Suelos

SUELOS
SUELOS
Sistemasde Construccióny Estimación – Prof: DanielNadalHuertasy JuanManuelMedina

SISTEMAS DE CONSTRUCCIÓN Y DE ESTIMACIÓN
PROFESORES: Daniel Huertas Nadal y Juan Manuel Medina

CONTENIDO
Aspectos generales
Relación con la topografía
Tipos de suelo
Estudio de suelos
SUELOS

¿ Que voy a construir…y…donde?
SUELOS

La relacióndel terrenocon el edificio y su implantación, su orientación, las vistas, el respeto por el paisaje,ha sido y es,
una constante a lo largo de la historia de laarquitectura.
SUELOS
Petra,Jordania

Proceso deconfiguracióno desarrollo formal deunproyecto arquitectónico. Tomado de “Construir la arquitectura”, Desplazes (2010).
TIPOLOGIA TECTONICA
TOPOLOGIA
Lugar
Formadel
proyecto
Terreno
Energía
SUELOS

Estudio de latopografía
INTRODUCCION
Estudio dellugar

…el terreno es el encargadode recibir las cargas del edificio que se transmiten a través de la cimentación,estas
cargasmodifican el estado de equilibrio delmismo…
SUELOS

Cargas transmitidas por la
estructura a la cimentación
Fuerzas del terreno que asumen las
cargas transmitidas por la cimentación
Acción + Reacción =0
SUELOS
Reacción
Acción

Tomado de : Control integral de la edificación, Puyana (1991)
ProyectoArquitectónico Proyecto Estructural
SUELOS

EL SUELO: Conjunto de materiales originados por lameteorización
Manto
Núcleoexterior
Núcleointerior
Corteza
SUELOS

Meteorización: consiste en la alteración que experimentan las rocas en contacto con el
agua, el aire y los seres vivos.Puede ser física o Química
Erosión: consiste en el desgaste y fragmentación de los materiales de la superficie
terrestre por acción del agua, el viento, etc. Los fragmentos que se desprenden reciben el
nombre dedetritos.
Transporte: consiste en el traslado de los detritos de un lugar a otro.
Sedimentación: consiste en el depósito de los materiales transportados, reciben el
nombre de sedimentos, y cuando estos sedimentos se cementan originan las rocas
sedimentarias.
SUELOS

Èl lecho rocoso empieza
adesintegrarse
La materia organiza facilita
ladesintegración
Se forman loshorizontes El suelo desarrollado sustenta una
vegetacióndensa
TIEMPO
SUELOS

Los suelos se forman en la superficie de la tierra, donde la roca dura o los sedimentos bandos y sueltos superficiales son
transformados por numerosos procesos físicos, químicos y bilógicos, dependientes de la proximidad de la atmosfera.
Perfil del suelo
SUELOS

Contienen grandes cantidades de óxidos de
hierro, lo que significa que es un terreno
drenado, fértil y no muyhúmedo.
Son poco fértiles debido a que los óxidos de
hierro han reaccionado frente al agua,
convirtiéndolos en una zona mal drenada.
Grises pueden tener poco hierro u oxígeno y
poseer muchas sales alcalinas como carbonato
de calcio.
VARIEDAD CARACTERISTICAS
Son más fértiles que los claros . Pero también
un suelo oscuro puede significar exceso de
humedad no siendo indicador de fertilidad.
Según los minerales y elementos orgánicos que tenga el suelo, dependerá la fertilidad y características
químicas. A través del color podemos conocer la variedadfrente a la queestemos.
SUELOS

Suelos humíferos (tierra negra): Tienen abundante materia
orgánica en descomposición, de color oscuro, retienen bien el
agua y son excelentes para el cultivo.
SUELOS IDEALES PARA CULTIVO
SUELOS IDEALES PARA LA CONSTRUCCION
Suelos pedregosos: Formados por rocas de todos los tamaños,
no retienen el agua y no son buenos para el cultivo.
SUELOS QUE NECESITAN TRATAMIENTO
Suelos arcillosos: Están formados por granos finos de color
amarillento y retinen el agua formando charcos. Si se mezclan
con humus pueden ser buenos para cultivar.
Suelos arenosos: No retienen el agua, tienen muy poca
materia orgánica y no son aptos para la agricultura, ya que no
tienennutrientes.
Suelos calizos: Tienen abundancia de sales calcáreas,son de
color blanco, secos y áridos, y no son buenos para la agricultura.
Suelos mixtos: tiene características intermedias entre los
suelos arenosos y los suelos arcillosos.
SUELOS

Los suelos se depositan en capas heterogéneas que conforman la superficie del terreno, y se
clasifican según el tamaño de sus partículas.
Suelo orgánico/Relleno/CapaVegetal
Arcillas
Limos
Arenas
Gravas
SuelosFinos
--------
SuelosGranulares
ó
SuelosGruesos
Rocas -------------------------
definición
----------- definición
definición
definición
SUELOS

Suelo Orgánico/Relleno
Son terrenos, en general, no aptos para cimentar sobre ellos.
Entre ellos se encuentran los fangos inorgánicos, los terrenos
orgánicos y los terrenos de relleno. Estos últimos podrían ser
aptos paracimentar si poseen buenacompactación.
SUELOS

SUELOS

Los rellenos artificiales hacen suelos heterogéneos y de alta deformabilidad.
SUELOS

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SUELOS

Suelos Finos
SUELOS
También llamados suelos cohesivos o coherentes son aquellos cuyo
porcentaje en finos es superior al 35en peso y están formados
fundamentalmente por arcillas, que pueden contener áridos en cantidad
moderada. Al secarse forman terrones que no pueden deshacerse con los
dedos.

ARCILLAS (C)
Partículas microscópicas,alargadas y muy delgadas, con tamaños menores a 0.005 mm. Sus propiedades
son diferentes a las de la roca madre,y tienen propiedades cohesivas.Inestables ante la presencia del
agua.
Intercalacionesde
Limos yarenas
SUELOS

ARCILLAS EXPANSIVAS
Son arcillas que presentan cambio de volumen con los cambios de humedad, cuando la arcilla se humedecesufre
una fuerte expansión que produce daños en elementos estructurales y de cerramiento,sobre todo en zonas con
condiciones climáticas con largas o intermitentes periodos de humedad. Cuandola arcilla se encuentra a una
considerable distancia de la superficie,la expansión y contracción se reduceconsiderablemente.
SUELOS

LIMOS (M)
Partículas entre0.075 y 0.005mm de tamaño.Conformandepósitos blandos y se encuentran mezclados con
arenas ygravas.
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SUELOS

Suelos Ganulares o Gruesos
Son terrenos cuyo porcentaje de finos es inferior al 35en peso.
Están formados principalmente por áridos, grava, arenay limo
inorgánico, pudiendo tener arcilla en cantidad moderada, notienen
cohesión (adherencia) entre sus partículas y son permeables al
agua. Su resistencia se debe al rozamientointerno entresus
granos. Por tanto, su capacidad portante, o aptitud para soportar
las cargas, crece al aumentar el tamaño de los granos,la
compacidad y profundidad en que esté situadoelestrato.
SUELOS

ARENAS (S)
Partículas entre4.7 y 0.075 mm de tamaño.Su firmeza depende del grado de compactacióny de la presencia de
agua (nivelfreático).
SUELOS

GRAVAS (G)
Partículas producto de la meteorización física (erosión, abrasión) de la roca madre. Su
tamaño está comprendido entre 75 y 4.7 milímetros.
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SUELOS

ROCAS (R)Agregado de minerales unidos por elevadas
fuerzas cohesivas. El mejor terreno de cimentación, resiste mucho a
compresión y no presentan, en general problemas de asientos.
SUELOS

ROCAS SEDIMENTARIAS
ROCAS IGNEAS
ROCAS METAMORFICAS
SUELOS

Tipos de Rocas
(según su origen)
IGNEAS
METAMORFICAS
SEDIMENTARIAS
Volcánicas Plutónicas
Textura Foliada Textura no foliada
Detríticas Químicas Organógenas
granito
andesit
a
pómez
basalto
gabro
peridoti
ta
sienita
pizarra
gneis
Micaesquisto
mármol
cuarcita
yeso
halita
arenisca
conglomerado
arcilla
Calizaconchífera
Carbón.Lignito
Petróleo.
SUELOS

GRADO DENOMINACIÓN CRITERIO DE RECONOCIMIENTO
I Roca sana o fresca
La roca no presenta signosvisiblesde meteorización,pueden existir
ligeras pérdidas de color o pequeñasmanchas de óxidos en los planos
dediscontinuidad.
II Roca ligeramente meteorizada
La roca y los planosde discontinuidad presentan signos de
decoloración. Todala roca ha podido perder su color debido a la
meteorización y superficialmente ser más débil que la roca sana.
III Roca moderadamente meteorizada
Menos de la mitad del material está descompuesto a suelo. Aparece
roca sana o ligeramente meteorizada de forma continua o en zonas
aisladas.
IV Roca meteorizada o muy
meteorizada
Más de la mitad del material está descompuesto a suelo.Aparece roca
sana o ligeramente meteorizada de forma discontinua.
V Roca completamente meteorizada Todoel material está descompuesto a un suelo. La estructura original
de la roca se mantiene intacta.
VI Sueloresidual
La roca está totalmente descompuesta en un suelo y no puede
reconocerse ni la textura ni la estructura original.El material
permanece insituy existe en cambio de volumen importante.
SUELOS
Universidad de LosAndes.DepartamentodeArquitecturaSistemasde Construccióny Estimación – Prof: DanielNadalHuertasy JuanManuelMedina

PRESIONES ADMISIBLES EN EL TERRENO DE CIMENTACIÓN
TERRENO TIPOS Y CONDICIONES PRESIÓN ADM.(Mpa)
ROCAS -Rocas ígneas y metamórficas. Granito,diorito, basalto, gnesis.
-Rocas metamórficas foliadassanas. Esquistos, pizarras.
-Rocas sedimentariassanas.Pizarras cementadas, limolitas,areniscas,
calizassin karstificar,conglomerados cementados.
- Rocas arcillos sanas.
-Rocas diaclasadasde cualquier tipo con esciamiento de discontinuidades
superior a 0.30 m, excepto rocas arcillosas.
-Calizas areniscas y rocas pizarrosas con pequeño espaciamiento de los
planos deestratificación.
- Rocas muy diaclasadaso meteorizadas.
10
3
1 a4
0.5 a1
1
Investigado insitu
Investigado insitu
Mpa= Mega Pascal =10 Kilogramos fuerza/cm2 ; 1 MPa = 10Kgf/cm2
SUELOS

PRESIONES ADMISIBLES EN EL TERRENO DE CIMENTACIÓN
TERRENO TIPOS YCONDICIONES PRESIÓN ADM.(Mpa)
SUELOS GRANULARES (
FINOS INFERIOR AL 35
ENPESO)
-Gravasy mezclas de arena y grava,muydensas.
-Gravasy mezclas de gravay arena medianamente densas adensas.
-Gravasy mezclas de arena y grava,sueltas.
-Arenamuydensa
-Arenamedianamentedensa.
-Arenasuelta.
>0.6
0.2 a0.6
<0.2
>0.3
0.1 a0.3
<0.1
SUELOSFINOS
(FINOS SUPERIOR AL 35
ENPESO)
- Arcillasduras
-Arcillasmuyfirmes
-Arcillasfirmes
-Arcillasy limosblandos
-Arcillasy limos muyblandos
0.3 a0.6
0.15 a0.3
0.175 a0.15
<0.075
SUELOS ORGÁNICOS EstudioEspecial
RELLENOS EstudioEspecial
SUELOS

Estratificación
A la secuencia de los depósitos que van formando los suelos, se les denominan estratos,
estos son variados en composición, espesor,posición y profundidad.
SUELOS

Se entiende como el nivel en el cual se encuentran las fuentes acuíferas subterráneas presentes en cualquier
terreno. Dependiendo del tipo de suelo, su altura y su proximidada fuentes hídricas,este nivel se puede encontrar
a diferentes profundidades (desde pocos cm a varios metros debajo de la superficie).
NIVEL FREÁTICO:
SUELOS

El aguacircula por el espacio poroso,quedaretenidaen los “huecos”del
suelo y está en constante competencia con depósitos de aire porespacio.
PRESENCIA DE AGUA EN LOS SUELOS:
DRENAJE: Eliminaciónde agua de superficie por infiltración, permeabilidad yescurrimiento.
INFILTRACIÓN:Velocidad con que entra el agua en elsuelo.
PERMEABILIDAD: Movimiento del agua en flujo saturado en cada uno de los estratos del suelo.
ESCURRIMIENTO: Eliminacióndel agua superficial debida al relieve.
SUELOS

PROBLEMAS: humedad, inundacióndesecamiento
-Impermeabilización
-Bombeo del Agua y devolverla al suelo mediantefiltración
-Dejar pasos de agua al interior de la estructura y luego conducir filtrar el
agua de nuevohacia elsuelo
ALTERNATIVAS SUELOS

Estudio de Suelos y Cimentación
Tomado de : Control integral de la edificación, Puyana (1991)
SUELOS

-observaciones del terreno mediantesatélites y fotografíasaéreas.
-consulta de mapas geológicos o de microzonificacióne informaciónestadística
-sondeos demuestreo
-pruebas de resistenciaexperimentales
Estudio Preliminar
-revisiónde los informes previos dellugar
Manual(barreno)
SUELOS
mecánico(trípode)

Microzonificación Sísmica (Bogotá)
SUELOS

ROCAS GRAVAS ARENAS LIMOS ARCILLAS
ARCILLOLITAROJA
SUELOS

DESECAMIENTO DE LA SÁBANA DE BOGOTÁ:
SUELOS

ESTUDIO DE SUELOS DETALLADO
OBJETIVOS DEL ESTUDIO GEOTÉCNICO:
1. Determinar la adecuación del terreno alproyecto
2. Determinar un sistema de cimentación adecuado yeconómico
3. Determinar las dificultades que pueden surgir durante el proceso de laconstrucción
4. Determinar la posible aparición y/o causa de todos los cambios en las condiciones delsubsuelo
zapatas pilotes placaflotante
SUELOS

OBTENCION DE MUESTRAS DEL SUELO
Calicatas o catas: excavacionesde profundidad pequeña a media, realizadas normalmente con pala
retroexcavadora.
Sondeos: perforaciones de pequeño diámetro(65 -140 mm) de profundidades superiores a las delas
calicatas
SUELOS

Calicatas
-MUESTRAS ALTERADAS: Muestras del suelo obtenidas con sondas manuales. El método de extracción
altera la estructura natural del subsuelo. Son útiles para la evaluaciónvisual de los estratos, la
estimación del contenido de humedad y ciertos ensayos delaboratorio.
-MUESTRAS INALTERADAS: Muestras extraídas por medio de trépanos huecos. Permitenconservar la
estructura y propiedades naturales del subsuelo.Método idóneo para subsuelos rocosos oarcillosos.
Muestraalterada
SUELOS
Muestra inalterada

Sondeos
Alcanzar profundidades superiores a las que se consiguen concalicatas.
Reconocer el terreno bajo el nivelfreático.
Atravesar capas rocosas o de suelo muyresistente.
Realizar ensayos "in situ" específicos, como el ensayo de penetraciónestándar
TubosShelby
SPT, presiómetro, molinete, permeabilidad "in situ", etc.
SUELOS

Ensayo de Penetración Estándar
Consiste en medir el número de golpes necesario paraque se introduzcauna determinadaprofundidadunacuchara
(cilíndrica y hueca. Esto permitedeterminarla resistencia del suelo a lapenetración.
70cm
Sondeo con máquina
SUELOS
Sondeo manual
Ensayo SPT

ENSAYOS GEOTÉCNICOS DE LABORATORIO
Pruebas realizadas para la determinaciónde las características geotécnicas de un terreno, se clasificanen:
Ensayos de identificación
Físicos: granulometría, plasticidad o peso específico de partículas.
Químicos: contenidoen sulfatos, carbonatos o materiaorgánica.
Ensayos de estado: humedad natural, peso específico seco oaparente.
Ensayos de permeabilidad: en permeámetros de carga constante,de carga variableo en célula triaxial.
Ensayos de cambio de volumen:
Ensayos de resistencia: compresión simple, corte directo(CD,CU,UU), compresión triaxial (CD,CU, UU).
Ensayos sobre rocas: compresión simple,carga puntual, corte directo,índice de durabilidad , compresión triaxial.
Ensayos químicos sobre agua freática: obtención de pH, de contenido en sales solubles o de elementos
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