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Mecanica de Suelos en Perú

Definición: Mecanica de Suelos

MECANICA DE SUELOS Perú

Mecánica de suelos Perú, es el área de la geotecnia enfocada a la investigación del subsuelo que deja conocer sus propiedades físicas y mecánicas con fines ingenieriles, en especial en el ramo de la construcción.

El primer estudio científico de mecánica de suelos fue efectuado por un físico francés, llamado A. de Coulomb, quien publicó una teoría de la presión de la tierra en 1773. El trabajo de Coulomb y una teoría de las masas terrestres publicada por el ingeniero escocés WilliamRankine en mil ochocientos cincuenta y siete continuan siendo las herramientas empleadas para cuantificar tensiones de la tierra. Estas teorías de Mecanica de Suelos se han cambiado en el siglo XX para tener en cuenta la influencia de cohesión, una propiedad de los suelos descubierta más recientemente que hace que se comporten de manera algo diferente bajo estrés de lo que predijeron Rankine y Coulomb.

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Definicion de Suelos

Los Suelos son un agregado natural de partículas minerales, que a veces incluyen componentes orgánicos; tienen fases sólida, líquida y gaseosa. La manera en que el suelo de un lugar determinado soportará las tensiones que le imponen el peso de las estructuras, o de qué manera responderá al movimiento en el curso de la construcción, depende de seis (6) propiedades: fricción interna que es la resistencia de una masa de suelo al deslizamiento, inversamente relacionada con la cantidad de humedad en el suelo y, por lo tanto, mayor en arenas y gravas que en arcillas y cohesión que es la atracción molecular entre partículas de suelo, considerablemente mayor en arcillas que arenas o limo, los cuales reducen la tendencia de los suelos a cortarse o bien deslizarse a lo largo de planos; compresibilidad (el grado en que el suelo puede hacerse más espeso por diversos medios, incluido el apisonamiento y la vibración, y por lo tanto puede mantener cargas superiores); elasticidad (la capacidad del suelo para regresar a expandirse tras ser comprimido); permeabilidad (el grado en que un suelo va a conducir un flujo de agua); y capilaridad (el grado en que el agua se extrae hacia arriba desde el nivel freático normal).

Estudios de Mecánica de Suelos en Perú

Los estudios de mecánica de suelos en Perú se realizan meticulosamente de en un lugar determinado dependiendo del tamaño del proyecto a efectuar. El examen visual de la superficie puede ser suficiente en ciertos casos. Las características del suelo en general varían más de manera rápida verticalmente (con la profundidad) que horizontalmente. Las técnicas de examen del subsuelo incluyen la excavación de zanjas, la perforación (para probar la resistencia y para obtener muestras) y el bombeo de materia subsuperficial a la superficie con agua. Ensayos sísmicos (midiendo la velocidad con la que las ondas de choque generadas por explosivos se transmiten a través del suelo) y medida de la resistencia eléctrica del suelo asimismo dan información de utilidad en la evaluación del suelo. El tamaño de grano y las propiedades plásticas de las muestras tomadas del sitio se miden en un laboratorio. Ocasionalmente, los datos conseguidos de estudios previos de suelos cercanos al sitio son útiles.

los cimientos están diseñados para transportar el peso de una estructura al suelo debajo y alrededor de ella. La distribución de la tensión que no se corresponde apropiadamente con las características del suelo puede resultar en una falla estructural debido al cizallamiento del suelo o un asentamiento dispar. Los cimientos extendidos pueden ser cualquiera de las zapatas extendidas (hechas con bases anchas colocadas directamente debajo de las vigas o bien muros de carga), tapete (formado por losas, en general de hormigón armado , que subyacen a toda el área de un edificio), o tipos flotantes. ALos cimientos flotantes consisten en estructuras fuertes en forma de caja colocadas a tal profundidad bajo tierra que el peso del suelo removido para colocarlo es igual al peso del edificio; por tanto, en el momento en que la edificación esté terminado, el suelo debajo de él aguantará el mismo peso que soportaba antes de que comenzara la excavación. Los cimientos profundos pueden ser pilotes de apoyo en los extremos (que transportan todo el peso puesto sobre ellos de un extremo a otro, desde la edificación de arriba hasta el lecho de roca sobre el que se colocan), pilotes de fricción (que trasfieren parte de la presión ejercida sobre ellos al suelo que los rodea, mediante fricción o adhesión a lo largo de la superficie donde los lados del pilote interactúan con el suelo), o cajones (pilotes extragrandes colocados en una excavación, en vez de prefabricados y hundidos).

Las pendientes continúan en su lugar por el hecho de que el tirón hacia abajo de la gravedad es contrarrestado por las fuerzas de cohesión y fricción entre las partículas. Varios cambios pueden alterar el equilibrio entre estas fuerzas, precipitando un deslizamiento; particularmente, un aumento en la cantidad de agua contenida en el suelo de una pendiente puede reducir drásticamente la cohesión y la fricción. La estabilidad de las pendientes se clasifica de tal forma que 1.0 indica fuerzas exactamente equilibradas, dos quiere decir que las fuerzas de estabilidad son un par de veces mayores que las que tienden al movimiento, etcétera. Una pendiente con una lectura de menos de uno está colapsando. Los márgenes de las presas, cortes de carreteras y cortes de ferrocarril están diseñados para determinados estándares de estabilidad medidos por esta escala. La estabilidad se puede acrecentar drenando, nivelando el gradiente, compactando o bien reforzando el talud con inyecciones de cemento. En la construcción de la presa se usa un núcleo impermeable para evitar que el exceso de filtración de agua reduzca la estabilidad, al paso que las pendientes consisten en un material permeable que amortigua el peso del agua a lo largo de la presa.

La mecánica del suelo, mediante el examen de la subrasante de caminos y carreteras, ayuda a determinar qué género de pavimento (rígido o flexible) durará más. El estudio de las características del suelo asimismo se emplea para decidir el procedimiento más conveniente para excavar túneles subterráneos.

Etapas para realizar un  Estudio de Mecanica de Suelos

1 Exploración y Ensayos de Terreno

La exploración puede efectuarse mediante calicatas o pozos, zanjas y sondajes para obtener muestras, que se puedan ensayar en laboratorio, conforme con el número mínimo de puntos de exploración detallados en el Anexo A de la NCh mil quinientos ocho.

2 Ensayos de Laboratorio

Los ensayos primordiales a realizar para el estudio del suelo, son los siguientes:

  • Granulometría.
  • Límites Atterberg.
  • Clasificación USCS y AASHTO para caminos.
  • Peso específico, densidad máxima y densidad mínima.
  • Contenido orgánico cuando corresponda.
  • Contenido de humedad natural.
  • Compacidad y/o resistencia al corte.
  • Compresión edométrica (consolidación).
  • Resistencia al corte.
  • Presión de hinchamiento.
  • Ensayos CBR y Proctor.
  • Contenido de cloruros y sulfatos solubles en agua.
  • Contenido de sales totales solubles en agua.

 3 Trabajos de Gabinete

Con la información obtenida en el Estudio de Mecanica de Suelos y conociendo los requisitos del proyecto, el profesional geotécnico eficiente debe evaluar la información disponible para determinar las propiedades mecánicas del suelo.

Los resultados de los trabajos de gabinete se resumen en un informe de mecánica de suelos, con el contenido siguiente:

  1. a) Alcance del informe
  2. b) Descripción general
  3. c) Objetivo del informe
  4. d) Antecedentes utilizados
  5. e) Trabajo de campo realizado
  6. f) Trabajos de laboratorio realizados
  7. g) Descripción geológica
  8. h) Descripción geotécnica del subsuelo
  9. i) Parámetros de diseño
  10. j) Clasificación sísmica del suelo
  11. k) Recomendaciones de diseño
  12. l) Condiciones para la ejecución de obras
  13. m) Recepción de sellos

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Mecánica de Suelos, Mecánica de Solidos y Mecánica de Fluidos

La mecánica del suelo se distingue de la mecánica de fluidos tradicional o bien de la mecánica de sólidos en que el suelo es una mezcla heterogénea de partículas sólidas (grava, roca, arena, limo y arcilla), líquido y gas (sistema de tres fases) y es un material particulado. Entender y predecir el comportamiento del suelo es complejo, ya que depende del estrés y no es lineal.

Para derivar las propiedades mecánicas del suelo, se efectúan pruebas in situ y de laboratorio y se usan soluciones analíticas o modelos constitutivos para simular su comportamiento.

En general, el propósito de utilizar la mecánica del suelo cambia según el proyecto, mas en términos generales su objetivo es garantizar la estabilidad del suelo y limitar la deformación mientras que se controla el flujo de agua subterránea.

Los Estudios de Mecánica de Suelos en Perú exploran las propiedades de los suelos y las rocas blandas con relación a la ingeniería civil, la teoría de la geomecánica y la ingeniería geotécnica práctica. Todos nuestros servicios mecánica de suelos y geotecnia están orientados a satisfacer las necesidades de nuestros clientes del servicio, nuestros ingenieros y especialistas están calificados en la materia. Somos una empresa de mecánica de suelos reconocida por realizar avances clave en la mecánica del suelo, como instrumentación de campo, mediciones de resistencia residual, medición de deformación local de muestras de suelo, mediciones directas de absorción del suelo, procedimientos avanzados de modelado numérico, modelos constitutivos y técnicas de análisis de suelos con cilindros huecos. También nos esmeramos por brindar a nuestros clientes del servicio nacionales y también internacionales un servicio especializado de alto nivel técnico en el campo de la Ingeniería Geotecnica, geofísica y ensayos de laboratorio y mecánica suelos.

Somos la Empresa de Mecanica de Suelos en Perú que buscas, nuestros profesionales cuentan con estudios de Postgrado en U.S.A.. De forma adicional si solicitas un Estudio Geotecnico o bien de Mecánica de Suelos tanto para viviendas como edificaciones puedes ahorrar el diez por cien del costo en los ensayos de laboratorio, obteniendo finalmente un menor  precio por los servicios de terreno, gabinete y laboratorio. Nos puedes ubicar en Perú.

Laboratorio de Mecánica de Suelos en Perú

Teniendo presente un alcance más amplio de estos factores, va a ser más eficaz la planificación y selección de los estudios requeridos. Existen diferentes géneros de estudios de mecánica de suelos, que les brindarán la información precisa para proyectar y mantener una obra de ingeniería civil:

Ensayos In situ en Perú

Como su nombre lo señala, son los estudios que se efectúan de manera directa sobre el terreno, donde se busca trabajar con muestras extraídas de forma directa del suelo, evitando la complejidad de hacer llegar una muestra inalterada a un laboratorio. Entre sus principales ventajas y virtudes hallamos con que son estudios veloces, económicos y proporcionan gran cantidad de datos, esto no quiere decir que sustituyan por completo ensayos de laboratorio, mas los ensayos in situ Perú representan un buen complemento para su proyecto de mecánica de suelos.

Ensayos in situ Perú:

  • Ensayo de penetración estándar – SPT (Standard Penetration Test)
  • Ensayo de penetración estática –  CPT (Cone Penetration Test)
  • Ensayo de Molinete – VST (conocido como Vane Teste)
  • Ensayo presiométrico
  • Dilatómetro plano Marchetti – DMT
  • Esclerómetro Schmidt
  • Ensayo de carga puntual – PLT
  • Ensayos de bombeo

La elección de cualquiera de estos métodos, o bien la combinación de ellos depende del terreno a estudiar, de la información requerida, y del género de solución que se quiera brindar a una futura obra.

Ensayos de laboratorio en Perú

Los ensayos de laboratorio son todos aquellos ensayos que permiten estudiar las propiedades del suelo por medio de muestras, lo más inalteradas posibles, provenientes del terreno objeto de análisis; los ensayos de laboratorio en Perú se efectúan en entornos controlados. Son mucho más precisos y brindan información que los estudios in-situ no son capaces de conseguir, pero asimismo son más costoso en tiempo y dinero.

Entre los ensayos más relevantes en laboratorios de mecánica de suelos Perú están:

  • De identificación y estado (tamizado, sedimentación, humedad, densidad, permeabilidad, etc.)
  • De resistencia (compresión, corte y ensayo triaxial)
  • De deformabilidad (edométrico)
  • De compactación y reutilización (ensayo Próctor y CBR)
  • En rocas (durabilidad, resistencia, densidad, absorción, etc.)

Sondajes SPT en Perú

spt Perú

Este Ensayo SPT consiste en contabilizar el número de golpes precisos para penetrar el suelo con una masa a una determinada altura. El ensayo SPT o bien Standard Penetration Test es uno de los más realizados en los procedimientos de sondeos o bien sondajes.

SPT o Estándar Penetration Test, es un sondaje in situ que se encuentra dentro de la categoría de pruebas de penetrómetro, que en Mecánica de Suelos Perú se llevan a cabo en pozo y se emplean para medir la resistencia de los estratos del suelo a la penetración sufrida; con estos ensayos se determina la localidad empírica entre las propiedades del suelo y la resistencia a la penetración.

El Sondeo SPT en Perú es extremadamente útil para determinar la densidad relativa, resistencia a la compresión no recluída y el ángulo de resistencia al corte de suelos no aglutinantes.

Obras y Construcciones de Mecánica de Suelos en Perú

Diseño de Pavimentos en Perú

El pavimento es una estructura formada por diferentes capas de materiales que dejan aguantar las cargas vehiculares y de otros tipos. Aparte de resistir el tráfico también cumple otras funciones como la de proveer una superficie de rodadura uniforme, impermeable, antideslizante y resistente a los agentes del medio ambiente.

El diseño de pavimentos consiste en la determinación de espesores en todos y cada capa de la sección estructural del pavimento, esta sección deja aguantar las cargas durante un periodo de tiempo determinado; hay diferentes métodos de diseño para pavimentos, estos métodos toman en cuenta eminentemente los siguientes factores: tránsito o bien condiciones de carga, características del suelo de cimentación y de los materiales que conforman las capas del pavimento, entre otros.

El diseño de pavimentos puede consistir en diseño de pavimentos recios o bien flexibles. Los pavimentos flexibles dependen más del suelo de la subrasante para transmitir las cargas del tráfico. Los inconvenientes propios del diseño de pavimentos son el efecto de la carga repetitiva, el hinchamiento y la contracción del subsuelo y la acción de las heladas, por esta razón es de gran utilidad estimar las propiedades mecánicas del suelo para conseguir un diseño eficiente de un pavimento.

Fundaciones o Cimentaciones  en Perú

Las cargas de cualquier estructura deben transmitirse al suelo mediante la base de la estructura. Cuanto más grande sea la edificación o la estructura, mayor va a ser su base y, en consecuencia, más esencial es para un ingeniero civil tener en cuenta la mecánica del suelo del lugar. La base es donde se trasfiere la carga que aguanta la estructura, con lo que comprender el suelo es vital para construir una estructura fuerte. El suelo duro con suficiente resistencia permite que un ingeniero use cimientos poco profundos, al paso que el suelo débil necesitará cimientos profundos para proporcionar un soporte sólido para la estructura que se está levantando.

La Torre Inclinada de Pisa, situada en Italia, es un buen ejemplo de lo que puede acontecer cuando se construyen los cimientos de una estructura sin tener la plena apreciación de las fuerzas mecánicas del suelo. Por consiguiente, decidir qué género de cimentación utilizar para una estructura determinada dependerá de cómo un ingeniero civil aplique sus conocimientos de mecánica de suelos al proyecto en cuestión para llegar a la mejor solución.

Represas de tierra

Las presas son una parte necesaria de la infraestructura actual. Ayudan a suministrar agua para empleo familiar a lo largo de todo el año, dan zonas de pesca, actúan como parques escénicos, apoyan el riego y se emplean para generar energía limpia cuando se usan para la generación de energía hidroeléctrica. Las presas se encuentran entre las más grandes y, en consecuencia, algunos de los proyectos de ingeniería civil más costosos del mundo moderno. Edificarlos en general requiere mucho tiempo y otros recursos, como mano de obra. Su construcción requiere que se presente un diseño adecuado para garantizar que puedan aguantar la presión del agua y otros elementos para cumplir su propósito durante bastante tiempo sin incidentes.

La situación es aún más grave si se estima que las presas actúan como una barrera al flujo de agua que puede alterar las propiedades del suelo. Las fallas de presas pueden ser aciagas, como se vio cuando la presa de Banqiao en China fracasó tras lluvias realmente fuertes que provocaron un número trágico de muertes y una enorme destrucción de propiedades. Comprender la mecánica del suelo garantizará que cualquier ingeniero civil que lleve a cabo un proyecto de este tipo tenga presente las propiedades del suelo, como su densidad, permeabilidad y resistencia, para obtener una estructura sólida.

Terraplenes en Perú

Los terraplenes normalmente se edifican para elevar el nivel de una carretera, ferrocarril o bien tierra por encima del nivel del suelo. Por norma general, hay varias razones por las que Mecánica de Suelos Perú construye terraplenes. Uno de ellos es elevar la estructura sobre el nivel de inundación. Todo lo que se construya en la tierra plana es propenso a inundaciones que pueden destruir la estructura. Construir la estructura sobre un terraplén es, en consecuencia, una forma de mitigarlo. Los terraplenes asimismo se edifican para disminuir al mínimo o reducir el cambio de nivel debido al perfil de un terreno. El terraplén ayuda a asegurar que la carretera, el ferrocarril o bien las estructuras estén en exactamente el mismo nivel en todo instante.

En Mecánica de Suelos Perú, edificamos los terraplenes generalmente usando suelo como componente primordial. Proporciona la resistencia estructural precisa para permitir que la estructura cumpla su propósito y también es económica. Ser consciente y ser capaz de factorizar aspectos como la estabilidad de la pendiente, la consolidación y compactación del suelo y el asentamiento resultante, así como aspectos como los efectos de la filtración del suelo, contribuyen a diseñar y construir exitosamente un terraplén.

Canales u otras estructuras de contención y subterráneas

Los canales son vías fluviales artificiales que se utilizan para la distribución y el transporte de agua. Los canales están diseñados para retener agua y redirigirla conforme lo previsto. Por ende, cualquier ingeniero civil en Perú debe estimar cuidadosamente las propiedades del suelo sobre el que se edificará el canal. Se deben tomar en consideración factores como la resistencia al cizallamiento del suelo para garantizar que el canal que se coloca pueda resistir la fuerza del agua que fluye a través de él y minimizar la filtración tanto como resulte posible. Los muros de contención, así sean de suelo compactado o bien de hormigón, también deben diseñarse en consecuencia teniendo presente la mecánica del suelo que va a estar en juego en dependencia del género de suelo del ambiente dado.

En la actualidad, la mayor parte de los centros urbanos acostumbran a edificar su infraestructura, como líneas de gas, líneas eléctricas, estructuras de drenaje, subterráneos y cables de distribución de Internet. Para las grandes áreas urbanas y urbes, esto puede significar la excavación y la excavación de túneles mediante quilómetros y quilómetros de suelo heterogéneo para poder llegar a los millones de casas que componen la ciudad. La necesidad de comprender la mecánica del suelo en semejantes obras de ingeniería civil es más pronunciada para estos proyectos subterráneos. Ser capaz de predecir de qué forma se comportará el suelo y afectará una cañería subterránea o un metro es importante para que el proyecto terminado pueda aguantar las condiciones subterráneas y cumplir su propósito.

Excavaciones

El mundo actual depende en buena medida de los recursos extraídos de la tierra, como el petróleo, el gas, el lignito, los metales y otros minerales. El proceso de extracción de estos recursos por norma general implica excavar y excavar el suelo. Durante la excavación, uno notará que el suelo puede cambiar mucho en dependencia de la profundidad y la amplitud, aun dentro de una zona pequeña. Tener un conocimiento profundo de las clases de suelo y de qué manera se comportan es, por consiguiente, importante en semejantes actividades de excavación. La mecánica del suelo puede ayudar a un ingeniero a adelantar áreas que pueden desmoronarse o ocasionar deslizamientos de tierra a lo largo de la extracción de recursos y localizar formas apropiadas de prevenir semejantes incidentes desastrosos.

Libros de Mecanica de Suelos Juarez Badillo

En esta oportunidad les presentamos un resumen de los libros  de mecánica de suelos de Juárez Badillo que les ofrecerán detalladamente la historia y aparición de los estudios de mecánica de Suelos desde sus inicios seguido de un desarrollo de los métodos y prácticas de diseño.

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El primer tomo del libro de mecánica de suelos Juárez Badillo trata sobre el origen y formación de los suelos y los minerales que los constituyen; granulometría, clasificación e identificación de suelos; propiedades hidráulicas del suelo. El segundo abarca aspectos esenciales del contenido de la asignatura en el nivel de maestría. Mecánica de Suelos Juarez Badillo Tomo 2 PDF trata de la acción de la helada en los suelos, estabilidad de taludes; teorías de capacidad de cargas, principios básicos para el diseño de presas de tierra. El tercer tomo está dedicado al flujo de las aguas ya su repercusión en los problemas de resistencia y comportamiento general de los suelos. Juárez Badillo en su tercer libro de Mecánica de suelo escrito sobre la teoría de las redes de flujo; flujo de agua por medio de presas de tierra; drenaje y subdrenaje en las carreteras y aeropistas; pozos de bombeo, en este libro se habla de fundamentos, teoría y aplicaciones de la mecánica de suelos. En el último tomo se aborda el tema de flujo de agua en suelos, desarrollado primordialmente por A. Rico Rodríguez.

Fuentes:

  • Ronald D. Andrus et al 1995, NIST.gov, Técnicas de mejora del terreno (pdf).

 

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