Suelos

SUELOS
SUELOS
Sistemasde Construcción y Estimación – Prof: Daniel Nadal Huertasy Juan Manuel Medina

SISTEMASDE CONSTRUCCIÓNY 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 terreno con el edificioy su implantación, su orientación, las vistas, el respetopor el paisaje, hasidoy es,
una constante a lo largodela historiade laarquitectura.
SUELOS
Petra, Jordania

Proceso deconfiguracióno desarrollo formalde unproyectoarquitectónico.Tomadode“Construir laarquitectura”, Desplazes (2010).
TIPOLOGIA TECTONICA
TOPOLOGIA
Lugar
Formadel
proyecto
Terreno
Energía
SUELOS

Estudio de latopografía
INTRODUCCION
Estudio del lugar

…el terrenoes el encargado de recibir las cargasdel edificioque se transmitena travésde la cimentación,estas
cargas modificanel estado de equilibriodel mismo…
SUELOS

Cargastransmitidasporla
estructuraalacimentación
Fuerzasdelterrenoqueasumenlas
cargastransmitidasporlacimentación
Acción+ Reacción=0
SUELOS
Reacción
Acción

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

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

Meteorización: consiste en la alteración que experimentan las rocas en contacto con el
agua,elairey losseresvivos.Puedeserfísica 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
nombrededetritos.
Transporte:consisteenel trasladodelos detritosdeun lugara otro.
Sedimentación: consisteen el depósito de los materiales transportados, reciben el
nombre de sedimentos, y cuando estos sedimentos se cementan originan las rocas
sedimentarias.
SUELOS

Èllecho rocosoempieza
adesintegrarse
La materiaorganizafacilita
la desintegración
Se formanloshorizontes Elsuelodesarrolladosustentauna
vegetacióndensa
TIEMPO
SUELOS

Los suelos se forman en la superficie de latierra, donde laroca dura o los sedimentos bandos y sueltos superficiales son
transformados por numerosos procesos físicos, químicos y bilógicos, dependientesde laproximidad 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 siendoindicador de fertilidad.
Según los minerales y elementos orgánicos que tenga el suelo, dependerá la fertilidad y características
químicas. A travésdel color podemos conocer la variedad frenteala queestemos.
SUELOS

Suelos humíferos (tierra negra): Tienen abundante materia
orgánica en descomposición, de color oscuro, retienen bien el
aguayson excelentesparaelcultivo.
SUELOS IDEALES PARA CULTIVO
SUELOS IDEALES PARA LA CONSTRUCCION
Suelos pedregosos: Formadosporrocasdetodoslostamaños,
no retienenelaguaynoson buenosparael 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 humuspuedenser buenosparacultivar.
Suelos arenosos: No retienen el agua, tienen muy poca
materia orgánica y no son aptos para la agricultura, ya que no
tienennutrientes.
Suelos calizos:Tienenabundanciadesalescalcáreas,sonde
color blanco,secos yáridos,y noson buenosparala agricultura.
Suelos mixtos:tienecaracterísticasintermediasentrelos
suelosarenososylos suelosarcillosos.
SUELOS

Lossuelossedepositanencapasheterogéneasqueconformanlasuperficiedelterreno,yse
clasificansegúneltamañodesuspartículas.
Sueloorgánico/Relleno/CapaVegetal
Arcillas
Limos
Arenas
Gravas
Suelos Finos
--------
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 para cimentar si poseen buenacompactación.
SUELOS

SUELOS

Los rellenos artificiales hacen suelos heterogéneosy de alta deformabilidad.
SUELOS

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SUELOS

Suelos Finos
SUELOS
Tambiénllamadossueloscohesivosocoherentessonaquelloscuyo
porcentajeenfinosessuperioral35enpesoyestánformados
fundamentalmenteporarcillas,quepuedenconteneráridosencantidad
moderada.Alsecarseformanterronesquenopuedendeshacerseconlos
dedos.

ARCILLAS(C)
Partículasmicroscópicas, alargadasy muy delgadas, con tamaños menores a 0.005 mm. Sus propiedades
son diferentesalas de la roca madre, ytienenpropiedades cohesivas. Inestables ante lapresencia del
agua.
Intercalacionesde
Limos yarenas
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ARCILLASEXPANSIVAS
Son arcillas que presentan cambio de volumencon los cambios de humedad, cuando la arcillase humedece sufre
una fuerte expansión que produce daños en elementos estructurales y de cerramiento, sobre todo en zonas con
condiciones climáticas con largaso intermitentesperiodos de humedad. Cuando la arcillase encuentra a una
considerable distancia de la superficie, laexpansión y contracción se reduceconsiderablemente.
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LIMOS(M)
Partículasentre0.075 y 0.005 mm de tamaño. Conforman depósitosblandos y se encuentran mezclados con
arenas ygravas.
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Suelos Ganulares o Gruesos
Son terrenos cuyo porcentaje de finos es inferioral 35en peso.
Están formados principalmente por áridos, grava, arenaylimo
inorgánico, pudiendo tener arcillaen cantidad moderada, notienen
cohesión (adherencia) entresus partículas y son permeables al
agua. Su resistenciase debe al rozamientointerno entresus
granos. Portanto, sucapacidad portante, oaptitudpara soportar
las cargas, creceal aumentar el tamaño de los granos, la
compacidad y profundidad en que esté situado elestrato.
SUELOS

ARENAS (S)
Partículasentre4.7 y 0.075 mm de tamaño. Su firmezadepende del grado de compactación y de lapresencia de
agua (nivelfreático).
SUELOS

GRAVAS (G)
Partículasproductodelameteorizaciónfísica(erosión,abrasión)delarocamadre.Su
tamaño está comprendidoentre75y4.7milímetros.
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ROCAS (R)Agregadodemineralesunidosporelevadas
fuerzascohesivas.Elmejorterrenodecimentación,resistemuchoa
compresiónynopresentan,engeneralproblemasde asientos.
SUELOS

ROCAS SEDIMENTARIAS
ROCAS IGNEAS
ROCAS METAMORFICAS
SUELOS

Tiposde Rocas
(segúnsuorigen)
IGNEAS
METAMORFICAS
SEDIMENTARIAS
Volcánicas Plutónicas
TexturaFoliada Texturanofoliada
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 Rocasanao fresca
La rocano presentasignosvisiblesdemeteorización,puedenexistir
ligeraspérdidasdecolor o pequeñasmanchasdeóxidosen losplanos
dediscontinuidad.
II Rocaligeramentemeteorizada
La rocay los planosdediscontinuidadpresentansignosde
decoloración.Todalaroca ha podidoperdersucolor debidoala
meteorizaciónysuperficialmentesermás débilquela roca sana.
III Rocamoderadamentemeteorizada
Menos de la mitad del material está descompuesto a suelo. Aparece
roca sana o ligeramente meteorizada de forma continua o en zonas
aisladas.
IV Rocameteorizadaomuy
meteorizada
Más dela mitaddelmaterialestádescompuestoasuelo.Apareceroca
sanao ligeramentemeteorizadadeforma discontinua.
V Rocacompletamentemeteorizada Todoelmaterialestádescompuestoaunsuelo.Laestructura original
dela roca semantieneintacta.
VI Sueloresidual
La rocaestátotalmentedescompuestaenunsueloynopuede
reconocersenila texturanilaestructuraoriginal.El material
permaneceinsituy existeencambiodevolumen importante.
SUELOS
UniversidaddeLosAndes. Departamento deArquitecturaSistemasde Construcción y Estimación – Prof: Daniel Nadal Huertasy Juan Manuel Medina

PRESIONES ADMISIBLES EN EL TERRENO DE CIMENTACIÓN
TERRENO TIPOS YCONDICIONES PRESIÓNADM.(Mpa)
ROCAS -Rocasígneasymetamórficas.Granito,diorito,basalto, gnesis.
-Rocasmetamórficasfoliadassanas.Esquistos,pizarras.
-Rocassedimentariassanas.Pizarras cementadas,limolitas,areniscas,
calizas sinkarstificar,conglomeradoscementados.
-Rocasarcillossanas.
-Rocasdiaclasadasde cualquiertipocon esciamientodediscontinuidades
superior a0.30 m,exceptorocasarcillosas.
-Calizasareniscasy rocas pizarrosascon pequeñoespaciamientodelos
planosdeestratificación.
-Rocasmuy diaclasadasometeorizadas.
10
3
1 a4
0.5a1
1
Investigadoinsitu
Investigadoinsitu
Mpa=MegaPascal=10Kilogramosfuerza/cm2;1MPa= 10Kgf/cm2
SUELOS

PRESIONES ADMISIBLES EN EL TERRENO DE CIMENTACIÓN
TERRENO TIPOS YCONDICIONES PRESIÓNADM.(Mpa)
SUELOSGRANULARES (
FINOSINFERIORAL 35
ENPESO)
-Gravasy mezclasdearenay grava, muydensas.
-Gravasy mezclasdegravayarenamedianamente densas adensas.
-Gravasy mezclasdearenay grava, sueltas.
-Arenamuydensa
-Arenamedianamentedensa.
-Arenasuelta.
>0.6
0.2a0.6
<0.2
>0.3
0.1a0.3
<0.1
SUELOSFINOS
(FINOSSUPERIORAL 35
ENPESO)
- Arcillasduras
-Arcillasmuyfirmes
-Arcillasfirmes
-Arcillasylimosblandos
-Arcillasylimosmuyblandos
0.3a0.6
0.15 a0.3
0.175a0.15
<0.075
SUELOSORGÁNICOS EstudioEspecial
RELLENOS EstudioEspecial
SUELOS

Estratificación
A la secuenciadelosdepósitosquevanformandolossuelos,selesdenominan estratos,
estosson variadosencomposición,espesor,posiciónyprofundidad.
SUELOS

Se entiende como el nivel enel cual se encuentran las fuentes acuíferassubterráneas presentes en cualquier
terreno. Dependiendo del tipode suelo, su alturay su proximidad afuentes hídricas, estenivel se puede encontrar
a diferentesprofundidades (desde pocos cm a varios metros debajo de lasuperficie) .
NIVEL FREÁTICO:
SUELOS

El aguacircula por el espacio poroso, queda retenidaen los “huecos” del
suelo yestá en constante competencia con depósitosde aireporespacio.
PRESENCIA DE AGUA EN LOS SUELOS:
DRENAJE: Eliminación de agua de superficie por infiltración, permeabilidadyescurrimiento.
INFILTRACIÓN: Velocidadcon que entrael aguaen el suelo.
PERMEABILIDAD: Movimientodel agua enflujosaturado en cada uno de los estratosdel suelo.
ESCURRIMIENTO: Eliminacióndel agua superficial debida al relieve.
SUELOS

PROBLEMAS: humedad, inundación desecamiento
-Impermeabilización
-Bombeo del Agua y devolverlaal suelomediantefiltración
-Dejar pasos de agua al interior de laestructura y luegoconducir filtrarel
agua de nuevohaciael suelo
ALTERNATIVAS SUELOS

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

-observaciones del terreno mediante satélites yfotografíasaéreas.
-consulta de mapas geológicos o de microzonificacióne informaciónestadística
-sondeos demuestreo
-pruebas de resistenciaexperimentales
EstudioPreliminar
-revisióndelos informespreviosdel lugar
Manual (barreno)
SUELOS
mecánico (trípode)

MicrozonificaciónSísmica(Bogotá)
SUELOS

ROCAS GRAVAS ARENAS LIMOS ARCILLAS
ARCILLOLITAROJA
SUELOS

DESECAMIENTO DE LA SÁBANADE BOGOTÁ:
SUELOS

ESTUDIO DE SUELOSDETALLADO
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 surgirdurante 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: excavacionesdeprofundidad pequeña a media, realizadas normalmente con pala
retroexcavadora.
Sondeos: perforaciones de pequeño diámetro (65-140 mm) de profundidades superiores a las delas
calicatas
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Calicatas
-MUESTRAS ALTERADAS: Muestras del suelo obtenidas con sondas manuales. El método de extracción
alterala estructura natural del subsuelo. Son útiles parala evaluaciónvisual de los estratos, la
estimación del contenido de humedad y ciertos ensayos delaboratorio.
-MUESTRAS INALTERADAS: Muestras extraídaspor medio de trépanos huecos. Permitenconservar la
estructura y propiedades naturales del subsuelo. Método idóneo parasubsuelos rocosos oarcillosos.
Muestraalterada
SUELOS
Muestra inalterada

Sondeos
Alcanzar profundidades superiores a las que se consiguen concalicatas.
Reconocer el terreno bajo el nivelfreático.
Atravesarcapas rocosas o de suelo muyresistente.
Realizar ensayos "in situ"específicos, como el ensayo de penetración estándar
TubosShelby
SPT, presiómetro, molinete, permeabilidad"insitu", etc.
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Ensayode PenetraciónEstándar
Consiste en medir el número de golpes necesario para que se introduzca una determinada profundidad una cuchara
(cilíndrica y hueca. Esto permitedeterminarla resistenciadel suelo a lapenetración.
70cm
Sondeoconmáquina
SUELOS
Sondeomanual
EnsayoSPT

ENSAYOS GEOTÉCNICOS DE LABORATORIO
Pruebas realizadas parala determinaciónde las características geotécnicas de un terreno, se clasificanen:
Ensayos deidentificación
Físicos: granulometría, plasticidad o peso específico de partículas.
Químicos: contenido en sulfatos, carbonatos o materiaorgánica.
Ensayos deestado: humedad natural, peso específico seco o aparente.
Ensayos depermeabilidad: enpermeámetrosde cargaconstante, de cargavariable o en célula triaxial.
Ensayos decambio devolumen:
Ensayos deresistencia: compresión simple, cortedirecto(CD, CU, UU), compresión triaxial (CD, CU, UU).
Ensayos sobre rocas: compresión simple, cargapuntual, corte directo, índicededurabilidad , compresión triaxial.
Ensayos químicos sobre agua freática: obtención de pH, de contenido en sales solubles o deelementos
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