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Published on July 21, 2014

Author: sistemasdeconstruccion

Source: slideshare.net

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Conceptos basicos sobre estudio de suelos en arquitectura

SUELOS Sistemas de Construccióny Estimación – Prof: Dr. Carolina StevensonRodriguez SUELOS

SISTEMAS DE CONSTRUCCIÓN Y DE ESTIMACIÓN PROFESOR: Dr. Carolina Stevenson Rodriguez

SUELOS Sistemas de Construccióny Estimación – Prof: Dr. Carolina StevensonRodriguez CONTENIDO Aspectos generales Tipos de suelo Estudio de suelos Relación con la topografía

SUELOS Sistemas de Construccióny Estimación – Prof: Dr. Carolina StevensonRodriguez ¿ Que voy a construir…y…donde?

SUELOS Sistemas de Construccióny Estimación – Prof: Dr. Carolina StevensonRodriguez La relación del terreno con 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 la arquitectura. Petra, Jordania

SUELOS Sistemas de Construccióny Estimación – Prof: Dr. Carolina StevensonRodriguez Proceso de configuración o desarrollo formal de un proyecto arquitectónico. Tomado de “Construir la arquitectura”, Desplazes (2010). TIPOLOGIA TECTONICA TOPOLOGIA Lugar Terreno Forma del proyecto Energía

INTRODUCCION Sistemas de Construccióny Estimación – Prof: Carolina Stevenson Estudio de la topografía Estudio del lugar

SUELOS Sistemas de Construccióny Estimación – Prof: Dr. Carolina StevensonRodriguez …el terreno es el encargado de recibir las cargas del edificio que se transmiten a través de la cimentación, estas cargas modifican el estado de equilibrio del mismo…

SUELOS Sistemas de Construccióny Estimación – Prof: Dr. Carolina StevensonRodriguez Cargas transmitidas por la estructura a la cimentación Fuerzas del terreno que asumen las cargas transmitidas por la cimentación Acción + Reacción = 0 Reacción Acción

SUELOS Sistemas de Construccióny Estimación – Prof: Dr. Carolina StevensonRodriguez Tomado de : Control integral de la edificación, Puyana (1991) Proyecto Arquitectónico Proyecto Estructural

SUELOS Sistemas de Construccióny Estimación – Prof: Dr. Carolina StevensonRodriguez EL SUELO: Conjunto de materiales originados por la meteorización Núcleo interior Núcleo exterior Manto Corteza

SUELOS Sistemas de Construccióny Estimación – Prof: Dr. Carolina StevensonRodriguez 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 de detritos. 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 Sistemas de Construccióny Estimación – Prof: Dr. Carolina StevensonRodriguez Èl lecho rocoso empieza a desintegrarse La materia organiza facilita la desintegración Se forman los horizontes El suelo desarrollado sustenta una vegetación densa TIEMPO

SUELOS Sistemas de Construccióny Estimación – Prof: Dr. Carolina StevensonRodriguez 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 Sistemas de Construccióny Estimación – Prof: Dr. Carolina StevensonRodriguez Son más fértiles que los claros . Pero también un suelo oscuro puede significar exceso de humedad no siendo indicador de fertilidad. Contienen grandes cantidades de óxidos de hierro, lo que significa que es un terreno drenado, fértil y no muy húmedo. 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 Según los minerales y elementos orgánicos que tenga el suelo, dependerá la fertilidad y características químicas. A través del color podemos conocer la variedad frente a la que estemos.

SUELOS Sistemas de Construccióny Estimación – Prof: Dr. Carolina StevensonRodriguez Suelos arenosos: No retienen el agua, tienen muy poca materia orgánica y no son aptos para la agricultura, ya que no tienen nutrientes. 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 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 pedregosos: Formados por rocas de todos los tamaños, no retienen el agua y no son buenos para el cultivo. SUELOS IDEALES PARA LA CONSTRUCCION 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 Sistemas de Construccióny Estimación – Prof: Dr. Carolina StevensonRodriguez 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/Capa Vegetal Arcillas Limos Arenas Gravas Rocas Suelos Finos ----------- Suelos Granulares --------Suelos Gruesos ó ------------------------- definición definición definición definición

SUELOS Sistemas de Construccióny Estimación – Prof: Dr. Carolina StevensonRodriguez 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 buena compactación.

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SUELOS Sistemas de Construccióny Estimación – Prof: Dr. Carolina StevensonRodriguez Los rellenos artificiales hacen suelos heterogéneos y de alta deformabilidad.

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SUELOS Sistemas de Construccióny Estimación – Prof: Dr. Carolina StevensonRodriguez Suelos Finos También llamados suelos cohesivos o coherentes son aquellos cuyo porcentaje en finos es superior al 35% en 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.

SUELOS Sistemas de Construccióny Estimación – Prof: Dr. Carolina StevensonRodriguez 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. Intercalaciones de Limos y arenas

SUELOS Sistemas de Construccióny Estimación – Prof: Dr. Carolina StevensonRodriguez ARCILLAS EXPANSIVAS Son arcillas que presentan cambio de volumen con los cambios de humedad, cuando la arcilla se humedece sufre 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. Cuando la arcilla se encuentra a una considerable distancia de la superficie, la expansión y contracción se reduce considerablemente.

SUELOS Sistemas de Construccióny Estimación – Prof: Dr. Carolina StevensonRodriguez LIMOS (M) Partículas entre 0.075 y 0.005 mm de tamaño. Conforman depósitos blandos y se encuentran mezclados con arenas y gravas. Volver

SUELOS Sistemas de Construccióny Estimación – Prof: Dr. Carolina StevensonRodriguez Suelos Ganulares o Gruesos Son terrenos cuyo porcentaje de finos es inferior al 35% en peso. Están formados principalmente por áridos, grava, arena y limo inorgánico, pudiendo tener arcilla en cantidad moderada, no tienen cohesión (adherencia) entre sus partículas y son permeables al agua. Su resistencia se debe al rozamiento interno entre sus 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 situado el estrato.

SUELOS Sistemas de Construccióny Estimación – Prof: Dr. Carolina StevensonRodriguez ARENAS (S) Partículas entre 4.7 y 0.075 mm de tamaño. Su firmeza depende del grado de compactación y de la presencia de agua (nivel freático).

SUELOS Sistemas de Construccióny Estimación – Prof: Dr. Carolina StevensonRodriguez GRAVAS (G) Partículas producto de la meteorización física (erosión, abrasión) de la roca madre. Su tamaño está comprendido entre 75 y 4.7 milímetros. Volver

SUELOS Sistemas de Construccióny Estimación – Prof: Dr. Carolina StevensonRodriguez 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 Sistemas de Construccióny Estimación – Prof: Dr. Carolina StevensonRodriguez ROCAS SEDIMENTARIAS ROCAS IGNEAS ROCAS METAMORFICAS

SUELOS Sistemas de Construccióny Estimación – Prof: Dr. Carolina StevensonRodriguez 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 Caliza conchífera Carbón. Lignito Petróleo.

SUELOS Sistemas de Construccióny Estimación – Prof: Dr. Carolina StevensonRodriguez Universidad de Los Andes. Departamento de Arquitectura GRADO DENOMINACIÓN CRITERIO DE RECONOCIMIENTO I Roca sana o fresca La roca no presenta signos visibles de meteorización, pueden existir ligeras pérdidas de color o pequeñas manchas de óxidos en los planos de discontinuidad. II Roca ligeramente meteorizada La roca y los planos de discontinuidad presentan signos de decoloración. Toda la 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 Todo el material está descompuesto a un suelo. La estructura original de la roca se mantiene intacta. VI Suelo residual La roca está totalmente descompuesta en un suelo y no puede reconocerse ni la textura ni la estructura original. El material permanece in situ y existe en cambio de volumen importante.

SUELOS Sistemas de Construccióny Estimación – Prof: Dr. Carolina StevensonRodriguez 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 foliadas sanas. Esquistos, pizarras. - Rocas sedimentarias sanas. Pizarras cementadas, limolitas, areniscas, calizas sin karstificar, conglomerados cementados. - Rocas arcillos sanas. - Rocas diaclasadas de 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 de estratificación. - Rocas muy diaclasadas o meteorizadas. 10 3 1 a 4 0.5 a 1 1 Investigado in situ Investigado in situ Mpa= Mega Pascal =10 Kilogramos fuerza/cm2 ; 1 MPa = 10Kgf/cm2

SUELOS Sistemas de Construccióny Estimación – Prof: Dr. Carolina StevensonRodriguez PRESIONES ADMISIBLES EN EL TERRENO DE CIMENTACIÓN TERRENO TIPOS Y CONDICIONES PRESIÓN ADM. (Mpa) SUELOS GRANULARES (% FINOS INFERIOR AL 35% EN PESO) -Gravas y mezclas de arena y grava, muy densas. -Gravas y mezclas de grava y arena medianamentedensas a densas. -Gravas y mezclas de arena y grava, sueltas. -Arena muy densa -Arena medianamente densa. -Arena suelta. >0.6 0.2 a 0.6 <0.2 >0.3 0.1 a 0.3 <0.1 SUELOS FINOS (% FINOS SUPERIOR AL 35% EN PESO) - Arcillas duras -Arcillas muy firmes -Arcillas firmes -Arcillas y limos blandos -Arcillas y limos muy blandos 0.3 a 0.6 0.15 a 0.3 0.175 a 0.15 <0.075 SUELOS ORGÁNICOS Estudio Especial RELLENOS Estudio Especial

SUELOS Sistemas de Construccióny Estimación – Prof: Dr. Carolina StevensonRodriguez 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 Sistemas de Construccióny Estimación – Prof: Dr. Carolina StevensonRodriguez 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 proximidad a fuentes hídricas, este nivel se puede encontrar a diferentes profundidades (desde pocos cm a varios metros debajo de la superficie) . NIVEL FREÁTICO:

SUELOS Sistemas de Construccióny Estimación – Prof: Dr. Carolina StevensonRodriguez PRESENCIA DE AGUA EN LOS SUELOS: DRENAJE: Eliminación de agua de superficie por infiltración, permeabilidad y escurrimiento. INFILTRACIÓN: Velocidad con que entra el agua en el suelo. PERMEABILIDAD: Movimiento del agua en flujo saturado en cada uno de los estratos del suelo. ESCURRIMIENTO: Eliminación del agua superficial debida al relieve. El agua circula por el espacio poroso, queda retenida en los “huecos” del suelo y está en constante competencia con depósitos de aire por espacio.

SUELOS Sistemas de Construccióny Estimación – Prof: Dr. Carolina StevensonRodriguez PROBLEMAS: humedad, inundación desecamiento -Impermeabilización - Bombeo del Agua y devolverla al suelo mediante filtración - Dejar pasos de agua al interior de la estructura y luego conducir filtrar el agua de nuevo hacia el suelo ALTERNATIVAS

SUELOS Sistemas de Construccióny Estimación – Prof: Dr. Carolina StevensonRodriguez Estudio de Suelos y Cimentación Tomado de : Control integral de la edificación, Puyana (1991)

SUELOS Sistemas de Construccióny Estimación – Prof: Dr. Carolina StevensonRodriguez -revisión de los informes previos del lugar -observaciones del terreno mediante satélites y fotografías aéreas. -consulta de mapas geológicos o de microzonificación e información estadística -sondeos de muestreo -pruebas de resistencia experimentales Estudio Preliminar Manual (barreno) mecánico (trípode)

SUELOS Sistemas de Construccióny Estimación – Prof: Dr. Carolina StevensonRodriguez Microzonificación Sísmica de Bogotá Microzonificación Sísmica (Bogotá)

SUELOS Sistemas de Construccióny Estimación – Prof: Dr. Carolina StevensonRodriguez ROCAS GRAVAS ARENAS LIMOS ARCILLAS ARCILLOLITA ROJA

SUELOS Sistemas de Construccióny Estimación – Prof: Dr. Carolina StevensonRodriguez DESECAMIENTO DE LA SÁBANA DE BOGOTÁ:

SUELOS Sistemas de Construccióny Estimación – Prof: Dr. Carolina StevensonRodriguez DESECAMIENTO DE LA SÁBANA DE BOGOTÁ:

SUELOS Sistemas de Construccióny Estimación – Prof: Dr. Carolina StevensonRodriguez ESTUDIO DE SUELOS DETALLADO OBJETIVOS DEL ESTUDIO GEOTÉCNICO: 1. Determinar la adecuación del terreno al proyecto 2. Determinar un sistema de cimentación adecuado y económico 3. Determinar las dificultades que pueden surgir durante el proceso de la construcción 4. Determinar la posible aparición y/o causa de todos los cambios en las condiciones del subsuelo zapatas pilotes placa flotante

SUELOS Sistemas de Construccióny Estimación – Prof: Dr. Carolina StevensonRodriguez OBTENCION DE MUESTRAS DEL SUELO Calicatas o catas: excavaciones de profundidad pequeña a media, realizadas normalmente con pala retroexcavadora. Sondeos: perforaciones de pequeño diámetro (65 -140 mm) de profundidades superiores a las de las calicatas

SUELOS Sistemas de Construccióny Estimación – Prof: Dr. Carolina StevensonRodriguez OBTENCION DE MUESTRAS DEL SUELO Calicatas - MUESTRAS ALTERADAS: Muestras del suelo obtenidas con sondas manuales. El método de extracción altera la estructura natural del subsuelo. Son útiles para la evaluación visual de los estratos, la estimación del contenido de humedad y ciertos ensayos de laboratorio. - MUESTRAS INALTERADAS: Muestras extraídas por medio de trépanos huecos. Permiten conservar la estructura y propiedades naturales del subsuelo. Método idóneo para subsuelos rocosos o arcillosos. Muestra alterada Muestra inalterada

SUELOS Sistemas de Construccióny Estimación – Prof: Dr. Carolina StevensonRodriguez OBTENCION DE MUESTRAS DEL SUELO Sondeos Alcanzar profundidades superiores a las que se consiguen con calicatas. Reconocer el terreno bajo el nivel freático. Atravesar capas rocosas o de suelo muy resistente. Realizar ensayos "in situ" específicos, como el ensayo de penetración estándar SPT, presiómetro, molinete, permeabilidad "in situ", etc. Tubos Shelby

SUELOS Sistemas de Construccióny Estimación – Prof: Dr. Carolina StevensonRodriguez Ensayo de Penetración Estándar Consiste en medir el número de golpes necesario para que se introduzca una determinada profundidad una cuchara (cilíndrica y hueca. Esto permite determinar la resistencia del suelo a la penetración. 70cm Sondeo con máquina Sondeo manual Ensayo SPT

SUELOS Sistemas de Construccióny Estimación – Prof: Dr. Carolina StevensonRodriguez

SUELOS Sistemas de Construccióny Estimación – Prof: Dr. Carolina StevensonRodriguez ENSAYOS GEOTÉCNICOS DE LABORATORIO Pruebas realizadas para la determinación de las características geotécnicas de un terreno, se clasifican en: Ensayos de identificación Físicos: granulometría, plasticidad o peso específico de partículas. Químicos: contenido en sulfatos, carbonatos o materia orgánica. Ensayos de estado: humedad natural, peso específico seco o aparente. Ensayos de permeabilidad: en permeámetros de carga constante, de carga variable o 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 contaminantes.

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