Geotecnia 70f4k

2018

GEOTECNIA TRABAJO DE CAMPO UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL - FRSR

PROFESOR: Ing. Díaz

INTEGRANTES: Fendyk, Luís Moya, Ailén Ríos, Agostina Sutovsky, Matías Vincenti, Valentina Yunes Francisco

FECHA DE ENTREGA: 30/07/18

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ÍNDICE DE CONTENIDO Introducción: ......................................................................................................... 2 Descripción del Proyecto Estructural Propuesto .................................................. 3 Localización del sitio ............................................................................................ 5 Aspectos geológicos ............................................................................................ 7 Detalles de la exploración de campo .................................................................... 7 Condiciones del nivel del agua freática ................................................................ 7 DETERMINACIONES DE CAMPO ...................................................................... 7 Calibración de arena para ensayos de densidad .............................................. 8 Cálculos: ....................................................................................................... 8 Determinación de la humedad natural de cada estrato .................................. 11 Determinación de los límites de Atterberg ...................................................... 12 Limite Plástico y Límite Líquido ................................................................... 12 Granulometría de cada uno de los estratos encontrados ............................... 13 Clasificación del suelo según Sistema Unificado (SUCS)............................... 14 Clasificación del suelo según método HRB .................................................... 14 Determinación del “emáx” y “emín” ................................................................. 14 Determinación de la relación Humedad-Densidad.......................................... 15 Ensayo “Próctor Estándar”: ......................................................................... 15 Determinación de la gravedad especifica Gs.................................................. 17 DETERMINACIONES DE GABINETE ............................................................... 18 Determinación de e (relación de vacíos)......................................................... 18 Determinación de 𝑝0 ....................................................................................... 18 Estimación del coeficiente de conductividad hidráulica .................................. 18 Determinación del método de drenaje que podría aplicarse ........................... 19 Asentamiento probable ................................................................................... 21 Determinación del bulbo de tensiones ............................................................ 21 1

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Estimación de ϕ y tensión isible del terreno. ............................................ 24 Planteo de modo de entibación para una prof. de excavación de 2,5 m. ....... 27 Probable uso de materiales geotextiles .......................................................... 27 Mejoramiento del suelo ................................................................................... 27 Conclusiones: ..................................................................................................... 27 Bibliografía .................................................................................................... 299

ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1 - Granulometría ..................................................................................... 13 Tabla 2 - Ensayo Proctor Estándar .................................................................... 15 Tabla 3 - Determinación de "k" por "Casagrande y Fadum" ............................... 19 Tabla 4 - Categoria de Permeabilidad de los Suelos ......................................... 19 Tabla 5 – Círculos de Newmark para diferentes profundidades ......................... 21 Tabla 6 - Presiones para distintas profundidades - Newmark ............................ 23 Tabla 7 - Determinación del ángulo de fricción interna ...................................... 26

ÍNDICE DE ILUSTRACIONES Ilustración 1 - Detalle en Corte de Proyecto Estructural Propuesto...................... 3 Ilustración 2 - Detalle en Planta de Proyecto Estructural Propuesto .................... 4 Ilustración 3 – Ubicación del lugar de extracción del Estrato ............................... 5 Ilustración 4 - Ubicación del lugar de extracción del Estrato ................................ 6 Ilustración 5 - Ubicación del lugar de Edificación ................................................. 6 Ilustración 6 - Calicata de 2,3 m de profundidad .................................................. 8 Ilustración 7 - Ensayo de determinación de la densidad in-situ - Cono de Arena10 Ilustración 8 - Muestra extraída del lugar de excavación ................................... 11 Ilustración 9 - Ensayo para determinar Límites de Atterberg.............................. 12 Ilustración 10 - Ensayo de Granulometría .......................................................... 13 Ilustración 11 - Ensayo Proctor Estándar ........................................................... 16 Ilustración 12 - Ensayo Proctor Estándar ........................................................... 17 Ilustración 13 - Carta de Newmark para 0,45 m de profundidad ........................ 22 Ilustración 14 - Carta de Newmark para 0,9 m de profundidad .......................... 22 Ilustración 15 - Carta de Newmark para 1,35 m de profundidad ........................ 23 2

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Introducción: El presente informe pretende desarrollar y dar a conocer las características físico resistentes obtenidas del estudio de una muestra de suelo extraída en el predio del basural “La Tombina” ubicado en la localidad del Cerrito-San Rafael, con la finalidad de determinar la fundación más conveniente a adoptar para la proyección hipotética de un galpón en dicha zona. Para ello, se aplicarán los conocimientos adquiridos a lo largo de la cátedra “Geotecnia”, junto al Ing. Díaz. A lo largo del desarrollo del informe se especificaran los estudios realizados para caracterizar geotécnicamente el sitio y determinar las propiedades mecánicas existentes, necesarios para la evaluación de la capacidad estructural del suelo. A su vez, se incluirán los cálculos pertinentes para la determinación de la capacidad de carga. Además, se adjuntará los planos correspondientes a la proyección del galpón mencionado.

Descripción del Proyecto Estructural Propuesto Construcción de un galpón de 420 metros cuadrados con 14 metros de frente y 30 de fondo con columnas y bases de hormigón y techo inclinado de cabreadas metálicas con chapa de cinc trapezoidal, mampostería perimetral a 5 metros de altura y piso de cerámica con contrapiso y carpeta, el mismo se encontrara localizado en el previo del basural de la localidad de San Rafael.

Ilustración 1 - Detalle en Corte de Proyecto Estructural Propuesto

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Ilustración 2 - Detalle en Planta de Proyecto Estructural Propuesto

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De acuerdo con lo planteado, se procedió a calcular la carga sobre cada base: Cubierta= 60 kg/m2* 420 m = 25200 kg Muro= 400 kg/m * 75 m = 30000 kg Viga= 1500 kg/m3 = * 16.2 m3 = 24300 kg Columna= 1500 kg/m3 * 9.8 m3 = 14700 kg

P= 94200 kg.

Localización del sitio El lugar donde se realizó el estudio de suelo es en predio del basural de San Rafael, más precisamente en el Cerrito.

Ilustración 3 – Ubicación del lugar de extracción del Estrato

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Ilustración 4 - Ubicación del lugar de extracción del Estrato

Ilustración 5 - Ubicación del lugar de Edificación

EL lugar donde se realizó la extracción del estrato a ensayar se encuentra en las coordenadas: 34°30'27.3"S 68°18'05.9"W

En las cercanías de la exploración no se encuentran estructuras de gran envergadura ya que es un recinto privado de la municipalidad de San Rafael que 6

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solo cuenta con una casa donde se encuentra el sereno del previo, en la cual no se observaron anormalidades como fisuras en las paredes, descenso de fundaciones, entre otras, que nos puedan indicar alguna falla en el suelo, como, por ejemplo, asentamientos. Con respecto a la vegetación, debido a que es un sitio relativamente seco, predomina la flora autóctona del lugar que se desarrolla con poca cantidad de agua. Algunos de las más abundantes son las plantas silvestres que se pueden encontrar, son la zampa, el algarrobo y la pichana, entre otros. En cuanto a las condiciones de drenaje del mismo, es bastante bajo por lo que se puede observar.

Aspectos geológicos Desde el punto de vista geológico, San Rafael está constituido por un basamento cristalino de edad grenviliana sobre el cual se habrían depositado sedimentitas y rocas eruptivas desde el Paleozoico inferior a medio hasta Triásico.

Detalles de la exploración de campo En cuanto a la exploración realizada en dicho previo, se realizó un solo sondeo de aproximadamente 2,3 metros de profundidad, debido a cuestiones de tiempo durante el cursado de la catedra, lo recomendable seria realizar varios sondeos en proporción de la inmensidad del previo.

Condiciones del nivel del agua freática Según datos proporcionados por los trabajadores del previo, el nivel de la napa freática se encuentra a una profundidad de aproximadamente de unos 4 a 5 metros.

Ensayos de campo Se realizó una calicata de 2,3 m de profundidad. Se obtuvieron muestras del único estrato presente. Se determinó la densidad in situ por el método del cono de arena a una profundidad de 2,3 metros. 7

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Se aplicó en campo la Norma ASTM D 2488 PRÁCTICA ESTÁNDAR PARA DESCRIBIR E IDENTIFICAR SUELOS (PROCEDIMIENTO TÁCTIL - VISUAL).

Ilustración 6 - Calicata de 2,3 m de profundidad

A simple vista lo que se puede ver en la excavación es 1 solo estrato bien marcado, con apariencia de una arena limosa (SM), cuyas partículas no se pueden apreciar bien a simple vista, de carácter seco y polvoriento, sin presentar ninguna reacción frente al HCI y con una consistencia muy blanda, una plasticidad baja por no presentar prácticamente arcilla, de color marrón claro y olor usual.

Calibración de arena para ensayos de densidad Previo a realizar el ensayo del cono de arena, se procedió a calibrar la misma. Para ello se utilizó el pasante del tamiz Nº 10 y el retenido del Nº 30. Se trabajó con una muestra de arena calibrada de 10kg. A continuación se explicará el procedimiento para el cálculo de la densidad de la arena.

Cálculos: Se tomó un recipiente y se procedió a llenarlo con agua para determinar su volumen. Posteriormente se llenó el recipiente con la arena calibrada, se 8

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registraron 3 pesos para determinar un promedio y obtener un valor más representativo. Además, se verificó que los pesos no difieran más del 1%. Volumen del recipiente con agua: 796,80 cm3 Peso de la arena calibrada en el recipiente: Se obtuvo por medio de un promedio de pesadas: 1) 1128,5 gr, 2) 1113,5 gr, 3) 1115,15gr, promedio: 1119,05 gr.

𝜌=

𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑎𝑟𝑒𝑛𝑎 𝑐𝑎𝑙𝑖𝑏𝑟𝑎𝑑𝑎 1119,05 𝑔𝑟 = = 1,404 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑟𝑒𝑐𝑖𝑝𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑐𝑜𝑛 𝑎𝑔𝑢𝑎 796,80 𝑐𝑚3

Luego de calibrar la arena para el ensayo, se colocó la misma en un recipiente y se registró su masa con su tapa. Por otro lado, se llevó a cabo la determinación del peso de arena calibrada necesaria para llenar la parte inferior del cono. Se registró su masa realizando un promedio de 2 pesadas.

Peso de arena en cono inferior: 2,064kg.

Posteriormente a realizar el ensayo del cono de arena en el sitio de estudio, se procedió a registrar la masa de arena restante contenida en el recipiente y su tapa. De esta manera, obtenemos el peso contenido en el pozo y en la parte inferior del cono. A continuación se detallan los valores obtenidos:

Recipiente + tapa + arena: 10,5 kg. Recipiente + tapa + arena restante: 4,446 kg. Peso de la arena contenida en la parte inferior del cono y el pozo: 6,054 kg.

Restando al peso de arena contenida en el cono y el pozo, la arena necesaria para llenar la parte inferior del cono, podemos determinar el peso de la arena del pozo:

Peso de arena en el pozo: 3,99kg.

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Con el peso específico de la arena calibrada y el peso de la arena en el pozo, determinamos el volumen del pozo.

𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑝𝑜𝑧𝑜 =

3990 gr = 2841,88 cm3 1,404 gr/cm3

Ilustración 7 - Ensayo de determinación de la densidad in-situ - Cono de Arena

También se registró el peso del suelo extraído al realizar el pozo, en las condiciones naturales:

Peso húmedo del terreno: 3698 gr.

De esta manera podemos obtener:

Densidad húmeda del terreno:

𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎 (𝜌ℎ) =

3698 gr 𝑔𝑟 = 1,3012 3 2641,88 cm cm3

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Ilustración 8 - Muestra extraída del lugar de excavación

Determinación de la humedad natural de cada estrato En nuestro caso, el suelo analizado, presenta un solo estrato de arena limosa. Cabe mencionar que, este ensayo, se realiza con la finalidad de determinar el contenido de agua de los suelos. El contenido de agua, es la relación expresada en porcentaje, de la masa de poros en una masa de suelo dada en relación a la masa de suelo seco. Además, la consistencia de un suelo de grano fino depende en gran medida de su contenido de humedad.

Para el ensayo, se tomó una muestra de 900 gr, y posterior al secado en horno de la muestra determinamos y registramos su masa, obteniendo un peso seco de 854 gr. Luego se calculó el contenido de humedad mediante la fórmula:

𝑤=

𝑃ℎ − 𝑃𝑠 ∗ 100 = 5,39 % Ps

A través del valor del contenido de humedad y la densidad húmeda, podemos determinar la densidad seca de la siguiente forma:

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𝜌ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎 𝑔𝑟 = 1,23 1+𝑤 𝑐𝑚3

Determinación de los límites de Atterberg Se procedió a realizar el ensayo correspondiente a la determinación de los límites de consistencia según la Norma IRAM 10501.

Limite Plástico y Límite Líquido Primeramente se comenzó por el ensayo de determinación del límite plástico, el cual consiste en tomar una muestra representativa del suelo original, y agregarle agua destilada hasta alcanzar una consistencia donde el suelo pueda rolarse sobre las manos sin quebrarse. Recordando que, el límite plástico es el contenido de humedad en porciento, al cual el suelo no puede ser amasado en rollitos de 3,2 mm de diámetro sin sufrir fisuras ni derrumbarse. Al realizar el ensayo se observó que la muestra presentaba fisuras al rolarse, por ende concluimos que la misma no posee límite plástico, por ende, tampoco tendrá límite líquido.

Ilustración 9 - Ensayo para determinar Límites de Atterberg

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Granulometría de cada uno de los estratos encontrados

Total

Muestra

1000

Tamiz

Masa Retenida

(Nº)

(g)

4

13

8

12,75

10

34,5

30

39,35

50

58,8

100

216,3

200

445

Fondo

178,2

997,9

g Individual retenido

Retenido

Pasante

Acumulado Acumulado (%) (%) 1,30273574 1,30273574 98,69726425 5 5 1,27768313 2,58041888 97,41958112 5 3,45726024 6,03767912 93,96232087 7 6 9,98096001 3,94328089 90,01903998 6 5,89237398 15,873334 84,126666 5 21,6755185 37,5488525 62,45114741 9 9 44,5936466 82,1424992 17,85750075 6 5 17,8575007 100 0 5 (%)

100 Tabla 1 - Granulometría

Ilustración 10 - Ensayo de Granulometría

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Clasificación del suelo según Sistema Unificado (SUCS) LL= NP LP= NP Índice de Plasticidad= NP Índice de consistencia: NP Índice de liquidez: NP Pasante del Tamiz 200= 17,8% Suelo limpio Retenido del Tamiz 4= 1,3% Arena (S). SM – Arena limosa.

Clasificación del suelo según método HRB Aproximamos tamiz número 16 al número 10. A – 2 – 4 (Arena limosa)

Determinación del “emáx” y “emín” Para la determinación del “emáx” obtuvimos los siguientes valores: Volumen del recipiente (Vr) = 800 cm3 Peso del recipiente (Pr) = 0,1718 kg Peso del recipiente más el peso del suelo (Prs) = 1,059 kg (Obtenido mediante un promedio de pesadas)

Una vez obtenidos los valores anteriores, procedimos a determinar el peso MS1, el cual representa el peso del suelo seco lo más suelto posible. MS1= Prs - Pr= 1,059 kg – 0,1718 kg = 0,8878 kg = 887,8 gr 𝜌𝑚í𝑛 =

𝑀𝑠1 887,8 𝑔𝑟 𝑔𝑟 = = 1,11 3 𝑉𝑟 800 𝑐𝑚 𝑐𝑚3

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𝑔𝑟 𝑔𝑟 1 ∗ 2,35 𝜌𝑤 ∗ 𝐺𝑠 3 𝑐𝑚3 = 1,11 𝑒𝑚á𝑥 = − 1 = 𝑐𝑚 𝑔𝑟 𝜌𝑚í𝑛 1,11 𝑐𝑚3 Para poder estimar el valor de “emín”, hacemos uso del valor de la densidad seca máxima obtenida en el ensayo “Proctor estándar” (1,65 gr/cm3) 𝑔𝑟 𝑔𝑟 1 𝜌𝑤 ∗ 𝐺𝑠 3 ∗ 2,35 𝑐𝑚 3 𝑐𝑚 𝑒𝑚í𝑛 = −1 = = 0,44 𝑔𝑟 𝜌𝑚á𝑥 1,65 3 𝑐𝑚

Determinación de la relación Humedad-Densidad Ensayo “Próctor Estándar”: Peso seco Peso del molde y base Volumen Molde Muestra Nº 1 2 3 4 5 6 7 8

4185 4.919 930

gr gr gr

Agua Peso Densidad Peso Peso Densidad %Humedad Agregar(ml) Húmedo Húmeda Húmedo Seco seca 334,8 1.443 1,551612903 45 42 0,071428571 1,448172043 84 1484 1,595698925 45 41 0,097560976 1,45385902 84 1550 1,666666667 45 40 0,125 1,481481481 85 1615 1,73655914 45 39 0,153846154 1,505017921 168 1789 1,923655914 45 38 0,184210526 1,62442055 126 1845 1,983870968 45 37 0,216216216 1,631182796 126 1815 1,951612903 45 36 0,25 1,561290323 84 1786 1,920430108 45 35 0,285714286 1,493667861 Tabla 2 - Ensayo Proctor Estándar

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Relacion de densidad-humedad 1.65 1.6 1.55 1.5 1.45 1.4 0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

Se llegó a que el porcentaje óptimo de humedad es aproximadamente el 20% y la máxima densidad seca es de 1,63 gr/cm3

Ilustración 11 - Ensayo Proctor Estándar

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Ilustración 12 - Ensayo Proctor Estándar

Determinación de la gravedad especifica Gs Para llevar a cabo la determinación de la gravedad específica se hizo uso del método de las pesadas. Para realizar este método se debieron obtener los siguientes datos. P1: Pr (Peso del recipiente) + Pw (Peso del agua) = 0,781 Kg Ps (Peso del Suelo): 0,085 Kg P2: Pr (Peso del recipiente) + Pw (Peso del agua) + Ps (Peso del suelo) = 0,8298 Kg 𝑔𝑟 1 𝛾𝑤 ∗ 𝑃𝑠 3 ∗ 85 𝑔𝑟 𝑐𝑚 𝐺𝑠 = = = 2,35𝑔𝑟/𝑐𝑚3 𝑃𝑠 − (𝑃2 − 𝑃1 ) 85 𝑔𝑟 − (829,8 𝑔𝑟 − 781 𝑔𝑟)

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Determinaciones de Gabinete Determinación de e (relación de vacíos) Densidad seca: 1,23 gr/cm3 Volumen total: 2841,88 cm3 Volumen de sólidos Ps 3495,51𝑔𝑟 = = 1487,45𝑐𝑚3 𝐺𝑠 2,35 𝑔𝑟/𝑐𝑚3

𝑉𝑠 = Volumen de Vacíos

𝑉𝑣 = 𝑉𝑡 − 𝑉𝑠 = 2841,88 𝑐𝑚3 − 1487,45 𝑐𝑚3 = 1354,43 𝑐𝑚3

Relación de vacíos

𝑒=

𝑉𝑣 1354,43 𝑐𝑚3 = = 0,91 𝑉𝑠 1487,45 𝑐𝑚3

Porosidad ɳ=

𝑒 0,91 = = 0,476 1 + 𝑒 1 + 0,91

Determinación de 𝑝0 Se realizó una estimación del p0 como la profundidad del por la densidad in situ del estrato, se obtuvo como resultado:

𝑝0 = 1,3012

𝑔𝑟

𝑔𝑟

𝑐𝑚

𝑐𝑚2

∗ 230 𝑐𝑚 = 299 3

= 2990

𝐾𝑔 𝑚2

Estimación del coeficiente de conductividad hidráulica En nuestro caso, tratándose de un suelo arenoso limoso, de acuerdo a los ensayos realizados, y conociendo el tipo de suelo, podemos estimar el

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coeficiente de conductividad hidráulica por medio del siguiente cuadro de Casagrande y Fadum.

Tabla 3 - Determinación de "k" por "Casagrande y Fadum"

Obtenemos un valor de permeabilidad “k” [m/s] entre 10-5 y 10-9

Determinación del método de drenaje que podría aplicarse Los factores que influyen en la elección del tipo de drenaje, como es sabido, dependen del tipo de obra y de las condiciones del suelo. Según la permeabilidad los suelos pueden dividirse en cinco categorías:

Tabla 4 - Categoria de Permeabilidad de los Suelos

Como se mencionó anteriormente, nuestro suelo en estudio se trata de una arena limosa cuya permeabilidad ronda entre los 10-5 y 10-9 [m/s], por lo que estimamos que la permeabilidad que éste presenta es baja, descartando la 19

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posibilidad de que ésta sea muy baja debido a que el suelo prácticamente no presenta contenido de arcilla. En nuestro caso plantearemos como proyecto estructural un galpón fundado sobre bases aisladas, fundación del tipo superficial; razón por la cual no será necesario aplicar ningún tipo de drenaje.

Sin embargo, si se deseara proyectar una estructura cuyo emplazamiento supere la profundidad del nivel freático del lugar en estudio, es decir, los 4,5m podemos proponer la utilización del método de drenaje por punteras filtrantes “Well Point”, ya que este sistema es aplicable para profundidades que rondan entre los 4 y 5 m. Son sistemas de pozos de pequeño diámetro (4” a 6”), en los cuales se colocan punteras (11/2” a 2”) conectadas a un caño colector y desde ahí a un conjunto de bomba centrífuga y bomba de vacío. Las punteras se hallan perforadas en una longitud que generalmente es de un metro. La parte perforada se cubre con una tela filtrante. La distancia entre pozos varía entre 0,5 a 3,0 m dependiendo del suelo y caudal a bombear. Los caños se colocan generalmente por inyección de agua.

El drenaje de una excavación angosta puede obtenerse con una única hilera de pozos filtrantes. De otro modo se necesitarán dos o más a los lados de la excavación. La ventaja de este sistema es su simplicidad, bajo costo y rapidez de instalación, siendo muy eficaces cuando se trabaja con suelos estratificados. En condiciones normales se consigue descender el nivel freático entre 4 a 5 m. Si la altura de descenso es mayor, se deberán hacer escalones de bombeo

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Asentamiento probable Como es una arena limosa y poco plástica, con el ensayo de consolidación no podríamos obtener los valores del asentamiento. Puede ser conveniente la realización del ensayo SPT (ensayo de penetración estándar) y de ese modo poder calcular el asentamiento para suelos granulares.

Determinación del bulbo de tensiones Se necesita conocer la presión de o “Po”, y luego se compara con la capacidad de carga del suelo para verificar si este responde a las solicitaciones de carga requeridas. 𝑃𝑜 =

𝑃 𝐴

Donde “A” es la superficie de la zapata: 8100 cm2 (90cm*90cm), y “P” es la carga que actúa sobre cada base: 4485.71 kg.

𝑃𝑜 =

4485.71𝑘𝑔 𝒌𝒈 = 𝟎. 𝟓𝟓 2 8100𝑐𝑚 𝒄𝒎𝟐 𝒌𝒈

Se obtuvo una tensión de 0.55 𝒄𝒎𝟐. Para z 0,45 0,9 1,35 1,8 2,25 2,7 3,15 3,6

r/z r r r r r r r r

0,27 0,4 0,52 0,64 0,77 0,92 1,11 1,39 1,91 0,12 0,24 0,36 0,49 0,61 0,73 0,85 0,97

0,18 0,36 0,54 0,72 0,9 1,08 1,26 1,44

0,23 0,47 0,7 0,94 1,17 1,4 1,64 1,87

0,29 0,58 0,86 1,15 1,44 1,73 2,02 2,3

0,35 0,69 1,04 1,39 1,73 2,08 2,43 2,77

0,41 0,83 1,24 1,66 2,07 2,48 2,9 3,31

0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4

0,63 1,25 1,88 2,5 3,13 3,75 4,38 5

0,86 1,72 2,58 3,44 4,3 5,16 6,02 6,88

Tabla 5 – Círculos de Newmark para diferentes profundidades

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Ilustración 13 - Carta de Newmark para 0,45 m de profundidad

Ilustración 14 - Carta de Newmark para 0,9 m de profundidad

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Ilustración 15 - Carta de Newmark para 1,35 m de profundidad

r(m) 0 45 90 135 z(m) N°de sectores Presiones N°de sectores Presiones N°de sectores Presiones N°de sectores Presiones 0,45 136 0,374 78 0,2145 9 0,02475 0 0 0,9 68 0,187 47 0,12925 16 0,044 5 0,01375 1,35 36 0,099 28 0,077 13 0,03575 6 0,0165 1,8 22 0,0605 17 0,04675 12 0,033 7 0,01925 2,25 14 0,0385 13 0,03575 9 0,02475 7 0,01925 2,7 10 0,0275 10 0,0275 7 0,01925 6 0,0165 3,15 8 0,022 7 0,01925 5 0,01375 5 0,01375 3,6 6 0,0165 6 0,0165 5 0,01375 5 0,01375 Tabla 6 - Presiones para distintas profundidades - Newmark

Con las presiones obtenidas en cada punto a través de la carta de Newmark se podrá confeccionar los bulbos de presiones correspondientes teniendo en cuenta ancho como profundidad.

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Datos: -Nc= 30 -Nq= 17 -Nα= 18 -Peso específico= 1.3012 gr/cm3 -Df= 100 cm. -B= 60 cm. -c= 0. 𝑞𝑑 = 1.2 ∗ 𝑐 ∗ 𝑁𝑐 + 𝛾 ∗ 𝐷𝑓 ∗ 𝑁𝑞 + 0.4 ∗ 𝐵 ∗ 𝛾 ∗ 𝑁𝛾 𝑔𝑟 𝑔𝑟 ∗ 100𝑐𝑚 ∗ 17 + 0.4 ∗ 90𝑐𝑚 ∗ 1.3012 3 ∗ 18 3 𝑐𝑚 𝑐𝑚 𝑔𝑟 𝒌𝒈 𝑞𝑑 = 2774.15 2 = 𝟑. 𝟎𝟓𝟓 𝑐𝑚 𝒄𝒎𝟐

𝑞𝑑 = 1.2 ∗ 0 ∗ 30 + 1.3012

𝒌𝒈

Se obtuvo una capacidad de carga del suelo de 2.77 𝒄𝒎𝟐. Como se observa, verifica que la capacidad de carga del suelo es mayor que la presión de o para la carga solicitada, por ende no es necesario realizar modificaciones en las dimensiones de las zapatas.

Estimación de ϕ y tensión isible del terreno. La elección de un tipo de cimiento depende de múltiples factores con gran cantidad de indeterminación, como que se relacionan con las propiedades de los suelos y las características propias de la obra, todas variables difíciles de conocer con precisión. 24

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Podemos dar como términos del problema, los siguientes:

Propiedades del suelo Dirección y magnitud de las cargas Dispersión en planta de las mismas Profundidad del plano de cimentación Resistencia de los estratos por debajo del plano de cimentación Presencia de agua

Conociendo los datos anteriormente mencionados se optó por utilizar una fundación superficial. Éste es el tipo de cimentación que se utiliza cuando:

El suelo es de baja capacidad portante y se le transmiten cargas bajas. El suelo es de alta capacidad portante y se le transmiten cargas importantes. La fundación superficial es usada también cuando el proyecto incluye la construcción de sótanos y es necesario una excavación que permite acceder a suelos de mayor capacidad portante.

Dentro de los tipos de fundaciones superficiales se determinó utilizar bases aisladas ya descripta anteriormente, que recibe la carga de una columna o pilar y la lleva a tierra mediante un simple ensanchamiento, tanto mayor cuanto menor sea la resistencia del terreno.

Optamos por una base cuadrada.

La resistencia del terreno se estimó con datos obtenidos por la siguiente tabla. Sabiendo que:

emáx= 1,11 emin= 0,44 Densidad Relativa= 29,85 25

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Con dicho valor ingresamos al siguiente gráfico y obtenemos según el grado de compactación obtenido, el tipo de arena. En nuestro caso se encuentra entre los valores de 15 y 35 por lo tanto es una arena suelta.

Tabla 7 - Determinación del ángulo de fricción interna

El suelo posee un ángulo de fricción de 30° y una tensión isible que se obtiene dividiendo la capacidad de carga (2.77 kg/cm2) por un cierto valor de coeficiente de seguridad, teniendo la cimentación una profundidad de 1 m. por debajo del nivel de terreno natural. El asentamiento se despreció, debido a la poca cantidad de contenido de finos en el suelo. 26

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Planteo de modo de entibación para una profundidad de excavación de 2,5 m. El modo de entibación que se eligió como más adecuado es el de muro en voladizo, normalmente utilizado para soportar los suelos en alturas menores a los 3 m. Estos muros están constituidos de acero, es de hormigón fino o madera. Para una obra de esta magnitud es más usual utilizar de madera.

Probable uso de materiales geotextiles Existe una gran variedad de Geotextiles; los mismos se eligen según sea su destino y en base al estudio y definición de las propiedades mecánicas e hidráulicas del terreno en cuestión. Se empleará el uso de un polímero como el Nylon de 200 micrones, donde su función principal es evitar la infiltración y permeabilidad de la fundación.

Mejoramiento del suelo Debido a que la solicitación de la estructura es baja en comparación a la capacidad de carga del suelo en estado natural, no creemos que sea necesario hacer uso de métodos de mejoramiento. 

Conclusiones: Según los estudios realizados se puede concluir que, para el proyecto de estructura propuesto, el suelo posee características físicas muy favorables para fundaciones tradicionales como lo son las bases aisladas y las zapatas corridas. Además, podemos decir que el mismo posee un buen drenaje, lo que nos indica que no se deben tener mayores recaudos por erosión o congelamiento. Al no ser un suelo cohesivo y tener un porcentaje de finos muy bajo, no se tendrán en cuentan los asentamientos en la estructura. El suelo de fundación se ha identificado como: Grava pobremente graduadamezcla grava-arena, pocos o ningún fino

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La Capacidad de carga del suelo estudiado es: 8, 74 kg/cm2

Las conclusiones y recomendaciones del presente estudio se aplican al área del terreno estudiado y no se puede aplicar para otros sectores.

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Bibliografía Mecánica de suelos, Braja Das. Edición Promera.

Mecánica de los suelos en la ingeniería práctica, Terzaghi.

Curso aplicado de Cimentaciones, Rodríguez, Ortiz.

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https://es.slideshare.net/GustavoPorras2/informe-de-geologa-

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Ejemplos

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