Mecánica de suelos

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“AÑO DE LA LUCHA CONTRA LA CORRUPCIÓN Y LA IMPUNIDAD”

CURSO: Mecánica de suelos I

TEMA: Semana 15

ALUMNOS: Gonzales Carranza Rafael

                        García Ruiz Boris

                        Pingo Santiago Adher

                        Castillo Llacsahuanga juan

                        Pinedo Navarro Joseep

                       Lopez Ipanaque Horddy

DOCENTE: Helmer Sernaque Barrantes

FECHA: 04/julio/2019

2019

CORTE A CIELO ABIERTO

Las fundaciones de la mayor parte de las estructuras se construyen bajo la superficie del terreno. Por lo tanto, se requiere de una primera actividad relacionada con la excavación de dicho material, para lo cual es importante conocer tanto el proyecto de apuntalamiento de la excavación como el procedimiento constructivo respecto a la forma de ejecución de ésta.

Dependiendo del tipo de suelo será la solución de apuntalamiento. Para el caso de los suelos permeables que se encuentran bajo el nivel freático, se requiere deprimir o agotar la napa antes de efectuar la excavación respectiva.

Las excavaciones poco profundas pueden hacerse sin sostener el material aledaño, siempre y cuando se disponga del espacio suficiente para ejecutar taludes adecuados que puedan soportar el material. La inclinación de los taludes es función del tipo y carácter del suelo o roca, de las condiciones climáticas, de la profundidad de la excavación y del tiempo que la excavación vaya a permanecer abierta.

Respecto del tipo de terreno, cuando se trata de suelos granulares como arenas, éstos contienen pequeñas cantidades de material cementante, o aparentan un cierto grado de cohesión debido a su humedad. Esta cementación o cohesión aparente no garantiza la seguridad del talud en forma permanente, pero se puede considerar útil mientras la excavación esté abierta.

En suelos arcillosos, el talud máximo que puede soportar es función de la profundidad del corte y de la resistencia al esfuerzo cortante de la arcilla. Si la arcilla bajo el nivel de excavación es blanda, la inclinación del talud debe ser mayor para evitar asentamientos del fondo. En caso que las paredes del suelo sean arcillas duras, se desarrollarán grietas cerca de la superficie del terreno, que en caso de llenarse de agua producirán la falla del talud.

En suelos con cohesión, como las arcillas, es posible mantener la excavación vertical sin apuntalar hasta una altura tal en la cual se produzca un equilibrio de fuerzas.

Esta altura se conoce como altura crítica (Hc) y corresponde al punto en el cual se produce un equilibrio entre las fuerzas de compresión originadas por el terreno y las fuerzas de tracción producidas por la cohesión. En esa altura no se producirán desmoronamientos del terreno, por lo que la excavación vertical se considera estable en una profundidad igual a Hc, cuyo valor corresponde a:

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Lo anterior es válido para variaciones verticales de corta duración, pero al estar mucho tiempo abierta la excavación comienzan a aparecer grietas de tracción (zc).

Terzaghi propuso que las grietas de tracción siempre tienen una profundidad inferior a la mitad de la altura crítica. Luego, el valor de la altura crítica cuando aparecen estas grietas corresponde a:

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En el caso que exista una sobrecarga en el terreno, el valor de la altura crítica es:

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Lo anterior es aplicable a suelos estratificados.

Por otra parte, la altura de excavación segura (Hs) corresponderá al valor de la altura crítica dividida por un factor de seguridad, así:

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El valor del factor de seguridad puede variar entre 2 y 3, dependiendo de la importancia de la obra y de la representatividad de los datos, entre otros factores.

Cuando las paredes de una excavación no son estables se debe apuntalar o entibar. Para lo cual se deben conocer los esfuerzos a los cuales estará sometida la excavación.

Como la mayor parte de los cortes abiertos se excavan en etapas y luego se insertan progresivamente los puntales a medida que se profundiza la excavación, es probable que los muros o paredes de la excavación se deformen. Las tablestacas se deforman progresivamente hacia el interior a medida que avanza la excavación, las deflexiones se producen mucho antes de que puedan colocarse los puntales. El movimiento lateral que se produce a nivel de la primera línea de puntales es pequeño y la presión en la tablestaca en este tramo inicial es cercana al valor de la presión de tierra en reposo. En el tramo inferior de la zanja en donde el movimiento de las tablestacas hacia adentro es más importante, la presión se aproxima más al valor de la presión activa. Por lo tanto, la distribución de presiones en la tablestaca no se ajusta a la forma clásica y la fuerza lateral por lo general excede en alrededor del 15% al empuje activo.

En excavaciones en arcilla es necesario considerar, además, una potencial falla del fondo,

y en arenas con nivel freático alto, las tablestacas deben hincarse hasta una profundidad adecuada por debajo de la base de la zanja que permita evitar una falla por tubificación.

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Respecto de los diagramas de Peck, se puede decir que a medida que se excava y entiba, los esfuerzos sobre las entibaciones van variando hasta llegar a su distribución final. Los diagramas que se presentan son envolventes de las distintas distribuciones a las cuales estará sometida cada parte de la entibación durante la entibación y construcción, lo que implica que es válido sólo para su cálculo. Además, los diagramas de esfuerzos sobre entibaciones son de carácter empírico, producto de mediciones reales y que se corrigen en el tiempo conforme se producen nuevas experiencias.

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