Ing. Erick ChacallucaTicona- R.N.I. 49963
Es Ingeniero en Civil de la Universidad Mayor de San Andrés, Diplomado en Ingeniería Estructural, Diplomado en Analisis No Lineal Estructural, Diplomado en AnálisisEstructural, Diplomado en Estructuras de Hormigón y Cimentación y Diplomado en Ingeniería Sismica, egresado Maestría en Ingeniería Estructural.
RESUMEN
El Proyecto de Investigación, permitió realizar la caracterización geotécnica de la Urbanización Jardines del Norte 10 de Octubre de la Ciudad de El Alto, se realizaron in situ y laboratorio del IEM-UMSA, los ensayos de Contenido de Humedad, Granulometría, Peso Específico, Densidad por el Método de Trozos Inalterados, Densidad por el Método Cono de Arena, SPT, Compactación, CBR y Corte Directo, bajo las normas ASTM y AASHTO.
Debido a que el ensayo SPT usado comúnmente y menos normado en suelos granulares para nuestro medio, de este se obtiene la tensión admisible, se realizó el presente proyecto de investigación.
Palabras clave: Calicata, caracterización, geotecnia, ingeniería geotécnica, pozo, somera y sondeo.
Keywords: Pit, characterization, geotechnics, geotechnical engineering, well, shallow and survey.
INTRODUCCIÓN
Se establece el objeto del presente proyecto es la caracterización geotécnica con la determinación de las propiedades físico mecánicas del suelo, de la Urbanización Jardines del Norte 10 de Octubre del Distrito 7 de la Ciudad de El Alto.
DESARROLLO
1.1 Número de las Calicatas
La Urbanización Jardines del Norte 10 de Octubre tiene una superficie 9.3 ha aproximadamente. Según las recomendaciones de la Normativa de la Honorable Alcaldía Municipal de La Paz (H.A.M.) [1], el número de calicatas de prospección geotécnica excavados fueron veinte (20).
1.2 Profundidad de las Calicatas
1.2.1 Normativa H.A.M.
La (H.A.M.), del año 2000, indica que se debe de investigar hasta la profundidad que lleguen los bulbos de presión de los cimientos. Debido al análisis elástico que se hace de los suelos, las características isotrópicas, isobaras y homogéneas de los bulbos de presión esta profundidad sería con tendencia hacia el infinito.
1.2.2 NTE E.050 Suelos y Cimentaciones del Perú
Según (Reglamento Nacional de Construcciones, 1997) [2]. Se indica que la profundidad p mínima debe ser de 3 m. (Reglamento Nacional de Construcciones, 1997)
Siendo este un proyecto demostrativo, se toma las consideraciones: 1. Mantener la integridad de las personas que ejecuten los ensayos, 2. con la finalidad de mantener la integridad de las personas que ejecuten los ensayos, 3. por la estabilidad de la calicata y por motivos económicos para contratar el equipo de perforación. Se tomó la profundidad mínima de 2 m.
1.3 Ensayo SPT (ASTM D-1586 – AASHTO: T-20)
Cuando el terreno atravesado es grava, la cuchara normal no puede hincarse, pues su zapata se dobla. Con frecuencia se sustituye por una puntaza conica de la misma sección (no normalizada). El ensayo SPT no proporciona entonces muestra. El golpeo así obtenido debe corregirse dividiendo por un factor que se considera del orden de 1.3, (Jimenez, 1975) [3], pero esta es para un estudio de puntaza de abertura de 60°, en el caso del proyecto se usó una puntaza ciega de 11.16° de abertura. Según un ensayo realizado en el IEM se obtuvo que la suma de los tres primeros valores daba aproximadamente lo mismo que el uso de la cuchara.
Debido a las características granulares del suelo de la urbanización se hizo uso de una puntaza conica de punta cerrada del Instituo de Ensayo de Materiales, no contemplado en la norma ASTM D-1586.“En la ciudad de La Paz el ensayo SPT en suelos granulares es ejecutado en calicatas y con una puntaza cónica no normalizada.” Ireland, Moretto & Vargas (1970) [4]
1.3.1 Corrección por eficiencia
La perdida de energía será mínima, solamente por rozamiento, siendo esta según la Tabla 6 de (Skempton, 1986) [5], siendo lo más similar al lanzamiento tipo japonés, por lo tanto se usa una energía del 80%, por lo tanto se asume CE = 1.33, pero como este no es un dato conocido también se muestra el caso en que CE = 1.
1.3.2 Corrección por longitud de la barra
CR = 0.75
1.3.3 Corrección por el tipo de muestreador
Debido a uso de la puntaza ciega no normalizada, se hizo un estudio en el IEM de comparación entra la cuchara normalizada y la puntaza ciega, se obtuvo valores similares, por lo tanto se asume n3 =1, en el caso del uso de la puntaza ciega por relaciones empíricas se suma los tres primeros valores de N para 15, 30 y 45 cm, pero también se analiza el caso normalizado de sumar los dos valores de N para 30 y 45 cm.
1.3.4 Corrección por diámetro de perforación
El ensayo se debería de hacer en sondeos de diámetros normalizados y no en calicatas, debido a la perdida de confinamiento, se obtuvo el diámetro equivalente mediante la igualación de áreas y según un nomograma se obtuvo el valor de esta corrección n4, pero como este no es un dato conocido también se muestra el caso en que n4 = 1.
1.4 TENSIÓN ADMISIBLE
1.4.1 Método del Abaco de Hough
P = %Gravas*5.83 + %Arena*4.85 + %Arcilla*2.8 (1)
1.4.1.1 Uso de Factor de Seguridad en el abaco de Hough
I. Apuntes Ing. Maximo Ballester
En los apuntes del Ing. Máximo Ballester, el menciona que para el abaco de Hough [6] se debe de aplicar un factor de seguridad entre 2 y 3, siendo 2 para suelos granualres y 3 para suelos finos.
II. Crepo Carlos, 2007
En el libro (Crespo, 2007) [7], menciona al abaco de Hough, donde para caso que el suelo se llegue a saturar, se debe aplicar un factor de seguridad del 50%, o dividido entre 2. Debido a la incertidumbre por las que el suelo pueda saturarse.
III. Ejecución del Ensayo
Debido a que el ensayo se lo realiza manualmente, esto puedo producir muchos errores. Como ser:
No mantener la verticalidad del equipo, la edad del equipo, solamente se alcanza una profundidad de somera, siendo esta la superficie de la que deberia ser ejecutado el ensayo SPT, de los bulbos de presión. Debido a que el abaco de Hough tiene limitaciones, como no tomar en cuenta la geometría de la cimentacion, angulo de ficcón, peso especifico a diferencia de la ecuación de Terzaghi. La tensión admisible del abaco de Hough es recomendada por algunos como predimensionamiento.
RESULTADOS
1.5 Escenarios SPT
Tabla 10 Escenario de SPT
Fuente: Elaboración Propia
Entre la ecuación de la CTE [8], que es donde se analiza la tensión admisible por asentamiento y en la ecuación de Terzaghi donde se analiza por capacidad portante ultima, según (Das, Principios de Ingeniería de Cimentaciones, 2001) [9] se recomienda tomara la menor de estas dos. Debido al tipo de suelo granular, según la (Ministerio de Vivienda de España, 2006), en suelos granulares la tensión admisible está limitada por condiciones de asentamiento más que por capacidad portante ultima.
Se enfatiza que se usa N llevados al abaco Hough y en los escenarios de correcciones se usa N60.
Estos valores, son solamente demostrativos ya que no se tiene la certidumbre de los valores de corrección usados.
Siendo conservadores, por experiencia, se recomienda usar los valores del escenario de suma para N de campo 15, 30 y 45 cm, con el ábaco de Hough, aplicando un factor de seguridad.
CONCLUSIÓN
Se realizaron los ensayos respectivos.
Realizar una normativa para el estudio geotécnico del suelo boliviano.
Realizar la verificación de la capacidad portante del suelo de fundación
Para la construcción de edificaciones de mayor importancia se recomienda realizar el estudio geotécnico en función a la envergadura de la infraestructura, para garantizar la seguridad de la estructura.
Según la norma de la H.A.M. se debe redefinir el concepto de profundidad para la prospección geotécnica.
Realizar un estudio para la transmisión de energía para el ensayo SPT usado en el IEM.
Realizar un estudio para el ensayo SPT realizados en calicatas.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
[1] H.A.M. (2007). Honorable Alcaldìa Municipal de La Paz. La Paz. Obtenido de http://abigbolivia.com/informacion.html
[2] Reglamento Nacional de Construcciones. (1997). Norma Técnica E.050 Suelos y Cimentaciones del Perú. Lima.
[3] Jimenez, J. (1975). Geotecnia y Cimientos. Madrid: Editorial Rueda.
[4] Schanid, F. (2009). Ensaios de Campo
[5] Skempton, A. W. (1986). Standard penetration test procedures and the effects in sands of overburden pressure, relative density, particle size, ageing and overconsolidation. En A. W. Skempton, Géotechnique (págs. 425-447).
[6] Hough, B. (1957). Basic Soil Engineering. New York: The Ronald Press Company.
[7] Crespo, C. (2007). Mecánica de Suelos y Cimentaciones. Mexico D.F.: Editorial Limusa, S.A.
[8] Ministerio de Vivienda de España. (2006). CTE Código Técnico de la Edificación . España: Ministerio de Vivienda de España.
[9] Das, B. M. (2001). Fundamentos de Ingeniería Geotécnica. Mexico: Thomson Learning.
[10] Administradora Boliviana de Carreteras. (2011). Manual de Especificaciones Técnicas Generales de Construcción.