CAPITULO 5
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CAPITULO 5
GEOTCNIA
5.1 General
5.1.1 Alcance del Captulo: Este captulo rige el diseo de los elementos geotcnicos que
pueden
estar vinculados a una edificacin. Estos son: cimientos superficiales, cimientos profundos,
estructuras de retn y excavaciones.
5.1.2 Definicin de Ingeniera Geotcnica: La Ingeniera Geotcnica es una componente
especializada de la Ingeniera Civil. Comprende la Mecnica de Suelos, la Mecnica de
Rocas y la
Ingeniera Geolgica. Como tal, rene bajo un solo trmino los principios de estas
disciplinas,
dedicadas al comportamiento de los materiales que forman la corteza terrestre.
5.1.3 Definicin de Profesional Idneo: Los aspectos de diseo tratados en este captulo
deben
ser implementados por un Profesional Idneo. Esto incluye Ingenieros Civiles y otros
Profesionales
vinculados a disciplinas afines, con amplia experiencia o estudios avanzados en el campo
de la
Ingeniera Geotcnica.
5.2 Exploracin de sitios
5.2.1 Objetivo: El objetivo de un programa de exploracin geotcnica, es definir las
condiciones
geolgicas del sitio bajo consideracin. Esto involucra determinar la distribucin de
materiales
geolgicos presentes, las propiedades fsicas de estos materiales y la presencia y
distribucin de
detalles geolgicos en dichos materiales.
5.2.2 Mtodo y Alcance: El mtodo de exploracin utilizado y su alcance, debe ajustarse a
las
necesidades del proyecto. Se deben elegir mtodos que permitan describir confiablemente
los
suelos y rocas encontrados en el sitio y las condiciones del agua subterrnea. Por lo tanto, el
uso de
perforaciones manuales no ser permitido. La exploracin debe anticipar las modalidades
de falla
posibles, de manera que su alcance y los mtodos utilizados, se planifiquen especficamente
para
que identifiquen aquellas caractersticas del sitio que puedan estar involucradas en los
mecanismos
de falla postulados.
5.2.3 Responsabilidad: El alcance de la investigacin la definir el Profesional Idneo
encargado
del proyecto. Solo debe concluir cuando la distribucin y caractersticas de los materiales
presentes
se conocen con suficiente precisin para permitir el diseo confiable de los elementos
geotcnicos
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del proyecto.
5.2.4 Alcance Mnimo de la Investigacin: En el caso de que se utilicen solo
perforaciones para
la exploracin de un sitio, el siguiente clculo determina el nmero mnimo de
perforaciones a
realizarse.
N = G (A E+2)
donde:
N: nmero mnimo de perforaciones a realizarse
G: factor de complejidad geolgica (ver Cuadro 5.2.4.1)
A: rea de la estructura en miles de metros cuadrados
E: factor que depende del tipo de estructura (ver Cuadro 5.2.4.2)
Cuadro 5.2.4.1 Factor de Complejidad Geolgica
Condiciones Geolgicas G
Uniformes 0.7
Algo variables 1.0
Muy variables 1.3
NOTA:
El factor G tiene que corresponder a las condiciones
geolgicas encontradas al finalizar el estudio, por lo que
puede ser necesario reevaluar este parmetro durante la
ejecucin de la investigacin del sitio.
Cuadro 5.2.4.2 Factor de Caracterstica de la Estructura
Estructura E
De 1 2 plantas, galeras 1.5
De 3 a 9 plantas 3.0
De 10 a 19 plantas 4.0
De 20 plantas o mas 5.0
5.2.5 Profundidad de la Investigacin: La profundidad de las perforaciones se extender
hasta
penetrar un mnimo de 1.50 m en roca sana competente, excepto en los siguientes casos:
1. Cuando se pueda utilizar zapatas para columnas, paredes, o muros, las perforaciones
podrn
descontinuarse a una profundidad igual a dos veces el ancho menor de la zapata, a partir del
fondo de la misma. Sin embargo, al menos una perforacin deber extenderse hasta una
profundidad igual a cinco veces el ancho menor de la zapata, o hasta la roca (cualquiera que
sea menor).
2. Cuando se requiera usar pilotes de friccin, por encontrarse la roca competente a gran
profundidad, se podrn descontinuar las perforaciones a una profundidad de 120% del largo
estimado de los pilotes.
5.2.6 Propiedades de los Materiales Geolgicos: El diseo de los elementos geotcnicos
de una
edificacin, requiere la cuantificacin de las propiedades fsicas de los materiales geo
5.2.6.1 Descripcin de Suelos: La Figura 5.2.6.1 presenta el sistema de Clasificacin
Unificada de los suelos propuesta por Casagrande (12, 23, 26), que es la herramienta
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fundamental para clasificar suelos. Sin embargo, el sistema fue desarrollado principalmente
para suelos de origen sedimentario, en reas de clima templado. Los suelos de origen
residual, que son comunes en reas de clima tropical, no siempre se prestan a una
descripcin
apropiada con este sistema.
En estos casos, a falta de un estndar apropiado, el Profesional Idneo encargado debe
decidir como mejor describir suelos residuales de una manera til y significativa (4, 28,
52).
5.2.6.2 Descripcin de Rocas: La descripcin de rocas y rocas meteorizadas debe consistir
de la litologa (tipo de roca), grado de meteorizacin, estructura geolgica principal
(estratos, fallas, etc.) y estructura geolgica secundaria (fracturas, grietas, espejos de falla o
"slickensides" y otras discontinuidades menores). Las referencias 24 y 66 presentan
descripciones detalladas de estos parmetros. La referencia 1 presenta formas prcticas para
describir macizos de roca. Los anlisis microscpicos de secciones delgadas pueden ser de
gran ayuda a estas descripciones. Los Cuadros 5.2.6.2.1, 5.2.6.2.2 y 5.2.6.2.3 resumen las
descripciones bsicas de la roca y el manto rocoso.
5.2.6.3 Propiedades ndice de los Suelos: Se conocen como propiedades ndice de los
suelos la densidad, porosidad, relacin de vacos, gravedad especifica, contenido de
humedad, limites de Atterberg y algunos otros parmetros descriptivos generales, similares
a
stos. Las referencias 22, 23, 24, 26, 39, 47, 51 y 54 presentan las definiciones de estas
propiedades y describen procedimientos para su determinacin.
5.2.6.4 Propiedades Ingenieriles de Suelos y Rocas: Se conocen como propiedades
ingenieriles de los suelos y rocas, la resistencia, la compresibilidad y la permeabilidad.
Estos parmetros pueden determinarse con pruebas de laboratorio, pruebas de campo
realizadas en-sitio, o mediante estimaciones y clculos basados en experiencias previas. El
Profesional Idneo encargado, deber decidir cual(es) recurso(s) utilizar en cada caso.
Requiere contar con el criterio Profesional para definir la aplicabilidad de cada una de estas
fuentes de informacin. Las referencias 22, 23, 24, 26, 38, 46, 47 y 53 presentan las
definiciones de estas propiedades y describen procedimientos para su determinacin.
5.2.6.5 Pruebas de Laboratorio y Campo Tpico: El Cuadro 5.2.6.5.1 presenta una lista
de
pruebas de laboratorio y campo tpicas en la Ingeniera Geotcnica, con su respectiva
normativa ASTM.
5.2.6.6 Valores Tpicos de Propiedades de Suelos y Rocas: La Cuadro 5.2.6.6.1 presenta
valores tpicos de varias propiedades para diversos tipos de suelos y rocas. Estos valores
pueden servir de gua preliminar hasta que el Profesional Idneo encargado los confirme, o
realice un programa de pruebas de campo y/o laboratorio, que a su discrecin proporcione
los parmetros requeridos.
5.2.6.7 Correlacin con Pruebas de Campo: La prueba de penetracin estndar (SPT),
que
es de uso generalizado en nuestro medio, a menudo proporciona guas para cuantificar
parmetros de resistencia y de rigidez de los suelos investigados. La Figura 5.2.6.7 (a)