UNIVERSIDAD ANDINA
“NÉSTOR CÁCERES VELÁSQUEZ”
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“EVALUACIÓN DE SUELOS EN EL ASENTAMIENTO DE
CIMENTACIONES DE LA CONSTRUCCIÓN EXISTENTE
DEL TERMINAL TERRESTRE DE LA CIUDAD DE PUNO”.
PRESENTADO POR:
Bach. en I. C. RICHARD PACOMPIA FLORES.
Bach. en I. C. WILBERT CAYO CONDORI.
PARA OPTAR AL TÍTULO PROFESIONAL DE INGENIERO CIVÍL
J
JUULLIIAACCAA –– PPEERRÚÚ
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CARATULA.
PAGINA DE JURADOS.
DEDICATORIA.
AGRADECIMIENTO.
INDICE. ……….. I
RESUMEN. ……… X
ABSTRACT. ………... XI
INTRODUCCIÓN. ……… XII
CAPÍTULO I
EL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN
Pág.
1.1 EXPOSICIÓN DE LA SITUACIÓN PROBLEMÁTICA. ……….. 1
1.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA. ……….. 3
1.2.1 PROBLEMA GENERAL. ………. 3
1.2.2 PROBLEMAS ESPECÍFICOS. ……….. 4
1.3 JUSTIFICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN. ………. 4
1.3.1 JUSTIFICACIÓN TÉCNICA. ……….. 4
1.3.2 JUSTIFICACIÓN SOCIAL. ………... 6
1.3.3 JUSTIFICACIÓN AMBIENTAL. ………. 7
1.4 OBJETIVOS. ……….. 10
1.4.1 OBJETIVO GENERAL. ………. 10
1.4.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS. ………. 10
1.5 HIPÓTESIS. ……….. 10
1.5.1 HIPÓTESIS GENERAL. ………. 10
1.5.2 HIPÓTESIS ESPECÍFICAS. ………. 10
1.6 VARIABLES E INDICADORES. ……… 11
1.7 MATRÍZ DE CONSISTENCIA. ………. 13
CAPÍTULO II
MARCO REFERENCIAL
Pág.
2.1 ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN. ………. 14
2.2 MARCO TEÓRICO. ……….. 18
2.2.1 METEORIZACIÓN DE LA ROCA Y FORMACIÓN DEL SUELO. ……… 18
2.2.2 HUMEDAD DE LOS SUELOS. ……… 18
2.2.3 TAMAÑO DE PARTÍCULAS DE LOS SUELOS. ……….. 19
2.2.4 FORMA DE LAS PARTÍCULAS DE LOS SUELOS. ………. 19
2.2.5 TIPOS DE SUELOS EN EL TERRENO DE FUNDACIÓN. ……… 20
2.2.6 TERRENO DE FUNDACION CONSTITUÍDO POR ARENAS LIMPIAS. . 20
2.2.7 TERRENO DE CIMENTACIÓN CONSTITUÍDO POR ARCILLAS MUY BLANDAS Y TURBAS. ……… 21
2.2.8 ASENTAMIENTO EN EL TERRENO DE FUNDACIÓN. ……….. 21
2.2.9 MEJORAMIENTO DEL TERRENO DE FUNDACIÓN. ……….. 22
2.2.10 CLASIFICACIÓN DE SUELOS. ………. 22
2.2.10.1 SISTEMA DE CLASIFICACIÓN SUCS. ……….. 23
2.2.11 AGUAS SUBTERRÁNEAS. ……….. 23
2.2.12 NIVEL FREÁTICO. ………. 24
2.2.13 CAPILARIDAD. ……….. 24
2.2.14 FENÓMENO DE ASCENSIÓN CAPILAR. ……… 25
2.2.15 CIMIENTOS Y TIPOS DE CIMENTACIÓN. ……….. 26
2.2.16 CAPACIDAD DE CARGA. ……… 27
2.2.17 ESTIMACIONES DE PRESIONES DE CARGA. ………. 28
2.2.18 ASENTAMIENTO DE CIMENTACIONES. ………. 28
2.2.19 LA DEFORMACIÓN DE LAS ESTRUCTURAS Y DE LAS CIMENTACIONES QUE LA SOPORTAN. ………. 29
2.2.20 MÉTODOS PARA EVITAR O ACOMODAR ASENTAMIENTOS DIFERENCIALES EXCESIVOS. ……….. 29
2.2.21 PROBLEMAS DE CONSOLIDACIÓN. ……… 30
2.2.22 CONSOLIDACIÓN DEL SUELO. ………. 30
2.2.23 ASCENSIÓN CAPILAR DEL AGUA EN LOS SUELOS. ……….. 31
2.2.24 CONTRACCIÓN EN SUELOS FINOS. ……… 33
2.2.25 PERMEABILIDAD DE SUELOS. ………. 35
2.2.25.1 IMPORTANCIA DE LA MEDICIÓN DE LA PERMEABILIDAD DEL SUELO. ……….. 35
2.2.25.2 MEDICIÓN DE LA PERMEABILIDAD DEL SUELO EN EL LABORATORIO. ………. 36
2.2.26 FACTORES QUE INFLUYEN EN LA PERMEABILIDAD DE LOS
SUELOS. ………... 37
2.2.27 LA HUMEDAD EN EL SUELO Y SU CLASIFICACIÓN. ……….. 37
2.2.28 LA HUMEDAD EN LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES. ……… 38
2.2.28.1 ELEMENTOS ESTRUCTURALES HUMEDECIDOS. ……….. 40
2.2.28.2 CAUSAS DEL HUMEDECIMIENTO EN LAS CIMENTACIONES. ……. 43
2.2.28.3 CONSECUENCIAS DEL HUMEDECIMIENTO EN LAS CONSTRUCCIONES. ………. 43
2.2.29 TIPOS Y DEFINICIÓN DE CIMENTACIONES. ……….. 44
2.2.29.1 CLASIFICACIÓN DE CIMENTACIONES. ……….. 45
2.2.30 ASENTAMIENTO DE CIMENTACIONES. ………. 47
2.2.30.1 ASENTAMIENTO TOTALES Y DIFERENCIALES. ……… 50
2.2.31 LA DEFORMACION DE LAS ESTRUCTURAS DE LAS CIMENTACIONES QUE LA SOPORTAN. ……… 55
2.2.32 MÉTODOS PARA EVITAR O ACOMODAR ASENTAMIENTOS DIFERENCIALES EXCESIVOS. ………... 56
2.2.33 DETERMINACIÓN DE LOS DETALLES DE LA CIMENTACIÓN. …….. 58
2.2.34 MOVIMIENTOS DE TIERRA. ………. 59
2.2.35 CONTRACCIÓN DE ARCILLAS DEBIDO A ALTAS TEMPERATURAS. . 61
2.2.36 MOVIMIENTOS DE TIERRA DEBIDOS A LAS BAJAS TEMPERATURAS. ……… 61
2.2.37 MOVIMIENTOS DE TIERRA DEBIDOS A LA FILTRACIÓN DE AGUA Y A LA EROSIÓN DE LA SUPERFICIE. ……….. 62
2.2.38 MOVIMIENTOS DE TIERRA DEBlDO A VIBRACIONES. ………. 63
2.2.39 MOVIMIENTOS DE TIERRA DEBIDOS AL DESLIZAMIENTO DE LADERAS. ………. 64
2.2.40 CIMENTACIONES EN TERRENOS RELLENADOS. ……… 65
2.3 MARCO CONCEPTUAL. ……… 67
2.3.1 NIVEL FREÁTICO. ……….. 67
2.3.2 CAPILARIDAD EN SUELOS. ……… 68
2.3.3 FENÓMENO DE ASCENSIÓN CAPILAR. ………. 68
2.3.4 CAPACIDAD DE CARGA. ……… 68
2.2.5 ASENTAMIENTO DE CIMENTACIONES. ………. 69
2.3.6 PROBLEMAS DE CONSOLIDACIÓN. ……… 69
2.3.7 PERMEABILIDAD DE SUELOS. ………. 69
CAPÍTULO III
MARCO METODOLÓGICO DE LA INVESTIGACIÓN
Pág.
3.1 CARACTERÍSTICAS DE LA INVESTIGACIÓN. ……… 71
3.2 POBLACIÓN. ……….. 71
3.3 MUESTRA. ……….. 71
3.4 METODOLOGÍA PARA LA DETERMINACIÓN DE LAS
CARACTERÍTICAS DE LAS VARIABLES CONSIDERADAS PARA
EL DESARROLLO DEL TRABAJO DE INVESTIGACIÓN. ……….. 72
CAPÍTULO IV
EVALUACIÓN DEL ASENTAMIENTO EN CIMENTACIONES DEL TERMINAL
TERRESTRE DE PUNO
Pág.
4.1 ASENTAMIENTOS EN CIMENTACIONES DE LA CIUDAD DE PUNO. . 74
4.2 METODOLOGÍA DE ANÁLISIS DE SUELOS DE RELLENO. …………... 74
4.3 CARACTERÍSTICAS MECANICAS DE SUELOS EN EL TERRENO
DE FUNDACIÓN DEL TERMINAL TERRESTRE DE PUNO. …………... 75
4.3.1 ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO DE SUELOS. ………... 75
4.3.1.1 ANÁLISIS DE RESULTADOS DE LA GRANULOMETRIA DE SUELOS. . 75
4.3.2 LÍMITES DE CONSISTENCIA EN SUELOS. ……….. 76
4.3.2.1 ANÁLISIS DE RESULTADOS DE ENSAYOS DE LÍMITES DE
CONSISTENCIA. ………. 76
4.3.3 CLASIFICACIÓN DE SUELOS. ………. 77
4.3.3.1 ANÁLISIS DE RESULTADOS DE CLASIFICACIÓN DE SUELOS. …… 77
4.3.4 COMPACTACIÓN CON PROCTOR MODIFICACDO EN SUELOS DEL
TERMINAL TERRESTRE DE PUNO. ………. 77
4.3.4.1 ANÁLISIS DE RESULTADOS DE COMPACTACIÓN EN PROCTOR
MODIFICADO DE SUELOS. ……….. 78
4.3.5 CBR EN SUELOS. ……….. 78
4.3.5.1 ANÁLISIS DE RESULTADOS DEL ENSAYO CBR DE SUELOS. ……. 79
4.4 EVALUACIÓN DE PROCESOS CONSTRUCTIVOS DE LA
CIMENTACIÓN DEL TERMINAL TERRESTRE DE PUNO. ……… 81
4.4.1 EVALUACIÓN DE LA ALTURA DE RELLENO. ……… 81
4.4.2 ANÁLISIS DE LOS PROCESOS CONSTRUCTIVOS EN LOS
RELLENOS DEL TERRENO DE FUNDACIÓN DEL TERMINAL
4.4.3 VERIFICACIÓN DENSIDAD IN SITU EN LOS RELLENOS DEL
TERRENO DE FUNDACIÓN DEL TERMINAL TERRESTRE DE PUNO. . 85
4.4.3.1 ANÁLISIS DE RESULTADOS DE LA COMPACTACIÓN PROCTOR Y
DENSIDAD IN SITU EN SUELOS DEL TERMINAL TERRESTRE. ….... 85
4.5 ANÁLISIS DE LOS PROBLEMAS DE ASENTAMIENTO EN LA
CONSTRUCCIÓN DEL TERMINAL TERRESTRE DE PUNO. ………… 88
4.5.1 ASENTAMIENTO EN TERRENOS RELLENADOS. ………. 90
4.5.2 ASENTAMIENTO TOTALES Y DIFERENCIALES. ……….. 91
4.6 ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE PROBLEMAS DE ASENTAMIENTO
EN LAS EDIFICACIONES DEL TERMINAL TERRESTRE DE LA
CIUDAD DE PUNO. ………. 95
4.6.1 CARACTERÍSTICAS DE LAS MUESTRAS CONSIDERADAS PARA
EL ENSAYO DE CORTE DIRECTO EN SUELOS DEL TERMINAL
TERRESTRE DE PUNO. ……… 95
4.6.2 DETERMINACIÓN DE LA CAPACIDAD PORTANTE DEL TERRENO
DE FUNDACIÓN DEL TERMINAL TERRESTRE DE PUNO. …………. 95
4.6.2.1 ANÁLISIS DE RESULTADOS DE CAPACIDAD PORTANTE EN
TERRENO DE FUNDACIÓN DEL TERMINAL TERRESTRE DE
LA CIUDAD DE PUNO. ……….. 96
4.6.3 INVENTARIO DE ASENTAMIENTO DIFERENCIALES EN DIVERSOS
LUGARES DEL TERMINAL TERRESTRE DE LA CIUDAD DE PUNO. . 97
4.7 EVALUACIÓN FÍSICO QUÍMICO DEL AGUA SUBTERRANEA
EN LAS CIMENTACIONES DEL TERMINAL TERRESTRE DE PUNO. . 101
4.8 PATOLOGÍAS ORIGINADAS POR ATAQUE DE SUSTANCIAS
QUÍMICAS A LAS CIMENTACIONES DE CONCRETO DEL
TERMINAL TERRESTRE DE LA CIUDAD DE PUNO. ………. 102
4.8.1 ATAQUE QUÍMICO POR SULFATOS A LAS CIMENTACIONES DE
CONCRETO EN LAS EDIFICACIONES DEL TERMINAL
TERRESTRE DE LA CIUDAD DE PUNO. ……….. 103
4.8.2 ATAQUE QUÍMICO POR CLORUROS A LAS CIMENTACIONES DE
CONCRETO EN EDIFICACIONES DEL TERMINAL TERRESTRE DE
LA CIUDAD DE PUNO. ……….. 110
4.9 CONTROL DEL ATAQUE QUÍMICO A LAS CIMENTACIONES DE
CONCRETO EN EDIFICACIONES DEL TERMINAL TERRESTRE DE
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Pág.
CONCLUSIONES. ……….. 127
RECOMENDACIONES. ………. 129
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS. ……….. 130
ÍNDICE DE FIGURAS
Pág.
FIGURA 1. FALLA POR CAPACIDAD DE CARGA EN SUELO BAJO UNA
CIMENTACIÓN CORRIDA, RÍGIDA Y RUGOSA. ………. 27
FIGURA 2. EL SUELO ASCIENDE POR ARRIBA DE LA CAPA FREÁTICA. .. 32
FIGURA 3. ASCENSIÓN CAPILAR DEL AGUA EN ARENA SECA. ………….. 33
FIGURA 4. CIMENTACIONES BASADAS EN SU FORMA DE TRABAJO
(a) AISLADA, (b) COMBINADA, (c) CONTINUA. ……… 46
FIGURA 5. CIMENTACIONES BASADAS EN SU FORMA DE TRABAJO
(d) CONTINÚAS BAJO MUROS, (e) ARRIOSTRADAS O ATADAS. . 46
FIGURA 6. CIMENTACIONES BASADAS POR SU MORFOLOGÍA. …………. 47
FIGURA 7. DEFORMACIÓN UNITARIA. ……….. 49
FIGURA 8. ASENTAMIENTO DEL TERRENO. ……… 50
FIGURA 9. ETAPAS DE DILATACIÓN Y DEL ASENTAMIENTO. ……….. 51
FIGURA 10. FORMA DEL ASENTAMIENTO DE GRANDES ÁREAS
FLEXIBLES DE CARGA (a) LOSA SOBRE SUELO
COMPRESIBLE UNIFORME, (b) LOSA SOBRE UN ESTRATO
INCOMPRESIBLE DENSO SOBRE UN ESTRATO DE SUELO
COMPRESIBLE. ………. 54
FIGURA 11. FALLAS DE CORTANTES. ……….. 56
FIGURA 12. DISPOSICIONES COMUNES DE LAS ZAPATAS INTERIORES
CON RESPECTO A LA LOSA DE PISO. ……… 58
ÍNDICE DE CUADROS
Pág.
CUADRO 1. CLASES DE PERMEABILIDAD DE SUELOS. ……….. 36
CUADRO 2. ANÁLISIS GRANULOMETRICO EN SUELOS DEL TERMINAL
TERRESTRE DE PUNO. ………. 75
CUADRO 3. LÍMITES DE CONSISTENCIA EN SUELOS DEL TERMINAL
TERRESTRE DE PUNO. ………. 76
CUADRO 4. CLASIFICACIÓN DE SUELOS DEL TERMINAL TERRESTRE
DE PUNO. ……… 77
CUADRO 5. COMPACTACIÓN CON PROCTOR MODIFICADO EN SUELOS
DEL TERMINAL TERRESTRE DE PUNO. ………. 78
CUADRO 6. CBR EN SUELOS DEL TERMINAL TERRESTRE DE PUNO. …… 79
CUADRO 7. INVENTARIO DE ALTURAS DE RELLENO EN EL TERMINAL
TERRESTRE DE LA CIUDAD DE PUNO. ………. 82
CUADRO 8. TIPOS DE SUELO EN RELLENOS DEL TREMINAL
TERRESTRE DE PUNO. ……….. 82
CUADRO 9. CLASIFICACIÓN DE SUELOS Y COMPACTACIÓN CON
PROCTOR MODIFICADO EN SUELOS DEL TERMINAL
TERRESTRE DE PUNO. ……….. 83
CUADRO 10. CUADRO COMPARATIVO DE LA DENSIDAD “IN SITU”
DENSIDAD SECA MÁXIMA DE SUELOS DEL TERMINAL
TERRESTRE DE PUNO. ……… 85
CUADRO 11. CARACTERÍSTICAS DE LAS MUESTRAS CONSIDERADAS
PARA EL ENSAYO DE CORTE DIRECTO EN SUELOS DEL
TERMINAL TERRESTRE DE PUNO. ………. 95
CUADRO 12. CAPACIDAD PORTANTE DEL TERRENO DE FUNDACIÓN DEL
TERMINAL TERRESTRE DE PUNO. ……….. 96
CUADRO 13. INVENTARIO DE ASENTAMIENTOS DIFERENCIALES EN LAS
CONSTRUCCIONES DEL TERMINAL TERRESTRE DE LA
CIUDAD DE PUNO. ………. 97
CUADRO 14. ANÁLISIS DE AGUAS SUBTERRANEAS EN RELLENOS
CONTAMINADOS DEL TERMINAL TERRESTRE DE LA CIUDAD
ÍNDICE DE FOTOGRAFÍAS
Pág.
FOTOGRAFÍA 1 ……… 2
FOTOGRAFÍA 2 ……… 2
FOTOGRAFÍA 3 ……… 3
FOTOGRAFÍA 4 ……… 5
FOTOGRAFÍA 5 ……… 6
FOTOGRAFÍA 6 ……… 7
FOTOGRAFÍA 7 ……… 9
FOTOGRAFÍA 8 ……… 9
FOTOGRAFÍA 9 ……… 79
FOTOGRAFÍA 10 ……… 80
FOTOGRAFÍA 11 ……… 80
FOTOGRAFÍA 12 ……… 81
FOTOGRAFÍA 13 ……… 86
FOTOGRAFÍA 14 ……… 86
FOTOGRAFÍA 15 ……… 87
FOTOGRAFÍA 16 ……… 87
FOTOGRAFÍA 17 ……… 93
FOTOGRAFÍA 18 ……… 94
FOTOGRAFÍA 19 ……… 94
FOTOGRAFÍA 20 ……… 97
FOTOGRAFÍA 21 ……… 98
FOTOGRAFÍA 22 ……… 98
FOTOGRAFÍA 23 ……… 99
FOTOGRAFÍA 24 ……… 99
FOTOGRAFÍA 25 ……… 100
FOTOGRAFÍA 26 ……… 100
RESUMEN
La ciudad de Puno se ubica a orillas del Lago Titicaca; en una longitud
considerable aproximadamente de 6.00 Km. Respecto a sus orillas, se ha tornado
todo un problema efectuar rellenos con materiales de desmonte y residuos de la
construcción a fin de lograr superficies para su empleo en la construcción de
edificaciones, como ha sucedido con la construcción del terminal terrestre de la
ciudad de Puno. Tomando en consideración este mayúsculo problema es que de
manera generalizada en la totalidad de construcciones del indicado terminal se
viene originando asentamientos que vienen dañando las diferentes
construcciones.
El trabajo de investigación está centrada a cuatro aspectos fundamentales que
son: conocer el tipo de suelos empleado en los rellenos, la calidad de los
procesos constructivos, las características de los asentamientos que se han
producido y los ataques químicos a la estructura de las cimentaciones por suelos
y aguas contaminadas químicamente. Respecto a los suelos de rellenos en zonas
de permanente humedad como es la orilla del Lago Titicaca, luego se ha
verificado que los procesos constructivos del relleno no se ha considerado el
proceso de compactación adecuado y el tipo de cimentaciones para capacidades
de carga tan bajas, lo que de manera directa se expone a procesos de
asentamiento que se viene desarrollando y finalmente la concentración de
contaminación química es alta lo que incidirá en el deterioro del concreto de
cimentaciones y sus aceros, lo que debe entenderse que es importante considerar
medidas de control a los asentamientos que se vienen produciendo en las
diversas estructuras en el terminal terrestre de Puno.
PALABRAS CLAVE: Rellenos, Procesos Constructivos, Asentamientos, Ataques
ABSTRACT
The city of Puno lies on the shores of Lake Titicaca; a considerable length of
approximately 6.00 Km. With respect to its banks, it has become quite a problem
making stuffed with materials clearing and construction waste in order to achieve
surfaces for use in building construction, as has happened with the construction of
the bus station in the city of Puno. Taking into consideration this major problem is
widespread in all constructions originating terminal has been indicated that
settlements are damaging the different constructions.
The research is centered four fundamental aspects are: knowing the type of
flooring used in fillings, the quality of construction processes, the characteristics of
settlements that have occurred and chemical attack to the structure of foundations
for soils and chemically contaminated water. Regarding soils landfills in areas of
permanent moisture as is the shore of Lake Titicaca, then you have verified that
the construction process of filling is not considered the process of compacting and
type of foundation for capabilities such low load, what directly exposed to
settlement processes being developed and finally the concentration of chemical
contamination is high which will affect the deterioration of concrete foundations
and steel, which must be understood that it is important to consider control
measures settlements that have taken place in the various structures in the Puno
bus terminal.
INTRODUCCIÓN
Los trabajos de relleno, que se efectúan a fin de tener áreas nuevas para la
construcción de edificaciones, requieren de un análisis y diseño responsable e
ingenieril. El análisis debe estar supeditado a los tipos de construcción que se
quiere realizar sobre tales rellenos, y cuando estos se efectúan a orillas del lagos
y lagunas es más complicado, debido sobre todo que las referidas orillas están
conformadas por suelos sedimentados finos por tanto de baja capacidad de
carga, lo que se agrava más si se toma en cuenta que estarán expuestos a
permanente humedad, entendiéndose que siempre estarán saturadas por la
presencia de la humedad subterránea; por lo que es necesario considerar como
materiales de relleno en orillas de lago y lagunas enrocadas, materiales
granulares y considerar cimentaciones apropiadas y considerar cimentaciones
apropiadas para tan bajas capacidades de carga. Luego de la selección del
material de relleno debe considerarse la compactación adecuada de la integridad
de relleno; seguidamente estos rellenos por más que estén debidamente
compactados, las cimentaciones sobre ellas debes ser aquellas que transmiten
mayores cargas distribuidas, por lo que las cimentaciones de zapatas aisladas
debe destacarse y considerar las zapatas combinadas y/o conectadas inclusive
plateas de cimentación, siendo estas al mismo tiempo protegidas de los ataques
químicos de sustancias contaminantes que puede contener el agua y suelos en
los rellenos finalmente nos permitimos opinar que las características de suelos,
orillas de ríos, orillas de lagos y lagunas no deben alterase para su empleo de
construcciones de edificaciones, puesto que se generan diversas preocupaciones
CAPÍTULO I
EL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN
1.1 EXPOSICIÓN DE LA SITUACIÓN PROBLEMÁTICA.
Se ha considerado recientemente, que los rellenos son inadecuados para
apoyar las cimentaciones de las estructuras ya sean residenciales, comerciales, o
industriales. En la ciudad de Puno, a orillas del Lago Titicaca, la mayoría de
rellenos son simplemente material de desperdicio o de residuos de la construcción
y demoliciones, sin haber compactado, ni tratado previamente los suelos
superficiales en que se han apoyado; es más se ha rellenado sobre agua del lago.
Las estructuras apoyadas sobre estos rellenos usualmente sufren grandes
asentamientos diferenciales y agrietamiento.
La infraestructura del terminal terrestre de la ciudad de Puno; se ha construido
sobre un terraplén de desperdicios, y en parte con suelos de grano fino que no
son recomendables; este fenómeno suscita en estos días a orillas del Lago, se
tiene áreas considerables de terrenos ganado al Lago con rellenos; y en parte de
estas áreas ya se tiene construcciones, que en poco tiempo se registran
asentamientos con el consecuente de aparición de grietas en las estructuras.
Otro aspecto que se descuida es la preocupante consecuencia del fenómeno
de ascensión capilar que se produce, cuando el nivel freático está a poca
profundidad; debido a que la ascensión del agua subterránea puede deteriorar las
TERMINAL TERRESTRE – PUNO – 2016.- Se observa la estratificación y la profundidad del agua subterránea con signos de contaminación.
TERMINAL TERRESTRE – PUNO – 2016.- Se observa la estratificación de los rellenos efectuados sin signos de compactación.
FOTOGRAFÍA 1
TERMINAL TERRESTRE – PUNO – 2016.- Se observa la obtención de muestras de agua para el análisis físico químico.
FOTOGRAFÍA 3
En la actualidad ya se manifiestan los referidos asentamientos y agrietamientos
en las estructuras situación que nos alienta a efectuar la evaluación de terraplén
donde se ha construido la infraestructura del terminal terrestre de Puno; para lo
que se efectuará fundamentalmente las siguientes acciones: Evaluación de los
suelos del terraplén, la calidad de los procesos constructivos del terraplén; la
incidencia de la poca profundidad del agua subterránea y las causas de los
asentamientos y agrietamientos de las estructuras.
1.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.
1.2.1 PROBLEMA GENERAL.
¿Cómo son las características mecánicas y su comportamiento de los suelos
del terreno de fundación donde se ha construido el terminal terrestre de la ciudad
1.2.2 PROBLEMAS ESPECÍFICOS.
1. ¿Cuáles son las características mecánicas de los suelos de relleno,
empleados en el terreno de fundación del terminal terrestre de la
ciudad de Puno?
2. ¿Cómo son las características de calidad de los procesos constructivos
del terreno de fundación del terminal terrestre de la ciudad de Puno?
3. ¿Cómo es la incidencia de las aguas subterráneas en el terreno de
fundación del terminal terrestre de la ciudad de Puno?
4. ¿Cuáles son las causas del asentamiento que se registra en
edificaciones y pavimentos del terminal terrestre de la ciudad de Puno?
1.3 JUSTIFICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN.
1.3.1 JUSTIFICACIÓN TÉCNICA.
La cimentación de una estructura se define como aquella parte de la edificación
que está en contacto directo con el terreno y que trasmite la carga de la estructura
al suelo. Las cimentaciones con base en zapata aislada se utilizan comúnmente
para dar soporte a columnas estructurales. Pueden consistir en una sola pieza
circular, rectangular o cuadrada, de grosor uniforme, o estar escalonados o en
pirámide para distribuir la carga de una columna pesada. Las cimentaciones con
base en zapata aislada para columnas estructurales de acero para carga pesada
están provistas, algunas veces, de un armazón de acero.
El procedimiento común a seguir en un problema de ingeniería de cimentación
es: primero, preparar un plano de la base de la estructura que muestre las
diversas columnas, muros y cargas distribuidas. Las cargas muertas y vivas
deben ser diferenciadas, y señalarse todos los momentos de unión en la base de
las columnas o muros. Segundo, estudiar las características de carga del suelo de
TERMINAL TERRESTRE – PUNO – 2016.- Se observa los rellenos efectuados con residuos de la construcción sin ser clasificados totalmente contaminados con otros materiales.
presiones tentativas de carga permisibles para los diversos estratos localizados
bajo el nivel del suelo. El tercer paso es el de determinar la profundidad requerida
para la cimentación. Ésta puede ser la profundidad mínima para llegar a los
estratos bajo el nivel del suelo que no son afectados por la temperatura variable,
cambios de humedad o la erosión. Las necesidades estructurales pueden incluir
cimentar a profundidades mayores que las mínimas requeridas a partir de las
consideraciones del suelo.
Usualmente, con esto se decide el tipo de cimentación, por ejemplo, basada en
zapata aislada, corrida o de losa. Si existe un suelo de mayor capacidad de carga
a una profundidad no muy superior a la mínima, se debe considerar la colocación
de la cimentación en un estrato más profundo con el consecuente ahorro en
excavación y concreto. Sin embargo, si el estrato más profundo yace bajo el
manto freático, el costo del bombeo puede ser muy alto.
TERMINAL TERRESTRE – PUNO – 2016.- Se observa los rellenos efectuados con residuos de la construcción sin ser clasificados totalmente contaminados con otros materiales.
FOTOGRAFÍA 5
En el caso de cimentaciones en las construcciones efectuadas en las orillas del
Lago Titicaca, están en contacto con agua y rellenos contaminados que
aparentemente son de alta concentración sobre todo en cloruros y sulfatos,
sustancias que atacan al concreto hidráulico y puedan alterar su durabilidad;
aspecto que debe tenerse en cuenta en el diseño, sobre todo en la protección de
las estructuras en este caso de las cimentaciones superficiales de las
edificaciones cerca al Lago Titicaca en la ciudad de Puno.
1.3.2 JUSTIFICACIÓN SOCIAL.
La situación comercial, la expansión urbana, han originado la necesidad de
atender a problemas generados por tales cambios; uno de ellos es el
ordenamiento del tránsito; y para ello se requiriera áreas considerables de
terreno.
En el caso de la ciudad de Puno, esta preocupación se ha solucionado, con la
TERMINAL TERRESTRE – PUNO – 2016.- Se observa los asentamientos en la playa de maniobras que originan molestias en el uso de vehículos.
esta construcción se ha ejecutado sobre rellenos con suelos de desmonte que no
son recomendables para áreas de construcción; por otro lado estos rellenos
cuentan con deficiente y/o ningún procesos de compactación; lo que en la
actualidad está generando diversas deficiencias estructurales en la construcción
de diversos componentes en sus construcciones, dentro de ellos se tiene
estancamientos superficiales de agua por áreas de asentamiento, que originan
malestar al tomar el servicio de transporte por las personas; por otro lado viene
generando la interrupción de servicios de agua y desagüe, originados por los
asentamientos que afectan el normal funcionamiento de ellos; por tanto a
consecuencia de la evaluación correspondiente se recomendará el control de
deficiencias generadas.
FOTOGRAFÍA 6
1.3.3 JUSTIFICACIÓN AMBIENTAL.
Las cimentaciones tienen gran importancia por ser el elemento fundamental de
una construcción. Todas las estructuras dentro de la rama de la construcción
menudo está por debajo del nivel del terreno. Un cimiento es la base de soporte
de una estructura, que constituye la interface a través de la cual se transmiten las
cargas al suelo.
En la mayor parte de los casos, los cimientos para las estructuras de edificios,
casas y otras construcciones se ejecutan con concreto simple o reforzado. Esto
amerita que las construcciones tengan análisis más detallados, particularmente
constructivas y descripción específica de ellos, el funcionamiento general y
vialidad de un cimiento depende en gran parte de la unidad estructural que está
arriba y la unidad del suelo que está por abajo.
Uno de los problemas característicos de las construcciones de la zona
periférica de la ciudad de Puno; es la construcción informal, ya que quienes son
los propietarios de estas viviendas son personas que provienen del medio rural
en su mayoría y carecen de medios económicos, aspecto que obliga a estas
personas a tomar los servicios de un maestro de obra empírico, que en muchos
de los casos percibe una remuneración que está por debajo del mercado laboral,
limitando de esa manera la Asistencia Técnica de un profesional.
El otro grupo característico de esta población lo integran personas de clase
media, quienes también incurren en el error del caso anterior, esta problemática
se puede atribuir a la falta de conciencia del poblador y control por parte de las
autoridades del ramo; en este caso cae la responsabilidad al Municipio local, ente
que debe velar por el desarrollo ordenado de la ciudad. Una de las características
muy notorias de las construcciones en la ciudad de Puno, es la humedad aspecto
que está íntimamente ligada con la proximidad del Lago Titicaca, aspecto que
nunca ha sido analizado con la importancia del caso, por lo que esta humedad en
muchos casos se ha tornado muy peligroso ya que ha afectado a la salud de sus
habitantes, este incrementado por los rellenos contaminados; aspectos que deben
TERMINAL TERRESTRE – PUNO – 2016.- Se observa el estancamiento de aguas por problemas de asentamiento, originando impactos ambientales negativos.
TERMINAL TERRESTRE – PUNO – 2016.- Se observa áreas totalmente inundadas, originando molestias a los pasajeros.
FOTOGRAFÍA 7
1.4 OBJETIVOS.
1.4.1 OBJETIVO GENERAL.
Evaluar las características mecánicas y su comportamiento de los suelos del
terreno de fundación donde se ha construido el terminal terrestre de la ciudad de
Puno.
1.4.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS.
1. Determinar las características mecánicas de los suelos de relleno,
empleados en el terreno de fundación del terminal terrestre de la ciudad
de Puno.
2. Determinar la calidad de los procesos constructivos del terreno de
fundación del terminal terrestre de la ciudad de Puno.
3. Evaluar la incidencia de las aguas subterráneas en el terreno de
fundación del terminal terrestre de la ciudad de Puno.
4. Determinar las causas del asentamiento que se registra en edificaciones
y pavimentos del terminal terrestre de la ciudad de Puno.
1.5 HIPÓTESIS.
1.5.1 HIPÓTESIS GENERAL.
En el caso de que las características mecánicas de los suelos son deficientes,
su comportamiento originará diversos inconvenientes como asentamientos en las
cimentaciones en la construcción del terminal terrestre.
1.5.2 HIPÓTESIS ESPECÍFICAS.
1. Las características mecánicas de suelos en los rellenos del terreno de
fundación son inapropiadas, lo que generará diversos inconvenientes en
2. Los procesos constructivos en suelos orgánicos y provenientes de
desmontes originará procesos constructivos deficientes, como es el caso
en los procesos de compactación de los rellenos del terminal terrestre.
3. Las aguas subterráneas debajo de las construcciones cerca del Lago
Titicaca originara suelos de poca capacidad de carga y si están
contaminadas químicamente, afectan a las estructuras de la
cimentaciones.
4. Los asentamientos considerables que se suscitan en los terrenos de
fundación de construcciones son originados por suelos saturados, suelos
de baja capacidad de carga, suelos de mala calidad y suelos
deficientemente compactados.
1.6 VARIABLES E INDICADORES.
VARIABLE INDEPENDIENTE : CARACTERÍSTICAS DEL TERRENO DE
CIMENTACIÓN.
INDICADORES :
1. Características mecánicas del suelo de cimentación:
Análisis granulométrico.
Clasificación de suelos.
Límites de consistencia.
2. Procesos constructivos:
Densidad y/o compactación del suelo de cimentación.
CBR del suelo de relleno.
3. Aguas subterráneas:
Profundidad del nivel freático.
VARIABLE DEPENDIENTE : ASENTAMIENTOS Y FALLAS
ESTRUCTURALES EN
CONSTRUCCIONES.
INDICADORES :
1. Asentamiento de construcciones.
1.7 MATRÍZ DE CONSISTENCIA.
MATRIZ DE CONSISTENCIA
TEMA : EVALUACIÓN DE SUELOS EN EL ASENTAMIENTO DE CIMENTACIONES DE LA CONSTRUCCIÓN EXISTENTE DEL TERMINAL TERRESTRE DE LA CIUDAD DE PUNO
EJECUTORES : Bach. en I. C. : RICHARD PACOMPIA FLORES. Bach. en I. C. : WILBERT CAYO CONDORI. FECHA : ABRIL 2014.
PROBLEMA OBJETIVOS HIPÓTESIS VARIABLE
S
INDICADORES
PROBLEMA GENERAL.
¿Cómo son las características mecánicas y su comportamiento de los suelos del terreno de fundación donde se ha construido el terminal terrestre de la ciudad de Puno?
PROBLEMAS ESPECÍFICOS. 1. ¿Cuáles son las características
mecánicas de los suelos de relleno, empleados en el terreno de fundación del terminal terrestre de la ciudad de Puno?
2. ¿Cómo son las características de
calidad de los procesos
constructivos del terreno de fundación del terminal terrestre de la ciudad de Puno?
3. ¿Cómo es la incidencia de las aguas subterráneas en el terreno de fundación del terminal terrestre de la ciudad de Puno?
4. ¿Cuáles son las causas del asentamiento que se registra en edificaciones y pavimentos del terminal terrestre de la ciudad de Puno?
OBJETIVO GENERAL.
Evaluar las características mecánicas y su comportamiento de los suelos del terreno de fundación donde se ha construido el terminal terrestre de la ciudad de Puno.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS.
1. Determinar las características mecánicas de los suelos de relleno, empleados en el terreno de fundación del terminal terrestre de la ciudad de Puno.
2. Determinar la calidad de los procesos constructivos del terreno de fundación del terminal terrestre de la ciudad de Puno.
3. Evaluar la incidencia de las aguas subterráneas en el terreno de fundación del terminal terrestre de la ciudad de Puno.
4. Determinar las causas del
asentamiento que se registra en edificaciones y pavimentos del terminal terrestre de la ciudad de Puno.
HIPÓTESIS GENERAL.
En el caso de que las características mecánicas de los suelos son deficientes, su comportamiento originará diversos inconvenientes como asentamientos en las cimentaciones en la construcción del terminal terrestre.
HIPÓTESIS ESPECÍFICAS.
1. Las características mecánicas de suelos en los rellenos del terreno de fundación son inapropiadas, lo que generará diversos inconvenientes en las construcciones del terminal terrestre.
2. Los procesos constructivos en suelos orgánicos y provenientes de desmontes originará procesos constructivos deficientes, como es el caso en los procesos de compactación de los rellenos del terminal terrestre.
3. Las aguas subterráneas debajo de las construcciones cerca del Lago Titicaca originara suelos de poca capacidad de carga y si están contaminadas químicamente, afectan a las estructuras de la cimentaciones.
4. Los asentamientos considerables que se suscitan en los terrenos de fundación de construcciones son originados por suelos saturados, suelos de baja capacidad de carga, suelos de mala calidad y suelos deficientemente compactados.
VARIABLE INDEPENDIENTE.
CARACTERÍSTICAS DEL TERRENO DE CIMENTACIÓN.
1. Características mecánicas del suelo de cimentación:
Análisis granulométrico.
Clasificación de suelos.
Límites de consistencia. 2. Procesos constructivos:
Densidad y/o compactación del suelo de cimentación.
CBR del suelo de relleno. 3. Aguas subterráneas:
Profundidad del nivel freático.
Altura de ascensión capilar.
VARIABLE DEPENDIENTE: ASENTAMIENTOS Y FALLAS ESTRUCTURALES EN CONSTRUCCIONES.
1. Asentamientos de construcciones.
CAPÍTULO II
MARCO REFERENCIAL
2.1 ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN.
En la ciudad de Puno, de manera frecuente se viene produciendo rellenos a
orillas del Lago Titicaca, en la parte que colinda con la ciudad, la calidad de los
rellenos y su procedimiento de compactación viene tornándose preocupantes por
lo que, muchos egresados de la Escuela profesional de Ingeniería Civil vienen
planteando trabajos de investigación al respecto; y el siguiente trabajo ha servido
como consulta para el desarrollo del presente trabajo. Se ha encontrado varios
trabajos de investigación, los que han sido revisados y han servido como
consulta; los que a continuación detallo:
MACEDO BEDOYA Jimmy. (2013), en la tesis de pregrado titulado: Patología
de las Cimentaciones Causado por el Agua y Rellenos Contaminados en
la Ciudad de Puno, dentro de sus conclusiones manifiesta: La ribera del Lago
Titicaca en su parte oeste, que corresponde a la extensión urbana de la ciudad
de Puno; generalmente en años que las precipitaciones son bajas permiten de
manera irresponsable efectuar rellenos con materiales de desechos y residuos
de la construcción y demoliciones contaminados que vienen ocasionando
patologías en las cimentaciones de las construcciones de viviendas efectuadas
en la zona referida. Efectuado el análisis de aguas superficiales encontradas en
las riveras de la zona oeste del Lago Titicaca, contienen sustancias químicas
h/0H-) que ocasionan influencia en la durabilidad del concreto en
cimentaciones, originando patologías diversas. Los rellenos se han efectuado
en las considerables áreas a orillas del Lago Titicaca en la zona oeste, al
efectuar los análisis en sus aguas subterráneas, que corresponde a la
contaminación de suelos; se tienen las siguientes sustancias en exceso cloruro
de sodio (4.30 mg/L), sulfato (105 mg/l), hierro (0.95 mg/L), entre otros, los
cuales originan menor durabilidad y/o rápido envejecimiento de los concretos
en cimentaciones y asentamientos de suelos en dimensiones considerables,
que dañaran a la estructura de las edificaciones. En lo que respecta a la
protección de cimentaciones en las cimentaciones de las construcciones que
se ubican a orillas del Lago Titicaca, no se tiene ninguna; por lo que es
eminente su poca durabilidad y el ataque inevitable a los aceros en
cimentaciones y columnas que serán corroídas con facilidad. (MACEDO
BEDOYA Jimmy, 2013).
LÓPEZ CHÁVEZ Gerrit. (2013), en la tesis de pregrado titulado: Evaluación
del Deterioro de Cimentaciones Superficiales de Viviendas por la
Humedad en la Ciudad de Juliaca, dentro de sus conclusiones manifiesta: La totalidad de extensión del área que corresponde a la Urbanización “Los Ángeles Ciudad Nueva”, se viene construyendo sobre rellenos en suelos
orgánicos de poca capacidad de carga, y sobre aguas de lagunas, que cuentan
con cierto grado de contaminación química, mayor a los máximos valores que
dañen el concreto de cimentaciones y generan deterioros prematuros en las
cimentaciones de viviendas; lo que para el estudio se ha seleccionado diez (10)
lotes. La contaminación química del agua y suelos que están en contacto con la
cimentación de viviendas seleccionadas, es alta, por ejemplo en cloruros el
valor máximo es de 6000 mg/L; y los análisis en lotes seleccionados es mayor
de 7660 mg/L, respecto a cloruros; respecto a sulfatos es de 10000 mg/L, y el
análisis muestra de 12000 mg/L; situación que permite deducir una baja de
durabilidad en las estructuras de cimentación en la zona de estudio. Para
determinar el deterioro del concreto, en las cimentaciones de viviendas
seleccionadas, se ha efectuado en ensayo esclerómetro, se ha tomado
cimentaciones en zonas dañadas; los resultados promedios son : el concreto
de la columna no dañada esta en valores mayores del 89 % del concreto de
diseño; sin embargo en la parte de cimentaciones la resistencia en la fecha ha
bajado hasta 67 % entendiéndose que el deterioro del concreto es considerable
en poco tiempo. (LÓPEZ CHÁVEZ Gerrit, 2013).
ESPINACE, R. y CAFFARENA, J. y PALMA J. (2013), en la tesis de pregrado
titulado: Patologías en Construcciones sobre Áreas Impactadas por el
Vertido de Residuos Sólidos, dentro de sus conclusiones manifiesta: Durante
los últimos años, en Chile la Geotecnia Ambiental ha tenido una creciente
participación en los proyectos de rehabilitación de antiguos vertederos y en la
construcción sobre estos, tanto en las etapas de proyecto como de
construcción. Es claro que en los próximos años esta participación irá en
aumento, sobre todo considerando los resguardos técnicos y medioambientales
que se requerirán a futuro. En algunos de estos antiguos vertederos donde se
han realizado proyectos de reinserción después de varios años de abandono, la
participación geotécnica ha consistido principalmente en el reconocimiento del
subsuelo generalmente mediante calicatas y ensayos de penetración dinámica;
la caracterización de los materiales a través de ensayos de laboratorio; la
estimación de la deformabilidad principalmente aplicando los modelos
planteados por sowers (1973), y últimamente modelos de tipo exponencial la
capacidad portante se ha estudiado principalmente a través de ensayos de
placa de carga, ensayos de carga en canchas de prueba, y el seguimiento del
comportamiento de estructuras experimentales, el análisis de la estabilidad de
taludes tanto en condiciones drenadas como no drenadas, se ha realizado
principalmente mediante back análisis. Se ha podido comprobar que la
alternativa de construir, sobre estos terrenos es factible siempre que se cuente
con los estudios previos necesarios y se consideren algunos de los resguardos
aquí mencionados. Se mantiene la incertidumbre del cuál será el
comportamiento de las estructuras construidas en estas condiciones, ante
eventos sísmicos importantes, los que no se han presentado en la zona central
del país, en los últimos 14 años. Este tema es fundamental para un país como
surjan debido a los asientos diferenciales que pueden afectar a las diferentes
estructuras que se construyan sobre rellenos de residuos sólidos, además de
las posibilidades de realizar reparaciones puntuales cuando ocurran, existen
dos criterios generales que se han impuesto en los diferentes casos que se
han estudiado. En primer término, cuando se trata de estructuras de
envergadura, se debe evitar transmitir cargas directamente sobre el relleno o
remover parte importante de éste para reemplazarlo por material más
competente. En otros casos, se recurre a cimentaciones profundas como
pilotes o pilas que transmiten las cargas a los estratos resistentes bajo el
relleno. Para el caso de estructuras livianas, como casas u obras de tipo vial, se
realizan mejoramientos del relleno a nivel sub superficial, para disminuir la
magnitud de los asientos y aumentar la capacidad portante del terreno; además
se diseñan cimentaciones armadas. En el caso de obras viales, canchas y
pistas deportivas o estacionamientos, se debe asumir la necesidad de realizar
trabajos de mantenimiento con mayor periodicidad y utilizar preferentemente
pavimentos de tipo flexible o semiflexible. (ESPINACE, R. y CAFFARENA, J. y
PALMA J, 2013).
CHÁVEZ GODOY ALEX y UNQUÉN VILLANUEVA ALEXIS. (2011), en la tesis
de pregrado titulado: Hormigón Armado en Punta Arenas, dentro de sus
conclusiones manifiesta: La investigación efectuada para llevar a cabo la
realización de los primeros objetivos de la tesis fue cumplida a cabalidad. Todo
el material informativo indagado con relación a las patologías existentes para
las edificaciones de Hormigón Armado y en especial las fallas y/o lesiones
comunes en la ciudad de Punta Arenas, cumplieron con el propósito de
establecer los conocimientos básicos y fundamentales de la problemática a
tratar para la confección de una metodología de evaluación. Tras esta
investigación, se dejó en claro que el Hormigón Armado puede sufrir diversas
clases de lesiones y/o fallas, las que provendrán del actuar del medio ambiente
o el de las personas involucradas en el proceso de diseño, confección y
mantención de este material. Por medio de la indagación con profesionales del
área de la construcción, entre los que se destacan: Ingenieros Constructores,
preponderantes en la ciudad de Punta Arenas tienen relación a las humedades,
hormigonado en tiempo frío y el viento, siendo estas dos últimas
problemáticas, son un inconveniente en el proceso de confección de este
material, no así, la humedad que ataca la estructura ya en uso. La ejecución
del capítulo II estableció los parámetros iniciales para poder llegar a establecer
las características a tener presente en la confección y aplicación de una
metodología de registro de datos para posterior su análisis y evaluación.
(CHÁVEZ GODOY ALEX y UNQUÉN VILLANUEVA ALEXIS, 2011).
2.2 MARCO TEÓRICO.
2.2.1 METEORIZACIÓN DE LA ROCA Y FORMACIÓN DEL SUELO.
Los suelos son conjuntos de partículas minerales, producto de la
desintegración mecánica o de la descomposición química de rocas preexistentes.
El conjunto de partículas presenta dos propiedades esenciales que no pueden ser
olvidadas por quienes pretendan comprender su comportamiento ingenieril.
a) El conjunto posee una organización definida y propiedades que varían
"vectorialmente". En general, en los valores de las propiedades,
verticalmente ocurren cambios mucho más rápidos que horizontalmente.
b) La organización de las partículas minerales es tal que el agua, que como
se sabe está presente en todo suelo en mayor o menor cantidad y tener
"continuidad", en el sentido de distribución de presiones. El agua no ocupa
huecos aislados, sin intercomunicación; puede llenar todos los poros que
dejan entre si las partículas minerales y que se intercomunican, de manera
que el agua forma una masa continua que contiene al mineral en su seno.
(RICO, A. Y DEL CASTILLO, H. 2001).
2.2.2 HUMEDAD DE LOS SUELOS.
Las propiedades de los suelos aparecen afectadas de manera esencial por el
agua de absorción que contengan. Un tipo especial de agua de absorción lo
constituyen las aguas capilares que se desplaza en general de los suelos
capilar dentro de aguas libres, los cuales generalmente se desplazan en sentido
vertical ascendente, aunque puedan moverse en una dirección cualquiera. En
arcillas, el agua puede elevarse lentamente hasta alturas considerables, aunque,
por lo general, la altura alcanzada sea menor. En arenas el agua capilar se
traslada sólo algunas pulgadas, pero lo hace muy rápidamente. El agua capilar
puede correrse también de una masa de suelo saturada por completo, si la masa
ofrece una cara expuesta a la intemperie de modo tal que su contenido en agua
pueda evaporarse, como es el caso de las tierras empentadas, en las que el agua
capilar se desplaza continuamente a través de suelos saturados para remplazar la
que se pierde por evaporación superficial. (RICO, A. Y DEL CASTILLO, H. 2001).
2.2.3 TAMAÑO DE PARTÍCULAS DE LOS SUELOS.
Es de uso corriente expresar el tamaño de las partículas del suelo en medidas
métricas por lo general, en milímetros (1 pulgada = 25,4 mm). El tamaño de las
partículas muy finas se expresa en micras o micrones (designadas por la letra
griega ): 1 = 0,001 mm.
Los términos «partículas» y «grano» se usan a menudo indistintamente aunque
hay tendencia a reservar el término grano para las arenas, las arcillas y materiales
análogos se suelen reconocer como suelo de «grano finos».
Debería establecerse, sin embargo, una patente distinción entre los términos:
1) Arena, arcilla y limo, considerados como tamaños de las partículas.
2) Los mismos vocablos cuando se emplean para designar los suelos
correspondientes. Aplicados en este último sentido pueden ser mezclas de
elementos de esos tamaños y pueden ser o no plásticas. (RICO, A. Y DEL
CASTILLO, H. 2001).
2.2.4FORMA DE LAS PARTÍCULAS DE LOS SUELOS.
a. Arenas. Los granos de arena pueden ser angulosos, sub-angulosos,
reordenados u sobre ondeados, según el grado de desgaste
angulosos indican que la arena ha estado expuesta al desgaste sólo
por un corto periodo de tiempo, o nada en absoluto, como puede ocurrir
con arenas residuales que han permanecido siempre en el mismo sitio
en que se formaron. Los granos de arena desgastados por los hielos
pueden tener caras lisas, alisadas por la acción de aquellos; las arenas
marinas suelen ser angulosas. Los granos redondeados son típicos de
las arenas fluviales y de playa.
b. Arcillas. Los minerales de las arcillas están compuestos de láminas
delgadas de espesores microscópicos y sub-microscópicos; un
porcentaje considerable de partículas de arcilla está constituido por
fragmentos pequeños, aplastados o escamosos, de tales láminas.
Estas escamas están mezcladas con otras de forma irregular y con
materia coloidal. (RICO, A. Y DEL CASTILLO, H. 2001).
2.2.5 TIPOS DE SUELOS EN EL TERRENO DE FUNDACIÓN.
Dentro del campo particular de las vías terrestres, los suelos se presentan con
una variedad y complejidad prácticamente infinitas. Así, cualquier intento de
sistematización científica, acompañado de la correspondiente tendencia
generalizadora, debe ir precedido por otro, en que se procure clasificar a los
suelos del modo más completo posible. Los sistemas de clasificación de suelos
son tan antiguos como la propia mecánica de suelos, pero con el escaso
conocimiento que se tenía sobre los suelos los sistemas que aparecieron en un
principio estaban basados en características poco relevantes o muy difíciles de
correlacionar con las fundamentales; estos sistemas están hoy superados. (RICO,
A. Y DEL CASTILLO, H. 2001).
2.2.6 TERRENO DE FUNDACION CONSTITUÍDO POR ARENAS LIMPIAS.
El caso de interés especial que será tratado en, esta sección, corresponde al
cruce de una vía terrestre por una zona de médanos. Si bien esta localización no
es muy frecuente y probablemente deba evitarse en cuanto sea posible, existen
casos de localización forzada que una vez ocurridos han sido fuente de
Hay también algunas reglas de aplicación casi forzosa y algunos métodos de
corrección de problemas que pueden rendir buenos resultados a todo ello se
enfoca someramente la atención de este párrafo. (RICO, A. Y DEL CASTILLO, H.
2001).
2.2.7 TERRENO DE CIMENTACIÓN CONSTITUÍDO POR ARCILLAS MUY
BLANDAS Y TURBAS.
Los depósitos de suelos blandos y turbas susceptibles de causar serios
problemas tienen tres condiciones en común: son zonas planas, tienen mal
drenaje superficial y están formados por suelos muy finos u orgánicos. El primer
requisito para superar este tipo de problemas es, naturalmente, el detectarlos y
ello debe suceder en la etapa de proyecto, antes de que se produzcan costosos
daños a la vía terrestre y en momentos en que el ingeniero conserva toda su
libertad de acción, incluyendo la capacidad de estudiar un cambio de trazo que lo
aleje de la zona que se revele como crítica. Para esto es de singular ayuda la
fotointerpretación de fotografías aéreas. (RICO, A. Y DEL CASTILLO, H. 2001).
2.2.8 ASENTAMIENTO EN EL TERRENO DE FUNDACIÓN.
Posiblemente el problema más grave que entraña un suelo de cimentación fino
y compresible, es el que se refiere a los asentamientos que en él pueden
producirse al recibir la sobrecarga que representan los terraplenes. Dichos
asentamientos causan:
1. Pérdida de bombeo, por la presión ejercida por el terraplén que es mayor
bajo el centro de la corona que bajo los hombros.
2. Aparición de asentamientos diferenciales en el sentido longitudinal, por
heterogeneidades en la cedencia del terreno de cimentación; éstos
producen perjuicios en la funcionalidad del camino, en el pavimento, en el
drenaje superficial, etc.
3. Disminución de la altura del terraplén, grave cuando se atraviesan zonas
4. Perjuicios en el comportamiento de obras de drenaje menor, que adquieren
una conformación hidráulicamente inconveniente y se agrietan, al hundirse
más en el centro que en los extremos.
5. Agrietamientos en la corona del terraplén, especialmente cuando ésta es
muy ancha y cuando el terraplén tiene bermas.
6. Pérdida de la apropiada transición entre los terraplenes de acceso y las
estructuras, cuando éstas, cimentadas por ejemplo en pilotes de punta, no
participan del asentamiento general.
Independientemente de algunos casos especiales cuyo estudio se hace en
páginas subsecuentes de este capítulo, en el departamento de Puno, no es raro
encontrar regiones en que los asentamientos en el terreno de cimentación
desempeñan un papel tan importante que todo el diseño de la obra vial,
incluyendo la posibilidad de un cambio de trazo, debe quedar condicionado a
ellos. Se llega así a proyectos que no son óptimos si se toman en cuenta
únicamente los aspectos que tradicionalmente se contemplan para diseñar una
vía terrestre. (MONTEJO FONSECA, A. 1982).
2.2.9 MEJORAMIENTO DEL TERRENO DE FUNDACIÓN.
No se repetirá bastante que el terreno de fundación suele ser
suficientemente bueno, tanto en lo que se refiere a resistencia como a
compresibilidad, para soportar a las vías terrestres en condiciones normales,
pues las presiones a él comunicadas son relativamente bajas y la estructura
del terraplén se suele adaptar muy bien a pequeños movimientos que puedan
producirse. (MONTEJO FONSECA, A. 1982).
2.2.10 CLASIFICACIÓN DE SUELOS.
1. SISTEMAS DE CLASIFICACIÓN DE SUELOS.
Todo proyecto de construcción, bien sea carretera, puente o edificio, debe
conocimiento del terreno de cimentación. El reconocimiento in situ es uno
de los trabajos preliminares indispensables; para ello uno de los
procedimientos más seguros es la toma de muestras, lo menos alteradas
que sea posible. ¿Qué datos hay que recoger y qué ensayos conviene
realizar para asegurar una buena descripción de estas muestras? He aquí
un problema de identificación de suelos. En general, un simple examen
visual permite dar un nombre al material: marga azul, arcilla amarilla, arena
fina, etc. (MONTEJO FONSECA, A. 1982).
2.2.10.1 SISTEMA DE CLASIFICACIÓN SUCS.
La base del Sistema Unificado de Clasificación de Suelos es la Carta de
Plasticidad, resultado de una investigación realizada por A. Casagrande en el
laboratorio. En esta investigación se vio que, si se sitúan los suelos en un sistema
coordenada que tenga el Límite Líquido en el eje de las abscisas y al Índice
Plástico en el de las ordenadas, su agrupamiento no ocurre al azar sino que se
agrupan de manera que en cada zona de la carta se sitúan suelos con
características de plasticidad y propiedades mecánicas e hidráulicas
cualitativamente definidas; del mismo modo que los suelos vecinos poseen
propiedades similares, los alejados las tienen diferentes.
Con base en esta observación, Casagrande pudo establecer en la gráfica
fronteras que separan a los materiales finos en diferentes grupos de propiedades
afines. (MONTEJO FONSECA, A. 1982).
2.2.11 AGUAS SUBTERRÁNEAS.
Entre las aguas profundas se encuentran las aguas geotermales, cuyo origen
no presenta ningún carácter hipotético. Las aguas superficiales que descienden,
con la profundidad se recalientan y re-ascienden rápidamente a favor de
accidentes tectónicos. A veces, esas aguas, atravesando a temperaturas
relativamente elevada unos terrenos que otras son susceptibles de atacar, se
cargan con diferentes sales; son las aguas termales que se diferencian de las
aguas subterráneas propiamente dichas por unas temperaturas y unas
