentaran%

1robableente, la ayoría de las !allas en las estructuras son causadas por !allas en sus

cientaciones% )stas !allas son !recuentes a pesar del r+pido desarrollo, en los últiosa$os, de la ingeniería de cientaciones% (in ebargo su !ora y origen son a enudo

di!erentes%

)l costo de una cientaci"n rara ve/ e2cede de un décio del costo total de la

estructura, pero de la cientaci"n depende la seguridad de la superestructura, y todo

intento en econoi/ar en esta parte de la obra, ya sea en la investigaci"n del subsuelo,

en el proyecto, en los ateriales o en la ano de obra, podr+ poner en riesgo la

superestructura% 3os de!ectos y !allas de una cientaci"n no satis!actoria, rara ve/

aparecen inediataente4 en la ayoría de los casos se ani!iestan 0asta que el

edi!icio est+ en uso, que es #ustaente cuando resulta +s costosa la reparaci"n%


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1R)()NT5CI6N

)l presente tea de investigaci"n tiene por ob#etivo 0acer una recopilaci"n de

probleas principales causas de las !allas en obras subterr+neas y cientaciones, que

depender+n de los estudios de suelos identi!icando los da$os, alcance de éstos y

posibles itigaciones, introducir la iportancia del ane#o de un an+lisis de riesgos y,

!inalente dar a conocer algunas !allas presentadas en este tipo de obras, incluyendo

su descripci"n, an+lisis, lecciones aprendidas y soluciones adoptadas%


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I

TIPOS DE CIMENTACIÓN

Las cimentaciones de edifcios se pueden clasifcar en la siguiente orma:

3a elecci"n de unos de estos tipos de cientaci"n depende de las características del

subsuelo, de las condiciones ipuestas por el edi!icio y del costo y probleas

constructivos involucrados, por lo que con !recuencia se plantean dos o +salternativas%

CIMENTACIONES SUPERFICIALES

(on aquellas que se apoyan en las capas super!iciales o poco pro!undas del suelo, por

tener éste su!iciente capacidad portante o por tratarse de construcciones de

iportancia secundaria y relativaente livianas%

ZAPATAS Y LOSAS

Las zapatas y losas de cimentación se utilizan cuando las capas

superfciales del terreno son resistentes y de baja compresibilidad para las

cargas que la estructura les transmitirán. Las zapatas aisladas se emplean

como elementos de cimentación bajo columnas y las continuas o corridas

bajo muros de carga o hileras de columnas. En ocasiones se utilizan zapatascombinadas que reciben las descargas de dos o más columnas, siendo su

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fnalidad incrementar la rigidez y reducir los asentamientos dierenciales.

om!nmente las losas orman un elemento monol"tico junto con una

ret"cula de trabes que le trasmite las descargas de la superestructura, la

ret"cula le proporciona a la #ez rigidez al conjunto de la estructura cuando

se le requiere. $or lo tanto las trabes se localizan bajo muros de carga o ejes

de columnas, quedando por arriba o abajo de la losa, seg!n el arreglo

estructural que con#enga y las caracter"sticas del terreno.

CAJONES

Los cajones de cimentación se emplean en terrenos compresibles para

reducir la descarga neta del mismo, e#itando incrementos de presión en lamasa del subsuelo que pudieran producir asentamientos intolerables.

uando se proyecta para que la descarga neta sea igual a cero, la

cimentación se denomina totalmente compensada. Esto equi#ale a e%ca#ar

un #olumen de terreno tal que su peso sea igual al peso del edifcio debido a

las cargas permanentes. &i la descarga neta es solo una racción del peso

del edifcio, la cimentación se denomina parcialmente compensada. La

descarga neta se calcula en tal orma que el incremento de presiones en la

masa del subsuelo producido por la misma, solo ocasione asentamientos

iguales o menores a los tolerables. En algunos edifcios ligeros con sótanos o

en estructuras totalmente en terradas, donde el peso del terreno e%ca#ado

es mayor que el de la estructura, se tendrá una cimentación

sobrecompensada. uando la proundidad de desplante es mayor a la del

ni#el reático, el cajón debe ser estanco, es decir impermeable' en caso

contrario el benefcio de la compensación se pierde y puede traducirse en

asentamientos. Los cajones generalmente están ormados por losas de

cimentación y de tapa, ret"cula de trabes y muros de contención.

CIMENTACIONES PROFUNDAS

uando las capas del subsuelo cercanas a la superfcie son muy

compresibles, ormadas por arcilla muy blanda, suelos orgánicos y turba o

limo y arena en estado suelto, se utilizan cimientos proundos constituidos

por elementos alargados que transmiten parte o todo el peso del edifcio aestratos proundos menos compresibles y más resistentes. &ustituyen con


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#entajas a los cajones cuando la utilización de (stos representa problemas

constructi#os serios y costos ele#ados. &e basan en el esuerzo cortante

entre el terreno y la cimentación para soportar las cargas aplicadas, o más

e%actamente en la ricción #ertical entre la cimentación y el terreno. )eben

ubicarse más proundamente, para poder distribuir sobre una gran área, un

esuerzo sufcientemente grande para soportar la carga.

PILOTES

E%iste una e%tensa #ariedad e pilotes. En cuanto a su material los hay de

concreto, acero y madera. *especto al procedimiento constructi#o pueden

clasifcarse en precolados y colados in situ. $or su orma de trabajo se

di#iden en pilotes de adherencia, de punta y mi%tos. Los pilotes de

adherencia o ricción transmiten al subsuelo las cargas de la estructura a

tra#(s de su superfcie lateral, siendo la carga transmitida en la punta, solo

una racción peque+a de la total, generalmente despreciable. Los pilotes de

punta, como su nombre lo indica, transmiten el peso del edifcio por su base

o punta a la roca o estrato del suelo competente, poco o nada compresible.

Los pilotes mi%tos son aquellos en el que el trabajo de adherencia o ricción

es tan importante como el de punta.

&e han ideado pilotes especiales con dispositi#os de control, como lo son:

pilotes con dispositi#os de control manual, pilotes penetrantes de sección

#ariable, pilotes entrelazados, pilotes electro metálico y otros.

PILAS

Las pilas son elementos colados en sitio que se apoyan en roca o suelos

compactos o duros, de diámetro mayor que el de los pilotes, por lo que su

capacidad de carga es más alta. uando no e%iste ni#el reático su e%tremo

inerior puede ampliarse para ormar una campana. Las condiciones del

subsuelo y los procedimientos constructi#os son actores determinantes en

su comportamiento y capacidad de carga. )ependiendo de las condiciones

del subsuelo, e%isten tres m(todos principales para la construcción de pilas:


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a m(todo seco, b m(todo que emplea ademe, y c m(todo que usa lodos

-bentónicos o polim(ricos.

CASOS DE CIMENTACION EN SUELOS COLAPSABLES

Los suelos colapsables son materiales cuyo #olumen disminuye

rápidamente al contacto con el agua, lo que trae asociado una p(rdida

rápida de resistencia y un desmoronamiento de su estructura interna. El

colapso es la disminución instantánea y espontánea de #olumen que

e%perimenta un suelo no saturado y sometido a sobrecarga al alcanzar

cierto grado de humedad cercano a la saturación.

El aumento de humedad en los suelos podr"a deberse undamentalmente a

riego de jardines, llu#ias, inundaciones, ascenso de napa reática,

fltraciones del sistema de agua potable y roturas accidentales de ductos

durante terremotos.

na caracter"stica esencial de nuestros suelos colapsables es que tienen

una densidad baja y un grado de saturación tambi(n bajo, todo parece

indicar que al disminuir el grado de saturación la susceptibilidad al colapso

es mayor, esta es la razón por la que los problemas tienden a aparecer conmayor recuencia en las zonas de uerte desecación, tambi(n e%hiben una

cohesión temporal como resultado de la presencia de materiales

cementantes tales como el yeso y el carbonato de calcio. La cohesión

aparente es el resultado de la resistencia riccional al corte en la cual los

esuerzos normales eecti#os pro#ienen de la presión de poro negati#a que

es la succión en el suelo. En todo caso la condición de clima árido o de

intensa e#aporación superfcial no es indispensable, ya que han ocurrido

casos de colapso cuando se humedecen suelos tambi(n en regiones no

áridas. En general, los cambios de los actores e%ternos, la humedad

principalmente y la naturaleza del electrolito que inter#iene en el enómeno,

son los que de una orma u otra, aectan la matriz succión del suelo

-dierencia entre la presión del aire y del agua, a los enlaces y pueden

causar el cambio brusco de #olumen que se denomina colapso. La causa

desencadenante del colapso es la presencia de agua, conjuntamente con un

esuerzo signifcati#o aplicado. Los mecanismos de colapso pueden #ariar en

unción del contenido mineralógico de las part"culas y de sus enlaces, del


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tipo de estructura, del tipo de deposición del material, del contenido de

humedad y otros actores de naturaleza electro/qu"mica.

CASO DE CIMENTACION EN SUELOS EXPANSIVOS

0odos los suelos arcillosos se contraen durante el secado y se e%panden

cuando son humedecidos, sin embargo los mayores problemas por cambio

de #olumen son causados por suelos que contienen una cantidad

signifcati#a de mineral montmorillonita y que normalmente e%hiben limites

l"quidos superiores a 123, alto contenido de coloides ( "ndices de

plasticidad ele#ados.

E%tensas áreas del norte de nuestro pa"s están conormadas por suelos

arcillosos de alto poder e%pansi#o, lo que ha dado lugar al desarrollo del

estudio de estos suelos en los !ltimos tiempos, principalmente en zonas que

comprometen áreas de e%pansión urbana y donde ha sido necesario

construir caminos, aeropuertos, proyectos de irrigación y edifcaciones de

todo tipo, esencialmente li#ianas y de bajo costo. Las arcillas son coloides

con propiedades el(ctricas tales que originan uerzas de interacción, o

uerzas "sico/qu"micas, entre sus part"culas o entre sus part"culas y el agua'

considerándose que el proceso e%pansi#o se debe a un decrecimiento de los

esuerzo eecti#os como una maniestación de las uerzas repulsi#as que

act!an entre las part"culas del suelo, las mismas que son originadas por los

iones del componente diuso de la doble capa de agua que lo rodea, la cual

causa rechazo en las superfcies coloides cargadas. El autor de este trabajo

desde el a+o 4561 #iene estudiando los problemas de las arcillas e%pansi#as

del norte del $er!, donde aparentemente son los mo#imientos irre#ersibles

los que predominan en las arcillas y clima del lugar, le#antamientos que sonsimilares a los ocurridos en otras partes del mundo, siendo menos

predominantes los debidos a cambios de clima seco a llu#ioso y a!n menos

importantes los mo#imientos anuales periódicos, hecho aortunado de

nuestra parte ya que estudios eectuados en dierentes pa"ses que suren

este mismo enómeno indican que los mo#imientos debidos a la #ariación

estacional son mucho más peligrosos que los mo#imientos irre#ersibles.

$ara contrarrestar los eectos que el suelo e%pansi#o origina al producirse

un cambio en su equilibrio de humedad, con el consiguiente aumento de


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#olumen, es necesario adoptar una serie de procedimientos de construcción

eligiendo el m(todo más efciente de acuerdo al medio ambiente y tipo de

suelo, dándole el tratamiento adecuado que permita la cimentación en cada

caso' tratamiento que dependerá no sólo de la orma y tipo de estructura o

de la magnitud de la e%pansión a esperarse, sino tambi(n de otros actores

adicionales, tales como la #ariación del rango de e%pansión en el área

ocupada por la estructura, la #ariación del esuerzo rotacional aplicado a la

edifcación como resultado de una e%pansión dierencial y por !ltimo la

in7uencia de la práctica constructi#a local o procedimientos de construcción

utilizados en cada lugar y su incidencia en la magnitud de los da+os

originados por el proceso e%pansi#o.

CASO DE CIMENTACIONES EN RELLENOS NO-COMPACTOS

En muchas áreas de las principales ciudades del pa"s se encuentran

rellenos de materiales di#ersos en estado suelto a medianamente compacto

que originan mo#imientos que da+an las estructuras que se apoyan en ellas

por más li#ianas que sean. Estos materiales de relleno pro#ienen

generalmente del mo#imiento de tierras eectuado con anterioridad,

acumulación de desmonte en e%ca#aciones ! oquedades y en muchos casos

basura que como es sabido, son materiales muy di"ciles de estabilizar

qu"mica o mecánicamente, por lo que debe tenerse mucho cuidado cuando

aparece como suelo de cimentación, sobre todo cuando llegan a potencies

que #ar"an desde pocos metros hasta 8.22 y 41.22 m a más de proundidad

y se detecta presencia de humedad importante. Los asentamientos de las

cimentaciones construidas sobre material de relleno pueden tener lugar por

tres causas dierentes:

a onsolidación del relleno compresible bajo la carga transmitida por la

cimentación.

b )ensifcación del relleno bajo su peso propio o por infltración de agua.

c onsolidación del terreno natural situado bajo el relleno, por el peso

combinado del relleno y la estructura.

&iempre será necesario practicar una minuciosa e%ploración del terreno

-9igura as" como la ejecución de ensayos de campo que permitan


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establecer las condiciones de resistencia y deormación de los suelos

in#olucrados en el problema dentro de la proundidad que ocupan los

materiales de relleno, estableci(ndose probables deormaciones o alla por

cortante de acuerdo con las cargas que pueden transmitir las estructuras

correspondientes. En muchos casos ha sido posible encontrar una solución

#iable de estabilidad temporal o permanente y en otros ha sido/ necesario

recomendar eliminar los materiales sueltos o lle#ar la cimentación hasta

ni#eles donde el suelo natural presenta aceptables condiciones de portancia

debido a que se pueden generar mo#imientos del suelo de apoyo

importantes, tal omo lo indica ;eyerho, para rellenos sin compactar que

se consolidan bajo su propio peso, en los que se pueden esperar

asentamientos que #ar"an de


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posible se preerirá que los cimientos est(n solicitados por una carga

centrada, ya que de no ser as", con e%centricidades importantes se

producen incrementos de esuerzos que ocasionan que el suelo se

sobrecargue bajo alguna de las aristas del cimiento.

b. &er sufcientemente resistentes, para que ante cargas #erticales, no se

presente punzonamiento.

c. &oportar los esuerzos de 7e%ión que produce la reacción del suelo. &e

debe tener en cuenta que si el cimiento es de poco espesor, es necesario

disponer de un armado en la parte inerior para absorber las tensiones que

all" se originan. E%ceptuando el caso en el que las cargas sean ligeras, es

más económico utilizar cimientos delgados , armados de tal manera que

soporten las 7e%iones , que emplear cimientos macizos que por su gran

peralte no necesitan de tal armado. d. E#itar apoyos irregulares, como es el

caso en que parte de la cimentación se desplante en suelos blandos y el

resto sobre roca.

e. tilizar cajones de cimentación -cimientos 7otantes cuando sea

necesario apoyar sobre suelos compresibles, para compensar cargas

económicamente sin recurrir a cimentaciones proundas.

. &oportar la agresi#idad de sulatos, cloruros y otros agentes que se

encuentren en el suelo o en el agua reática, y en ocasiones resistir la de

elementos orgánicos tales como bacterias, hongos o insectos.

g. &oportar la presión de agua cuando (sta e%ista. = estos principios

básicos cabe a+adirles los que salen las normati#as #igentes locales o

nacionales.

OBRAS SUBTERRÁNEAS

0oda construcción realizada por el hombre en el interior de la tierra con el

fn de satisacer alguna de sus necesidades se denomina obra subterránea.

En el desarrollo de esta acti#idad de ingenier"a, se han practicado

e%ca#aciones para e%tracción de minerales, conducción de agua, #"as de

comunicación, estacionamientos, sistemas de transporte masi#o, depósitos

de combustible, instalaciones energ(ticas, botaderos radioacti#os, reugios

y otros objeti#os. )ependiendo de su uso, las obras subterráneas se pueden


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construir de di#ersas ormas, destacándose las denominadas ca#ernas o

cámaras, pozos y t!neles.

CAVERNAS O CÁMARAS

&on e%ca#aciones de grandes proporciones realizadas para fnes mineros,

casas de máquinas, depósitos de combustibles, reugios, estaciones de

;etro y otros. &e caracterizan porque sus dimensiones conorman un

espacio grande más o menos similar en todas las direcciones.

POZOS

0ambi(n llamados tiros o lumbreras, son obras subterráneas lineales en las

que la dimensión longitudinal supera ampliamente la sección trans#ersal y

su eje es #ertical o pró%imo a esta dirección. )ada su naturaleza, esta obra

tiene la boca superior con salida a superfcie u otra e%ca#ación subterránea,

mientras la parte inerior puede ser ciega o desembocar en t!nel o ca#erna.

&us dimensiones trans#ersales son muy #ariadas, desde unos cuantos

metros hasta 42/>2 m, e incluso más, mientras las longitudinales se pueden

e%tender desde unos cuantos hasta cientos de metros.

TÚNELES

$ertenecen a este grupo las obras subterráneas lineales, construidas

horizontalmente o inclinada. $ueden tener entrada y salida a la superfcie o

tambi(n desembocar por uno o ambos e%tremos en otras obras

subterráneas. uando un t!nel sólo tienen una salida a superfcie y su otroe%tremo es ciego, se le conoce como soca#ones. Las dimensiones

trans#ersales de los t!neles pueden ser, desde unos metros hasta más de

41 m, mientras que su longitud, #a de unos metros hasta decenas de

?ilómetros. uando la sección trans#ersal de un t!nel tiene peque+as

dimensiones y puede ser e%ca#ado normalmente por trabajadores que

laboran de pie, recibe el nombre de galer"a. &i el t!nel es de sección tan

peque+a, que no puede ser e%ca#ado por trabajadores de pie, se les conoce

como microt!nel' en este caso la e%ca#ación se realiza con maquinaria

teledirigida desde el e%terior.


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II

TIPOS DE FALLAS.

Los actores que aectan la estabilidad de las cimentaciones son

numerosos, y no resulta ácil clasifcarlos en grupos. &in embargo,

generalmente la alla de una cimentación puede deberse a: 4 @n#estigación

del subsuelo insufciente, o interpretaciones erróneas de los resultados de

tal in#estigación en el caso de eectuarse. > Errores de proyecto de la

cimentación.


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cambios inesperados de importancia pueden ser descubiertos solamente

cuando la e%ca#ación está en proceso, o cuando la cimentación está en

construcción. $or esta razón, debe e%istir una permanente y estrecha

colaboración entre el especialista geot(cnico, proyectista y constructor,

cuando se eect!an los estudios del proyecto y durante la construcción, y

cuando la obra está terminada el in#estigador debe medir todos los

asentamientos y compararlos con las hipótesis y cálculos preliminares.

&iempre que sea posible, es deseable que los responsables de las

cimentaciones de las estructuras #ecinas sean consultados. omo origen de

allas puede estar el mal tratamiento que pueden recibir las muestras del

suelo, ya sea en la e%tracción, en el manejo o en el en#"o al laboratorio' esto

es particularmente delicado en suelos sin cohesión y en los suelos

estratifcados. Atra uente recuente de datos erróneos es la in#estigación

defciente del agua subterránea y en particular del estado de presiones en

el agua. n e%amen del lugar no puede ser satisactorio, si no se toman los

posibles cambios en las corrientes del agua superfcial debido a la supresión

de la #egetación, la permeabilidad de la superfcie en el terreno adyacente a

la cimentación y el eecto del peso de la estructura. na adecuada

in#estigación es imprescindible en estructuras importantes' puede ser

ajustada o por condiciones del subsuelo yBo proyecto.

FALLAS DE DISEÑO ESTRUCTURAL

En algunos casos un proyecto no satisactorio es debido a una in#estigación

inormal del lugar, o a la alta de colaboración entre el especialista

geot(cnico, proyectista y constructor. En el caso de obras hidráulicas, los

errores de proyecto pueden ser resultado de allas al eectuar ensayes de

modelos para determinar eectos de supresión, infltración y soca#ación.

Atra causa importante de errores de proyecto, es la mala apreciación al

considerar la interacción, suelo/estructura, o la deormación del subsuelo.

$or otra parte, pueden realizarse in#ersiones e%cesi#as en conseguir

cimentaciones r"gidas para estructuras que no sean aectadas seriamente

por asentamientos dierenciales. Atra uente de allas es elegir un tipo de

cimentación inapropiada para el tipo de estructura que debe soportar. Las

cargas pueden no ser tomadas en cuenta correctamente, o hacer una

incorrecta consideración de posibles cambios en el subsuelo, debido, a


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#ibraciones, soca#aciones, construcción de estructuras en las cercan"as y

sismos. El uso de cimentaciones separadas con distinta capacidad portante,

para soportar la misma carga en dierentes puntos de un edifcio, o el uso

de cimentaciones separadas similares para soportar cargas dierentes, ha

sido tambi(n causa de allas, particularmente cuando no hay juntas de

separación entre las partes de la estructura que permitan asentamientos

dierenciales.

FALLAS DE CONSTRUCCIÓN

La frmeza de una cimentación no depende solamente de un proyecto

correcto y del uso de materiales y procesos adecuados. Es igualmenteimportante la orma de ejecutar el trabajo, puesto que el procedimiento

adoptado por el constructor y la calidad de equipo y mano de obra,

aectarán la resistencia de la construcción y en muchos casos impiden

lograr lo pre#isto por el proyectista. En algunos casos, las condiciones de las

ormaciones geológicas y del agua subterránea pueden ser tales, que la

cimentación puede ser construida económicamente, solamente mediante el

uso de un tipo especial de construcción o de un m(todo especial de

desagCe del terreno. La correcta elección de los m(todos de construcción,

son solamente el resultado de sufcientes conocimientos teóricos y de la

e%periencia sufciente. Las estructuras deectuosas son debidas en general

a descuidos, pero tambi(n pueden ser resultados de proyectos inadecuados

o de mala construcción, o de in#estigaciones no satisactorias de las

propiedades del subsuelo.

ASENTAMIENTOS DEBIDO A LAS EXCAVACIONES

0odo proceso de e%ca#ación está asociado a un cambio del estado de

esuerzo del suelo. Este cambio está ine#itablemente acompa+ado por

deormaciones, que toman la orma de hundimiento del área que rodea la

e%ca#ación, de mo#imiento hacia adentro del suelo situado en los bordes y

de buamiento de suelo localizado abajo del ondo. Do puede realizarse

ninguna e%ca#ación sin alterar el estado de esuerzo en cierto grado, por lo

que se considera ine#itable que se produzcan algunos mo#imientos de lasestructuras colindantes. &in embargo a estos mo#imientos pueden a+adirse


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otros debidos a la mala t(cnica de construcción, los cuales se consideran

como innecesarios y por lo tanto, deben e#itarse.

Las causas más comunes de las allas en los soportes del terreno, alrededor

de una e%ca#ación son: carencia de sufciente resistencia, ugas de agua atra#(s de los ademes y no tener en cuenta la posibilidad de cambios en la

presión lateral del terreno. $ara e#itar los riesgos en e%ca#aciones, el

constructor necesita estar amiliarizado con los dierentes procedimientos

de e%ca#ación y de apuntalamiento de los cortes.

EXCAVACIONES EN ARENA

La arena que se encuentra arriba del ni#el reático com!nmente esta

h!meda y posee sufciente cohesión aparente, con lo cual puede acilitarse

la e%ca#ación. En los cortes grandes correctamente apuntalados, el

asentamiento de la superfcie del terreno colindante, usualmente no e%cede

de 2.13 de la proundidad del corte y la in7uencia del asentamiento no se

e%tiende lateralmente a una distancia mayor que dicha proundidad.

uando se hacen grandes cortes en arena, debajo del ni#el reático, es

aconsejable abatirlo antes de la construcción e#itando el uso del bombeo

superfcial con cárcamos y zanjas, y abatir el agua por abajo del ondo de la

e%ca#ación. )espu(s es posible proceder a la e%ca#ación, sin que se

produzcan más asentamientos que los correspondientes a la misma

e%ca#ación hecha en la arena h!meda. &in embargo, el proceso de abatir el

ni#el reático puede por s" mismo producir asentamientos en ciertas

condiciones.

EXCAVACIONES EN ARCILLA

uando se eect!an e%ca#aciones en arcilla blanda, el peso del suelo #ecino

a sus bordes act!a como sobrecarga sobre el suelo situado al ni#el del ondo

de las mismas y se desarrollan uerzas laterales en el subsuelo. &i la

proundidad de la e%ca#ación llega a ser tan grande que su peso alcance la

capacidad de carga del suelo correspondiente al ondo, son ine#itables

grandes mo#imientos, sin que importe el cuidado con el que se hayan


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apuntalado los rentes del corte. &i los costados permanecen sin apoyo, a!n

por corto tiempo, tambi(n pueden producirse mo#imientos laterales.

EXCAVACIÓN EN DEPÓSITOS ESTRATIFICADOS

En algunos sitios, depósitos de arcilla o de otros materiales de baja

permeabilidad, están subyacidos por materiales permeables -gra#as o

arenas. La e%ca#ación puede eectuarse sin difcultad a tra#(s de los suelos

impermeables. $ero en materiales permeables subyacentes cuyos poros

están ocupados por agua o gas, los materiales tienden a penetrar en

peroraciones. En este proceso, los estratos de arcilla pueden soca#arse

debido a la remoción de la arena subyacente. Esto puede producirasentamientos a!n a distancia considerable del punto en el que se haga la

e%ca#ación.

ASENTAMIENTOS DEBIDO A LAS VIBRACIONES

Las #ibraciones tienen relati#amente poco eecto en los suelos cohesi#os,

pero pueden ser importantes en materiales sin cohesión. La humedad en

arenas arriba del ni#el reático, proporciona sufciente cohesión aparente

para retardar la modifcación de la estructura de los granos' sin embargo,

las arenas relati#amente secas y las que quedan abajo del ni#el de las

aguas reáticas si pueda modifcarla. ualquier operación que produzca

#ibraciones en tales materiales, pueden ocasionar asentamientos

apreciables en la superfcie del terreno. Las principales uentes de #ibración

en las operaciones de construcción, son el hincado de pilotes y las

#oladuras.

ASENTAMIENTOS DEBIDOS AL ABATIMIENTO DEL AGUA FREÁTICA

&iempre que se hace descender el ni#el reático, el peso eecti#o del

material entre la posición original y fnal de dicho ni#el, aumenta del #alor

correspondiente al suelo sumergido al del suelo h!medo o saturado. Esto

causa el aumento correspondiente de presión eecti#a en todos los ni#eles

abajo de la posición original del ni#el reático, y produce deormaciones, de

acuerdo con la relación esuerzo/deormación, para el material en cuestión.


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Los anterior produce un asentamiento de la superfcie del terreno que es

proporcional al descenso del ni#el reático.

EFECTO DEL ABATIMIENTO DE NIVEL FREÁTICO EN ARENAS

n solo aumento de la presión eecti#a en una masa de arena no produce

ordinariamente asentamientos signifcantes, porque a!n la arena suelta es

relati#amente incompresible. &ólo si la arena está e%tremadamente suelta,

de manera que su estructura pueda surir un colapso, e%iste la posibilidad

de un asentamiento importante. $or otra parte, las 7uctuaciones del ni#el

reático pueden producir por !ltimo, grandes asentamientos, debido a que la

deormación de la arena aumenta perceptiblemente con cada aplicación decarga.

EFECTO DEL ABATIMIENTO DEL NIVEL FREÁTICO EN ESTRATOS DE

ARCILLA

El abatimiento del ni#el reático en un estrato de arcilla, aumenta la presión

intergranular y debido a la compresibilidad de aquella, los asentamientos

pueden ser grandes. El proceso de consolidación inicia al descender el ni#el

reático.

DEFECTOS EN LA MANO DE OBRA Y EN LOS MATERIALES

La tendencia en muchas obras, es reducir costos mediante refnamientos en

los cálculos estructurales, que conduce a esuerzos altos en los materiales y

a una disposición más económica de los elementos estructurales. =lgunosprincipios relati#os a la práctica de la construcción están tambi(n sujetos a

normas y reglamentos. La obra puede ser ácilmente controlada en la etapa

de proyecto, pero es más di"cil controlarla cuando se realiza la e%ca#ación.

El resultado es que el margen de seguridad puede ser menor, por esuerzos

más altos en los materiales y procedimientos utilizados, por lo que en

consecuencia no siempre están de acuerdo con los supuestos en el

proyecto. En el proyecto de las cimentaciones es indispensable un

minucioso conocimiento de las propiedades y del comportamiento del

subsuelo, pero esto no es posible si la obra alla en el esuerzo por obtener


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una construcción económica y rápida. La resistencia del terreno y la de los

materiales usados en las cimentaciones, depende más que la mayor"a de

otros materiales estructurales, de la calidad de la mano de obra. E%iste a

menudo una tendencia de parte del personal de obra de dar poca

importancia a los requisitos de calidad' ellos deben ser controlados más

estrictamente, pues se ha #isto que en muchos casos, des#"an las

instrucciones del ingeniero poniendo en riesgo #arios actores como lo es la

seguridad y la calidad de la construcción, por darle más importancia a la

rapidez en la ejecución de los trabajos.

FALLAS POR ACCIONES AMBIENTALES

Este tipo de allas son debidas, directa o indirectamente, a causas naturales,

tales como cambios de resistencia del terreno, cambios en la presión del

agua, soca#aciones, deslizamientos de terrenos, cambios de temperatura,

eectos biológicos y sismos.

INFLUENCIAS DEL AGUA

DEFECTOS DEBIDO AL AGUA SUBTERRÁNEA

La presencia de agua en el terreno tiene una in7uencia natural sobre el

m(todo de construcción de las cimentaciones. =demás, como constituyente

del terreno, el agua tiene una relación importante sobre su resistencia y su

estructura. El ni#el de agua subterránea, la cantidad de agua contenida en

el terreno y la #elocidad de su caudal, son susceptibles de cambios durante

la construcción de la cimentación, y luego de su terminación, y esos

cambios pueden tener serias in7uencias sobre el m(todo de construcciónpudiendo tambi(n aectar la seguridad de la estructura. Los intentos que se

pueden hacer para anticiparse a tales cambios, pueden tener in7uencia en

el proyecto y en el m(todo de construcción de la cimentación. Entre los

problemas a ser considerados están:

a. =7ojamiento del terreno debido a la acción de soca#ación por la

infltración del agua subterránea.

b. Los cambios en el ni#el del agua subterránea.


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c. El eecto de las crecidas.

d. ambios en las propiedades estructurales del terreno con cambios en el

contenido de agua.

DAÑOS PROVOCADOS POR INUNDACIONES

Las inundaciones repentinas pueden ser muy destructi#as, debido a la gran

e incontrolable presión de grandes #ol!menes de agua mo#i(ndose a

considerables #elocidades. Las inundaciones no sólo son una uente de

peligro para las cimentaciones ya construidas, sino que tambi(n son

capaces de inundar los trabajos de cimentación que están en proceso. En

zonas donde recuentemente ocurren inundaciones se deben tener en

cuenta para el proyecto de las estructuras, las má%imas cargas y los

má%imos esuerzos que puedan producirse.

FALLA ECONÓMICA POR SOBREDISEÑO

omo todas las partes de la estructura, la cimentación debe llenar las

má%imas condiciones de seguridad y econom"a' por lo que su aplicacióndebe ser racional para e#itar dise+os deectuosos, ya que si (sta es

e%cesi#amente segura, no solo implicará costos ele#ados, si no tambi(n

problemas de construcción. Es recuente que para cada estructura e%istan

#arias alternati#as de cimentación igualmente seguras, entre las que debe

elegirse la más apropiada al caso. Esta será la que además de cumplir los

requisitos básicos de seguridad, sea más económica y de ácil realización' lo

que implica un buen conocimiento y criterio de los aspectos t(cnicos, de

construcción y de costos.

EL COSTO DE LAS FALLAS

La alla de una cimentación puede ser de tal naturaleza, que haga imposible

repararla a un costo económico' en tal caso, la p(rdida puede e%ceder el

costo total de la cimentación y de la superestructura.

En otros casos al costo de las medidas de reparación, se le deben agregarlas p(rdidas debidas a las difcultades o interrupciones que puede surir el


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uso del edifcio. En muchos casos la alla de la cimentación puede ocasionar

la p(rdida de #idas humanas. uando una alla es el resultado de un intento

de economizar el costo de la cimentación, la p(rdida en los casos

registrados, ha representado #arias #eces el ahorro que el proyectista o el

constructor trató de eectuar. La adopción de una cimentación

aparentemente económica y simple, o la adopción de un m(todo no

recomendable para la eliminación de agua del suelo, puede lle#ar despu(s

de una lucha, sin (%ito y costosa, contra difcultades inesperadas, a acudir a

una cimentación prounda más costosa que la proyectada en un comienzo.

En algunos casos las difcultades y las consiguientes demoras halladas en la

construcción de una cimentación supuestamente económica, puede dar

como resultado una cimentación más mala y costosa que otra mejor, pero

relati#amente más cara.

TRATAMIENTO DE CIMENTACIONES

$or lo general, el proyecto y obra de recimentación de un edifcio son

complicados, laboriosos, lentos y costosos, con recuencia más que una

cimentación nue#a. arios actores determinan el tipo con#eniente de

tratamiento, entre ellos los da+os, las caracter"sticas del edifcio y del

subsuelo, colindancias, costos, tiempo y acilidad constructi#a, riesgos. El

tratamiento de una cimentación comprende una o más de las siguientes

acciones:

• *euerzo y cambios de la cimentación.

• *educción de cargas.

•

Enderezado del edifcio.

REFUERZO Y CAMBIOS DE LA CIMENTACIÓN

a. =dición de pilotes.

b. &ustitución por pilotes especiales.

c. Ensanchamiento de la cimentación.

d. Atros.

REDUCCIÓN DE CARGAS


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a. *educción del n!mero de pisos.

b. =ligeramiento de pisos, acabados, etc.

c. ambio de uso del edifcio.

d. @mpermeabilización de cajones

e. Atras medidas

ENDEREZADO DEL EDIFICIO.

a. =plicación de cargas e%c(ntricas mediante gatos, anclajes, lastre.

b. onsolidación por bombeo.

c. Atros procedimientos.


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III

RIESGOS EN OBRAS SUBTERRÁNEAS Y

CIMENTACIONES @dentifcación y análisis de riesgos.

RIESGO. Es un e#ento o condición incierta que si se presenta, tiene un

eecto negati#o -amenaza en la #ida de un proyecto y tiene su origen en la

incertidumbre.

OPORTUNIDAD. Es un e#ento o condición que si se produce causa un

eecto positi#o en la ase de un proyecto, proporcionando las posibilidades

de (%ito al gestionarse oportunamente. PLANIFICACIÓN DE LA GESTIÓN

DE RIESGOS. )ecidir cómo enocar, planifcar y ejecutar las acti#idades de

gestión de riesgos para un proyecto.

IDENTIFICACIÓN DE RIESGOS. )eterminar qu( riesgos pueden aectar al

proyecto y documentar sus caracter"sticas. La identifcación de riesgos es

un proceso iterati#o porque se pueden descubrir nue#os riesgos a medida

que el proyecto a#anza a lo largo de su ciclo. ADMINISTRACIÓN DE

RIESGOS. onsiste en identifcar y enlistar los peligros potenciales

asociados con las acti#idades de un proyecto, asignando a cada peligro una

probabilidad de ocurrencia y se+alando un "ndice de se#eridad de las

consecuencias.

El siguiente paso incluye la defnición de medidas para reducir la

probabilidad de ocurrencia de un nue#o e#ento y reducir la se#eridad de la

consecuencia -las llamadas Fmedidas de mitigaciónG. $romo#er riesgos

compartidos. El objeti#o de las conclusiones a que han llegado los Hrupos

de 0rabajo, es distribuir en orma más equitati#a el riesgo de la construcción

subterránea entre el $ropietario, el )ise+ador, el ontratista y el &uper#isor.

CLASIFICACIÓN DE RIESGOS


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Las acciones que deben tomarse para cada riesgo, dependen en gran parte

de cómo se clasifquen los riesgos. = continuación un ejemplo de dichas

acciones:

INACEPTABLE: El riesgo deberá reducirse por lo menos a DA deseado

haciendo caso omiso de los costos que representen la mitigación del riesgo.

NO DESEADO: Las medidas de mitigación del riesgo serán identifcadas.

Las medidas se implementarán siempre que los costos no sean

desproporcionados en relación a la reducción obtenida.

ACEPTABLE: El riesgo se manejará a lo largo del proyecto. Do se requiere

considerar mitigación del riesgo.

DESPRECIABLE: Do es necesario considerar acciones posteriores para

mitigar el riesgo.

En la práctica, el grado de riesgo asociado con una probabilidad de impacto

está #aluado y (ste #alor, puede calcularse como el producto de la

probabilidad -en porciento y el "ndice de se#eridad -o impacto como un

porcentaje del #alor má%imo con#encional, defniendo el Fni#el de riesgo

inicialG. La industria de seguros, especialmente la industria de reaseguros,

promue#e muy acti#amente el manejo de riesgos en todas las etapas de un

proyecto con objeto de minimizar p(rdidas por aseguramientos.

=ntes de iniciar el dise+o y construcción de una obra, el primer paso es

identifcar los riesgos potenciales asociados al proceso de e%ca#ación

-geolog"a, dise+o, construcción y e#aluar la probabilidad de su ocurrencia y

las consecuencias potenciales -impactos o da+os. El segundo paso es

decidir si el ni#el de un riesgo identifcado necesita la aplicación de medidasde mitigación, para en caso necesario sean dise+ados para su e#entual

acti#ación durante la construcción. La aplicación de un $lan de ;anejo de

*iesgos requiere que el dise+o sea desarrollado utilizando m(todos

probabil"sticos y checado, en caso necesario, para optimizar su ejecución,

utilizando la metodolog"a del $lan de =dministración de *iesgos.


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CONCLUSIONES

on el presente documento se pretende dar una #isión ordenada del

problema de las allas en cimentaciones y obras subterráneas. El objeti#o

principal perseguido, es contribuir a e#itar tales allas, que tantasdifcultades económicas y de otra "ndole pro#ocan. $ara ello, se ha recurrido

a ejemplifcar di#ersos casos, que ayudan a puntualizar y di#ulgar

e%periencias, con la e%pectati#a que causen alg!n impacto, de manera que,

ante situaciones parecidas, e#itar caer en esos mismos errores. &e ha

tratado de hacer #er que, sin restar importancia a los estudios de mecánica

de suelos, proyecto y construcción, que se realizan, la mayor parte de los

racasos se deben a la alta de atención que se le da al terreno de

cimentación, al dise+o de las cimentaciones y a detalles durante laconstrucción, por lo que mediante el conocimiento de allas pre#ias se

puede e#itar que se repitan las mismas prácticas.

Dosotros los @ngenieros i#iles podemos pre#enir las allas que ocurren en

las cimentaciones si nos comprometemos a un ormal acercamiento al

problema y si podemos comprender bajo qu( circunstancias allan los suelos

permitiendo que se desarrollen condiciones de riesgo que resultan muchas

#eces despu(s en catástroes.


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ANEXO

trabajo de exposicion de suelos i fallas desuelos autoguardado

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