MECANICA DE SUELOS 2

1. INTRODUCCIÓN
• En la Ingeniería Geotécnica nos encontramos con
diferentes clases de suelos, muchos de los cuales poseen
características especiales, planteando serios problemas
y retos a la ingeniería
• El estudio de estos suelos se ha iniciado en la mayoría de
casos, luego que éstos han generado alguna falla o el
colapso de las estructuras. La manifestación del
comportamiento anómalo de los suelos está
generalmente relacionada con algún fenómeno natural o
con la actividad del hombre.

2. SUELOS EXPANSIVOS
CARÁCTERÍSTICAS, MÉTODOS DE
IDENTIFICACIÓN Y SOLUCIONES

3. SUELOS EXPANSIVOS
• Definición: Son suelos que tienen la propiedad de
contraerse o expandirse debido a cambios en su
contenido de humedad. Este proceso involucra
grandes cambios volumétricos generando esfuerzos
considerables.
• Características de estos suelos: Son arcillas
altamente plásticas y con alto contenido de
montmorillonita en su composición.

4. a) Movimientos estacionales del terreno descubierto
b) Movimiento estacionales debajo de un edificio, a
partir de su construcción.
(a)
(b)
Movimientos
diferenciales
Interior
Esquinas

5. AGRIETAMIENTOS PRODUCIDOS POR LEVANTAMIENTO
DE LA CIMENTACIÓN

6. DISTRIBUCIÓN DE LOS SUELOS
EXPANSIVOS EN EL PERU
• Región Norte y Nororiente.
– Piura.
– Paita.
– Talara.
– Chiclayo.
– Iquitos.
– Bagua.
• Región Sur.
– Moquegua.

7. Tumbes
Piura
Cajamarca
Moyobamba
C hachapoyas
Iquitos
80° 78° 76° 74° 72° 70°
6°
4°
2°
8°
82°
6°
Chiclayo
4°
2°
0°
8°
80° 78°
0°
82° 76° 74° 72° 70°
Zona de Características Geológicas y Climáticas Favorables
a la Presencia de Suelos Expa nsivos. Se ha comprobado su
existencia en esta zona.
Zona de Características Geológicas y Climáticas que hacen
posible la Ocurrencia de Suelos Expansivos en det erminados
lugares. Se ha comprobado su existenci en el Ecuador.
Zona con Geología Favorable y Clima Desfavorable para la
Ocurrencia de Suelos Expansivos se necesita mayor
información.

8. EDIFICACIONES EN PUNTA
ARENAS - TALARA

9. DAÑOS EN CONSTRUCCIONES LIVIANAS

10. FALLAS POR EXPANSIÓN DE SUELOS EN EL CENTRO DE SALUD DE
SAN ANTONIO - MOQUEGUA

11. FALLAS POR EXPANSIÓN DE
SUELOS EN EL CENTRO DE
SALUD DE SAN ANTONIO -
MOQUEGUA

12. FALLAS POR EXPANSIÓN DE SUELOS EN EL CENTRO DE SALUD DE
SAN ANTONIO - MOQUEGUA

13. FALLAS POR EXPANSIÓN DE SUELOS EN EL CENTRO DE SALUD DE
SAN ANTONIO - MOQUEGUA

14. CONJUNTO HABITACIONAL
LÓPEZ ALBUJAR - SAN
ANTONIO - MOQUEGUA

15. CONJUNTO HABITACIONAL
LÓPEZ ALBUJAR - SAN
ANTONIO - MOQUEGUA

16. • En el campo
– Características del terrón de suelo.
– Características del terreno.
– Clima.
• Mineralogía
• Ensayos de Laboratorio
– Ensayos de Expansión Libre
– Ensayos de Expansión Controlada
MÉTODOS DE IDENTIFICACIÓN

17. TALLADO DE LA MUESTRA PARA EL ENSAYO DE EXPANSIÓN

18. MONTAJE DE LA MUESTRA EN LA CELDA DE CONSOLIDACIÓN

19. MONTAJE Y SATURACIÓN DE LA MUESTRA EN EL CONSOLIDÓMETRO

20. TOMA DE DATOS DURANTE EL ENSAYO DE EXPANSIÓN

21. ETAPA DE CARGA PARA EL ENSAYO DE CONSOLIDACIÓN
CENTRO PERUANO JAPONÉS DE INVESTIGACIONES
SÍSMICAS Y MITIGACIÓN DE DESASTRES - CISMID

22. 1 1000.1 100001000010
4.26
2.13
6.39
10.65
8.52
EXPANSION(%)
1000
TIEMPO (MIN)
CARGA= 1 (Kg/cm2)
CALICATA
MUESTRA
: --
: V-1
PROFUNDIDAD: --
PROYECTO : SUELOS EXPANSIVOS TALARA
UBICACIÓN : UBB. LOS VENCEDORES
FECHA : 04-03-91
ENSAYO DE EXPANSIÓN

23. Clasific. (S.U.C.S.)
Estado
: CH
: Inalterado
Lado
Muestra
Progresiva (Km)
: Izquierdo
: M - 1
: 7 + 842.4 Carga de asiento (Kg/cm²) : 0.01
CURVA DE EXPANSION
T1 = 0.8 min™
™T¼ = 0.2min
+a
+a
 Iniciode expansión
6.0
6.5
7.0
7.5
8.0
8.5
9.0
9.5
10.0
0.1 1.0 10.0 1000.0 10000.0 100000.0100.0
Tiempo (min)
Lecturadeldial(mm)
Expansión=3.18mm
11.0
Resultado
Expansión = 16.83 %
10.5
Expansión
Secundaria
Expansión Primaria
CURVA DE EXPANSIÓN

24. INFORME
SOLICITANTE
PROYECTO
UBICACION
FECHA
: LG01-018
: Colegio de Ingenieros del Perú - Consejo Departamental Moquegua
: Canal Pasto Grande / Tramo: Chen Chen - San Antonio
: Moquegua
: Marzo,2001
Lado
Muestra
Progresiva (Km)
Clasificación (S.U.C.S.)
Estado
: Izquierdo
: M - 1
: 7 + 842.4
: CH
: Inalterado
CURVA DECONSOLIDACION
eSP =0.668
0e = 0.43
SP
†
0.40
0.45
0.50
0.55
0.60
0.65
0.70
0.01 0.10 1.00 10.00 100.00Carga Aplicada (Kg/cm²)
RelacióndeVacíos
Resultado
SP = 12.08 Kg/cm²
CURVA DE CONSOLIDACIÓN

25. • Reemplazo de suelo.
• Cimentación flotante.
• Pilotes excavados.
• Prehumedecimiento.
• Barreras de humedad verticales.
• Cortinas de inyección de una mezcla de
limos y cenizas volátiles.
ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN

26. • Geomenbranas.
• Estabilización Química.
– Con cemento.
– Con cal.
– Con cenizas volátiles
– Componentes orgánicos (resinas).
ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN

27. (a)
(b)
(a)
(b)
Soleras sobre terreno expansivo.
a)Solución de bovedillas encontradas
en varias demoliciones.
b)Versión moderna del mismo
principio.
(Jiménez Salas y Marsal, 1964).
Distribución irregular de las presiones
bajo el cimiento, debido a las arcillas
arcillas expansivas.
a)Exterior seco. El interior conserva o
aumenta la humedad.
b)Exterior más húmedo que el área
protegida por el edificio.

28. (2)(1)
Espacio libre
para expansión
Movimiento
del suelo
CorrectoIncorrecto
Estable
1. Cimentación tipo palafito.
2. Solución de cierre del espacio
de expansión, para mejor
suaspecto y limpieza
Aquí Vemos un ejemplo de una
forma errónea y correcta para el
diseño de una estructura
adaptable a suelos expansivos.

29. Vigas
de
Plataforma
Losa
Planta
Losa
Vigas de concreto
reforzado
Puntos de
suspensión
Elevación
Esta es otra forma para
diseñar una estructura
adecuándola a suelos
expansivos. Esta casa
es construida
una plataforma
sobre
rígida
que se inclina cuando
el suelo se expande.

30. EDIFICIO CIMENTADO EN UN TERRENO EXPANSIVO
(LAMBE & WHITMAN, 1969)