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Mecanica de Suelos en Valparaíso, Limache

Definición: Mecanica de Suelos

MECANICA DE SUELOS Valparaíso, Limache

Mecánica de suelos Valparaíso, Limache, la mecánica de suelos es el estudio de las propiedades físicas y aprovechamiento de suelos, en especial utilizado en la planificación de cimentaciones de estructuras y subrasantes de carreteras.

El primer estudio científico de mecánica de suelos fue realizado por un físico francés, llamado Charles 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 principales herramientas utilizadas para cuantificar tensiones de la tierra. Estas teorías de Mecánica de Suelos se han cambiado en el siglo veinte para tener en cuenta la influencia de cohesión, una propiedad de los suelos descubierta más últimamente que hace que se comporten de forma algo diferente bajo presion de lo que predijeron Rankine y Coulomb.

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Definicion de Suelos

Los Suelos son un agregado natural de partículas minerales, que en ocasiones incluyen componentes orgánicos; tienen fases sólida, líquida y gaseosa. La forma en que el suelo de un lugar determinado soportará las tensiones que le imponen el peso de las estructuras, o cómo responderá al movimiento en el curso de la construcción, depende de seis 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, en consecuencia, mayor en arenas y gravas que en arcillas y cohesión que es la atracción molecular entre partículas de suelo, mucho mayor en arcillas que arenas o limo, los que reducen la tendencia de los suelos a cortarse o deslizarse a lo largo de planos; compresibilidad (el grado en que el suelo puede hacerse más espeso por distintos medios, incluido el apisonamiento y la vibración, y en consecuencia puede sostener cargas superiores); elasticidad (la capacidad del suelo para volver a expandirse después de 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 Mecanica de Suelos en Valparaíso, Limache

Los estudios de mecánica de suelos en Valparaíso, Limache se realizan meticulosamente de en un sitio determinado dependiendo del tamaño del proyecto a efectuar. El examen visual de la superficie puede ser suficiente en algunos casos. Las características del suelo generalmente cambian más de forma 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 también 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 logrados de estudios anteriores de suelos cercanos al lugar 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 peculiaridades del suelo puede resultar en una falla estructural debido al cizallamiento del suelo o bien un asentamiento desigual. Los cimientos extendidos pueden ser cualquiera de las zapatas extendidas (hechas con bases anchas puestas de manera directa debajo de las vigas o muros de carga), tapete (formado por losetas, por norma general de hormigón armado , que subyacen a toda el área de un edificio), o bien tipos flotantes. ALos cimientos flotantes consisten en estructuras fuertes en forma de caja puestas a tal profundidad bajo tierra que el peso del suelo removido para colocarlo es igual al peso del edificio; por consiguiente, en el momento en que la edificación esté terminado, el suelo debajo de él soportará exactamente el mismo peso que aguantaba antes 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 ponen), pilotes de fricción (que trasfieren parte de la presión ejercida sobre ellos al suelo que los rodea, a través de fricción o bien adhesión durante 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 pues el tirón cara 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 modo que uno indica fuerzas exactamente equilibradas, dos quiere decir que las fuerzas de estabilidad son dos veces mayores que las que tienden al movimiento, etc.. Una pendiente con una lectura de menos de 1.0 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 incrementar drenando, nivelando el gradiente, compactando o reforzando el talud con inyecciones de cemento. En la construcción de la presa se emplea un núcleo impermeable para eludir que el exceso de filtración de agua reduzca la estabilidad, al tiempo que las pendientes consisten en un material permeable que amortigua el peso del agua durante la presa.

La mecánica del suelo, mediante el examen de la subrasante de caminos y carreteras, ayuda a determinar qué tipo de pavimento (rígido o bien flexible) durará más. El estudio de las peculiaridades del suelo también se usa 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 realizarse a través de calicatas o pozos, zanjas y sondajes para conseguir muestras, que se puedan ensayar en laboratorio, conforme con el número mínimo de puntos de exploración concretados en el Anexo A de la NCh 1508.

2 Ensayos de Laboratorio

Los ensayos principales a efectuar 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 conseguida en el Estudio de Mecánica de Suelos y conociendo los requisitos del proyecto, el profesional geotécnico competente debe valorar 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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Mecanica de Suelos, Mecanica de Solidos y Mecanica de Fluidos

La mecánica del suelo se diferencia de la mecánica de fluidos tradicional o 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. Comprender y pronosticar el comportamiento del suelo es complejo, en tanto 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.

Por lo general, el propósito de emplear la mecánica del suelo cambia conforme el proyecto, pero en términos generales su objetivo es asegurar la estabilidad del suelo y limitar la deformación mientras se controla el flujo de agua subterránea.

Los Estudios de Mecánica de Suelos en Valparaíso, Limache 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, nuestros ingenieros y especialistas están calificados en la materia. Somos una compañía de mecánica de suelos reconocida por efectuar 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. Asimismo nos esmeramos por brindar a nuestros clientes nacionales e internacionales un servicio especializado de alto nivel técnico en el campo de la Ingeniería Geotecnica, geofísica y ensayos de laboratorio y mecanica suelos.

Somos la Empresa de Mecanica de Suelos en Valparaíso, Limache que buscas, nuestros profesionales cuentan con estudios de Posgrado en E.U.. De manera adicional si pides un Estudio Geotecnico o bien de Mecanica de Suelos tanto para viviendas como edificaciones puedes ahorrar el 1.0 por cien del costo en los ensayos de laboratorio, obteniendo finalmente un menor  coste por los servicios de terreno, gabinete y laboratorio. Nos puedes situar en Valparaíso, Limache.

Laboratorio de Mecánica de Suelos en Valparaíso, Limache

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

Ensayos In situ en Valparaíso, Limache

Como su nombre lo señala, son los estudios que se realizan de manera directa sobre el terreno, donde se busca trabajar con muestras extraídas directamente del suelo, evitando la complejidad de hacer llegar una muestra inalterada a un laboratorio. Entre sus principales ventajas y virtudes encontramos con que son estudios rápidos, económicos y dan gran cantidad de datos, esto no desea decir que sustituyan por completo ensayos de laboratorio, pero los ensayos in situ Valparaíso, Limache representan un buen complemento para su proyecto de mecánica de suelos.

Ensayos in situ Valparaíso, Limache:

  • 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 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 Valparaíso, Limache

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 Valparaíso, Limache se realizan en entornos controlados. Son considerablemente más precisos y brindan información que los estudios in-situ no son capaces de obtener, pero asimismo son más costoso en tiempo y dinero.

Entre los ensayos más relevantes en laboratorios de mecánica de suelos Valparaíso, Limache 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, etcétera)

Sondajes SPT en Valparaíso, Limache

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

SPT o Standard Penetration Test, es un sondaje in situ que se encuentra en la categoría de pruebas de penetrómetro, que en Mecánica de Suelos Valparaíso, Limache se realizan 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 Valparaíso, Limache 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 Mecanica de Suelos en Valparaíso, Limache

Diseño de Pavimentos en Valparaíso, Limache

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

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 a lo largo de un periodo de tiempo determinado; hay diferentes métodos de diseño para pavimentos, estos métodos toman en cuenta eminentemente los siguientes factores: tránsito o 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 trasmitir las cargas del tráfico. Los problemas 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 tal razón es de enorme utilidad estimar las propiedades mecánicas del suelo para conseguir un diseño eficiente de un pavimento.

Fundaciones o bien Cimentaciones  en Valparaíso, Limache

Las cargas de cualquier estructura deben transmitirse al suelo a través de la base de la estructura. Cuanto más grande sea la edificación o la estructura, mayor será su base y, en consecuencia, más esencial es para un ingeniero civil tomar en consideración la mecánica del suelo del lugar. La base es donde se trasfiere la carga que soporta la estructura, por lo que comprender el suelo es crucial 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 precisará 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 suceder cuando se construyen los cimientos de una estructura sin tener la plena consideración de las fuerzas mecánicas del suelo. Por lo tanto, decidir qué género de cimentación emplear para una estructura determinada va a depender 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 proporcionar agua para empleo familiar a lo largo de todo el año, dan zonas de pesca, actúan como parques escénicos, apoyan el riego y se utilizan para producir energía limpia cuando se utilizan para la generación de energía hidroeléctrica. Las presas se hallan entre las más grandes y, en consecuencia, algunos de los proyectos de ingeniería civil más costosos del mundo moderno. Edificarlos en general requiere bastante tiempo y otros recursos, como mano de obra. Su construcción requiere que se presente un diseño conveniente para asegurar que puedan aguantar la presión del agua y otros elementos para cumplir su propósito durante un buen tiempo sin incidentes.

La situación es aún más grave si se cree que las presas actúan como una barrera al flujo de agua que puede trastocar las propiedades del suelo. Las fallas de presas pueden ser aciagas, como se vio cuando la presa de Banqiao en China fracasó después de lluvias muy fuertes que provocaron un número trágico de muertes y una enorme destrucción de propiedades. Entender la mecánica del suelo garantizará que cualquier ingeniero civil que realice un proyecto de esta clase tenga en cuenta las propiedades del suelo, como su densidad, permeabilidad y resistencia, para obtener una estructura sólida.

Terraplenes en Valparaíso, Limache

Los terraplenes en general se construyen para elevar el nivel de una carretera, ferrocarril o tierra sobre el nivel del suelo. En general, hay múltiples razones por las que Mecánica de Suelos Valparaíso, Limache 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, por ende, una forma de mitigarlo. Los terraplenes asimismo se edifican para minimizar o bien reducir el cambio de nivel debido al perfil de un terreno. El desnivel ayuda a garantizar que la carretera, el tren o bien las estructuras estén en el mismo nivel en todo momento.

En Mecánica de Suelos Valparaíso, Limache, edificamos los terraplenes por norma general usando suelo como componente principal. Proporciona la resistencia estructural necesaria 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 emplean para la distribución y el transporte de agua. Los canales están diseñados para retener agua y redirigirla según lo previsto. En consecuencia, cualquier ingeniero civil en Valparaíso, Limache debe estimar esmeradamente las propiedades del suelo sobre el que se construirá el canal. Se deben tener en cuenta factores como la resistencia al cizallamiento del suelo para garantizar que el canal que se pone 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, asimismo deben diseñarse en consecuencia teniendo presente la mecánica del suelo que va a estar en juego en dependencia del tipo de suelo del entorno dado.

En nuestros días, la mayor parte de los centros urbanos suelen construir 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 representar la excavación y la excavación de túneles a través de kilómetros y quilómetros de suelo heterogéneo para poder llegar a los millones de casas que componen la urbe. La necesidad de comprender la mecánica del suelo en tales obras de ingeniería civil es más pronunciada para estos proyectos subterráneos. Ser capaz de predecir cómo se comportará el suelo y afectará una cañería subterránea o un metro es importante a fin de que el proyecto terminado pueda soportar las condiciones subterráneas y cumplir su propósito.

Excavaciones

La mecánica del suelo es un tema fundamental, en especial para fines de ingeniería civil. Hoy en día, se están llevando a cabo más investigaciones en el campo con la ayuda de una mejor tecnología y se está descubriendo nueva información que mejorará nuestro conocimiento en esta disciplina. Para aprender sobre los fundamentos de la mecánica del suelo y la investigación continua en el campo, considere la posibilidad de conseguir una maestría en ingeniería civil.

Libros de Mecanica de Suelos Juarez Badillo

En esta ocasión les presentamos un resumen de los libros  de mecánica de suelos de Juárez Badillo que les van a ofrecer detalladamente la historia y aparición de los estudios de mecánica de Suelos desde sus comienzos 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 capacitación 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 materia en el nivel de maestría. Mecanica 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 Mecanica 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 eminentemente por A. Rico Rodríguez.

Fuentes:

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

 

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