N° 29: Fundaciones I, consideraciones geotécnicas - Parte 1: Teoría y documentos complementarios

Por Arnaldo Gutiérrez

INTRODUCCIÓN

La frontera entre la estructura y su sistema de fundación puede plantear dudas sobre la responsabilidad profesional por las fundaciones. Algunos ingenieros estructurales piensan que es responsabilidad del ingeniero de suelos y fundaciones, y éste, que es del ingeniero estructural. Por eso algunos estructurales cortan el nudo gordiano abordando el problema estructura-fundaciones de manera integral, utilizando como orientación el informe de suelos. Las metodologías de estas dos especializaciones de la ingeniería civil son diferentes. Como se muestra con la analogía de una clepsidra, Figura 1, el ingeniero estructural va concentrando las cargas que actúan sobre las losas de los pisos a las vigas (en zonas sísmicas las losas siempre deben estar soportadas por vigas), y de las vigas a las columnas o muros que les sirven de apoyo, hasta llegar en forma de carga concentrada al nivel de fundaciones, donde el ingeniero de suelos y fundaciones, en un proceso inverso para que las cargas concentradas no perforen el suelo, usa un proceso inverso al “expandir” las cargas puntuales. Debe buscar soluciones de fundaciones ensanchando su superficie, en el caso de fundaciones superficiales, y cuando sean fundaciones profundas, tratar de llevar las cargas concentradas directamente a los estratos resistentes del suelo o de lograr un área de contacto suficientemente grande para disipar las solicitaciones por fricción con el suelo que atraviesa. 

Figura 1. Analogía de una clepsidra con las metodologías empleadas por los ingenieros estructurales y los ingenieros de suelos y fundaciones para tratar las cargas estructurales.

Entonces el presente y los siguientes trabajos pretenden un mayor acercamiento entre ambas especializaciones de la ingeniería civil, suministrando una información básica sobre que hace cada una de ellas con respecto al suelo de fundación y las fundaciones mismas. El presente trabajo va dirigido especialmente a los ingenieros estructurales, que sin pretender sustituir los textos de Bowles, Das, y Delgado Vargas, entre otros, sólo quiere llamar la atención a los aspectos del Informe de suelos que más directamente pueden afectar sus decisiones.

La Figura 2 destaca la importancia de los estudios de suelos para cualquier construcción. Ningún proyecto de ingeniería debe abordarse sin un estudio de suelos. [Ver en Cuaderno 30, Ayudas para el proyecto, el caso particular de las estructuras para torres de telecomunicaciones]. Es impensable asistir a una consulta médica sin los exámenes de laboratorio solicitados por el especialista, o ir a pabellón sin los exámenes pre-operatorios, o pedir no usar anestesia en una cirugía que lo amerita por ahorrarse algún dinero, que al fin y al cabo tiene una incidencia menor en el costo total de la intervención quirúrgica.  

Figura 2. Importancia de los estudios de suelos [¿Qué pasa con el suelo? “... podemos ahorrar 700 liras no tomando muestras del suelo!”]

Palabras claves o descriptores: Clasificación de los suelos, estados límites, resistencia y asentamientos, estudio de suelos o estudios geotécnicos, nivel freático, licuación, agujeros kársticos, deslizamientos, sistemas de fundación.  

CLASIFICACIÓN DE LOS SUELOS

Para mayor comprensión del comportamiento de los suelos, se utilizan varias clasificaciones, complementarias entre sí.

Una primera clasificación.

a) Suelos granulares o suelos no cohesivos, tales como las arenas, las gravas, limos, cantos rodados y terrenos constituidos por mezclas de los anteriores.
b) Suelos cohesivos, como los formados por arcillas, pura o mezcladas con suelos sin cohesión como son las arcillas arenosas, el barro, etc.
c) 
Suelos orgánicos, como la turba.
d) 
Rellenos y terraplenes.

Desde el punto de vista geológico, geotécnico y agronómico, los términos “roca” y “suelo” tienen diferentes connotaciones, por lo que en este Cuaderno se usa en el sentido geotécnico.

En 1942 Arthur Casagrande propuso una clasificación para ser usada en la construcción de aeropuertos por el Cuerpo de Ingenieros de Estados Unidos durante la Segunda Guerra Mundial. Revisada en 1952 paso a ser el sistema utilizado por los laboratorios para clasificar los suelos a partir de la granulometría y la plasticidad de las muestras de suelos. Esta clasificación es el Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (SUCS), cuya validez actual ha sido confirmada con los trabajos de Santamarina y Narsilio.  

Figura 3 Clasificación unificada de los suelos

Los símbolos que acompañan a la representación gráfica comienzan con los suelos de grano grueso. El prefijo G que significa grava o suelo gravoso, y S significa arena o suelo arenoso. Para los suelos de grano fino, los prefijos M, para limo orgánico; C para arcilla inorgánica y O para limos y arcillas orgánicas. Pt se usa para turba, lodos y otros suelos altamente orgánicos. La segunda letra corresponden a: W, bien gradado; P mal gradado; L, baja plasticidad (Límite Líquido menor que 50) y H, para alta plasticidad (Límite Líquido mayor que 50).

La plasticidad de los suelos se determina en laboratorio mediante la determinación de los Límites de consistencia de Atterberg y el Índice de Plasticidad, IP, que es la diferencia entre los límites líquido y plástico. La Tabla 1, propuesta por Arnal y Neri, relaciona los estados del suelo en función del contenido de humedad. 

 

Tabla 1. Estado en función del contenido de humedad
Estado líquido o viscoso

--------------------  Límite líquido ( LL)

Estado plástico

-------------------   Límite plástico (LP)

Estado semisólido (empieza a desmenuzarse)

---------------------  Límite de contracción (LC)

Estado sólido

Y su utilidad es inmediata: mientras mayor es el LL, mayor es la posibilidad de asentamientos. Valores altos del LL y el IP indican baja capacidad soporte del suelo.

Una característica distintiva de los suelos es la cohesión (C, en kgf/cm2), y por eso también se utiliza para hacer otra clasifican de los suelos en:

Suelos cohesivos: Por la atracción intermolecular sus partículas se mantienen muy unidas entre sí, como las arcillas.

Suelos no cohesivos: Suelos formados por partículas duras de diversos diámetros en forma suelta, sin cohesión, como las arenas.

En función de las fases o proporciones de los componentes del suelo, la clasificación se muestra en la Figura 4.

Figura 4. Clasificación según las fases del suelo

En las normas sismorresistentes, la clasificación del perfil geotécnico de terreno de fundación se basa en la velocidad promedio de las ondas de corte, Vsp en m/s, relacionada con la rigidez de los depósitos de suelos. Muchos perfiles geotécnicos pueden tener respuestas similares o el mismo depósito puede tener respuestas diferentes ante sismos lejanos y cercanos. Por tal motivo es necesario considerar los parámetros del suelo, los del depósito y los de la fuente sísmica cuando se trate de predecir la respuesta dinámica. Las normas sismorresistentes suministran la relación entre la velocidad de propagación de las ondas de corte, Vs, y los parámetros incluidos en los estudios de suelos convencionales. Ver en Anexos, Documentos complementarios: Influencia del suelo en la respuesta sísmica. (VINCULO A 10 B)

Los parámetros que definen las propiedades de los suelos se obtienen de los ensayos en campo y de los ensayos en el laboratorio de las muestras tomadas. Para el sondeo del subsuelo se utiliza el llamado ensayo de penetración estándar, SPT, o el ensayo del cono holandés, CPT desarrolló en el Laboratorio de Delft, Holanda, en los años treinta. el penetrómetro. En suelos cohesivos los resultados de la prueba de penetración SPT son menos confiables que en suelos granulares. Los resultados son bastantes confiables para suelos arenosos, pero si hay predominio o abundancia de grava, son menos confiables. Si el suelo es granular pero contiene más del 12% de material que pasa el tamiz # 200, debe reducirse el valor de ø en aproximadamente 15%. El ensayo SPT debe complementarse con el análisis granulométrico. En los textos de la bibliografía se trata la variabilidad del ensayo SPT y las correlaciones con el ensayo CPT.

ESTADOS LÍMITES DEL SUELO

En los estudios de suelo, las recomendaciones para el proyecto de fundaciones consideran los siguientes estados límites para el suelo:

Estado límite de estabilidad general  

Estado límite caracterizado por el deslizamiento o volcamiento de la estructura o parte de ella, separación de cualquier fundación del suelo, y deslizamiento de laderas y taludes que pueden afectar la estructura, accesos u otras construcciones vecinas

Estado límite de deformación

Se alcanza este estado límite cuando las deformaciones diferenciales totales afecten el uso de la edificación o causen una reducción o pérdida de la ductilidad y la resistencia en los componentes estructurales

Estado límite de agotamiento resistente

Se alcanza este estado límite cuando el suelo bajo la fundación falla por corte o se produce en éste una deformación excesiva cuando los componentes estructurales de la fundación alcanzan su estado límite de agotamiento resistente.

Cuando el suelo es solicitado por las cargas exteriores producidas por la fundación, éste se deforma y la fundación se asienta. Para cargas pequeñas el asentamiento es aproximadamente proporcional a la carga, como se representa en la Figura 5a.

Figura 5. Gráficos Cargas vs Asentamientos de un suelo

Figura 5a. Curva cargas vs asentamientos de un suelo

 

Figura 5b. Implicaciones normativas del gráfico carga vs asentamiento Norma NF P 94-261.
[Qu es la capacidad de la fundación: S, es el asentamiento. En la curva carga vs asentamiento (courbe tassement-charge) se delimitan el dominio elástico y el plástico y la ruptura del suelo]

Cuando se incrementan las cargas, se encontrará un punto a partir del cual el asentamiento aumenta con mayor rapidez. En suelos arcillosos ocurren movimientos continuos para cargas mayores a este límite, en otros suelos el hundimiento rápido se para eventualmente hasta un nuevo aumento de la carga.

La primera parte recta del grafico mostrado, resulta de la distorsión elástica y la compresión del suelo. La parte recta después del punto teórico de falla es causada por la falla por corte del suelo. Entre las dos rectas existe una zona de transición, de agrietamiento local o falla parcial. La intersección de las tangentes define teóricamente el punto de falla del suelo, o sea la carga máxima que éste puede soportar.

El comportamiento del suelo durante pruebas de cargas hasta la falla por corte del terreno, ha sido observado y por excavaciones adyacentes a la fundación, se han indicado las siguientes etapas en el proceso:

  1. Existe una distorsión del suelo que se traduce en el abultamiento lateral de la columna de suelo directamente debajo de la fundación y el asentamiento de la superficie inmediatamente alrededor de la misma. A veces como en las arcillas saturadas, el correspondiente abultamiento se produce a grandes distancias. Figura 6.

  2. Existe un agrietamiento local o corte del suelo en el perímetro de la fundación. Figura 6. 

    Figura 6. Falla del suelo de fundación

  3. Debajo de la superficie de la fundación se forma un cono de suelo que empuja al suelo adyacente hacia abajo y hacia los lados. (Figura 7).

Finalmente, en la mayoría de los suelos la zona de corte se extiende suficientemente como para que se desarrolle una superficie de ruptura curva (Figura 7). La fundación se hunde rápidamente en el terreno y puede inclinarse si no está arriostrada a otra fundación (Figura 6). La superficie del suelo adyacente a la fundación se abulta hacia arriba, a la vez que se producen agrietamientos en la superficie, acompañadas de grandes daños en la edificación. Las tensiones de cizallamiento en suelos granulares se estiman de poca gravedad, por el contrario en terrenos arcillosos se deben tener presente y tenidos como graves. [Como en la construcción de la catedral de San Pablo, en Londres,1669. Ver en YouTube, Antiguas megaestructuras - La catedral de San Pablo, Decisión de Christopher Wren de fundar sobre arcilla]. El corte local es el tipo de falla de los suelos sueltos o compresibles y de las arcillas blandas y arenas sueltas, mientras el corte general se produce en suelos densos y de reducida compresibilidad, como las arcillas duras y las arenas densas.

Figura 7 Zonas de corte en el suelo de fundación

PREDICCIÓN DE LA RESISTENCIA Y ASENTAMIENTOS DEL SUELO

El checo Karl von Terzaghi, en 1943, fue el primero en presentar una teoría para evaluar la capacidad de agotamiento del suelo de fundación. Su formulación se desprende de una adaptación de la teoría desarrollada por el alemán Ludwig Prandtl en 1920, para estudiar mediante la teoría plástica, el efecto de penetración generada por una base en un material suave. Posteriormente han hecho aportes, con fórmulas muy elaboradas, George G. Meyerhof, Aleksandar S.Vesic, Albert Caquot y Jean Kerisel, y el danés J. Brich Hansen, entre otros. Delgado Vargas (1996) y López Martínez (2013) explican la evolución teórica de estas formulaciones y Bowles (1974) entrega una tabla comparativa entre las capacidades del suelo determinadas teóricamente por los diferentes investigadores y los valores experimentales.

La selección de las fórmulas para el proyecto de fundaciones está muy condicionada por la normativa que se utilice. En su trabajo de maestría, López Martínez (2013) hace previamente un recorrido por las formulaciones de los investigadores ya citados, para luego estudiar comparativamente como la normativa internacional adopta las formulaciones teóricas que considera mejor adaptadas a la problemática real de un proyecto de fundaciones.

Dada la complejidad del comportamiento real de los sistemas de fundación-suelo, con fines de ingeniería es suficiente en la mayoría de los casos, emplear las fórmulas de Terzaghi con los factores modificados (Das, 2012):

Fundaciones cuadradas:

Para el modo de falla por general

qu = 1.3 c´Nc + q Nq + 0.4 B N

Para el modo de falla por corte local

qu = 0.867 c´N´c + q Nq´ + 0.4 B N´

o en su expresión más general que resuelve las limitaciones de las fórmulas de Terzaghi:

qu = c´Nc Fcs Fcd Fci + q Nq Fqs Fqd Fqi + 0.5 g B N Fs Fd F

En estas expresiones:

c´ = cohesión
q = tensión efectiva al nivel de desplante de la fundación
= peso específico del suelo
B = anchura de la fundación (o diámetro para una fundación circular)

Fcs , Fqs , Fs = factores de forma
F
cd , Fqd , Fd = factores de profundidad
F
ci , Fqi , Fi = factores por inclinación de la carga
N
c, Nq, N; N´c, Nq´, N´ = factores de capacidad de carga (Tablas incluidas en el Anexo de la Parte II del Cuaderno 30)

La tensión máxima para el cual se produce la falla por corte, se designa como qu, pero el análisis de las fundaciones se basa en qadm, que son los tensiones que el suelo puede soportar sin excesivos asentamientos y sin fallar por corte, con los cual para fundaciones directas

qadm = qu / FS

El factor de seguridad, FS, varia de 2.5 para suelos granulares a 3 para suelos cohesivos, pero cuando las condiciones locales son dudosas, se usa 4. Se considera FS =3 un valor razonable para cargas no mayoradas. Cuando se utilizan cargas mayoradas, FS vale 2, aproximadamente, como afirma Delgado Vargas (1996) en su extenso tratamiento del factor de seguridad.

Asentamientos

Las condiciones del suelo son susceptibles de cambiar antes, durante y posteriormente a la construcción. La mayoría de los daños en las construcciones, vinculados a movimientos de la fundación se presentan cuando surgen condiciones del suelo no previstas, principalmente por una investigación inapropiada del suelo y la no identificación del comportamiento del mismo. Es muy importante la comunicación entre el ingeniero estructural y el ingeniero de suelos, para definir y acordar los valores admisibles en cada proyecto. Los estudios de Skempton y Mac Donald (1956), Polshin y Tokar (1957), Bjerrum (1963) y la revisión de estos estudios por Wahls (1981) han permitido establecer criterios límites empíricos de diseño con respecto a los asentamientos totales, asentamientos diferenciales y distorsiones angulares, que pueden servir de guía, como el que se muestra en la Figura 8. El cálculo de los asentamientos se tratará en el Anexo Cuaderno 30, Ayudas para el proyecto: Criterios para el cálculo de asentamientos. 

Figura 8. Guía para definir los valores admisibles de distorsión angular 

SISTEMAS DE FUNDACIÓN

El suelo es un material poco resistente comparado con el acero o el concreto reforzado, por lo que el sistema de fundaciones debe ser capaz de transformar las altas intensidades de las tensiones a bajas intensidades, de manera que la distribución de presiones sea tolerable por el suelo.

Son funciones del sistema de fundación (o infraestructura como también se le conoce):

  • Transferir las solicitaciones de la estructura al terreno de fundación

  • Dar estabilidad a la estructura

  • Compatibilizar los asentamientos del terreno con las características de la estructura.

Deben considerarse conjuntamente el terreno de fundación, el sistema de fundaciones y la estructura porque el comportamiento estructural, estático y dinámico, depende de las características de cada una de ellas y de su interacción mutua.

El terreno de fundación tiene un comportamiento difícilmente abordable de manera teórica, por lo que se aproxima su comportamiento mediante los resultados obtenidos de los ensayos de campo y de las investigaciones experimentales. La distribución de estas presiones en la superficie de contacto entre la fundación y el suelo es muy variable y muy sensible a las rigideces relativas del suelo, la fundación y las características propias de la estructura del suelo. Una solución al cálculo de la distribución de presiones se obtiene para un modelo en el que el suelo se considera como un espacio semi-infinito homogéneo, isótropo y de comportamiento lineal, bajo una zapata infinitamente rígida. La Figura 9 muestra como una de las características del suelo puede condicionar la forma de la distribución de presiones. La distribución de presiones en una zapata se supone uniforme porque las concentraciones de presión en los extremos se reducen por el comportamiento no lineal del suelo y porque el borde es desplazado ligeramente hacia afuera. A medida que se incrementa la carga sobre la zapata, la zona de plastificación de suelo se propaga de los extremos hacia el centro y las presiones son cada vez más uniformes. En una zapata rígida sobre suelo cohesivo (de tipo arcilloso) las distorsiones son radicalmente distintas sobre un suelo granular (arenas o gravas) en que la rigidez aumenta con el confinamiento al que están sometidas las partículas del suelo. Así la rigidez es prácticamente nula en los extremos de la zapata donde ocurren desplazamiento del suelo hacia afuera, y por lo tanto las presiones tienden a cero.

Figura 9. El terreno modifica la distribución de tensiones bajo la fundación 

Por efecto de las solicitaciones transmitidas a las fundaciones, el terreno se deforma y esta deformación necesariamente debe ser congruente con aquella de la fundación, y ésta a su vez, congruente con la deformación de la estructura. Delgado Vargas (1996) presenta una guía para seleccionar tipos apropiados de fundación para diversas condiciones del sitio que entrega.

No hay un límite preciso en la profundidad de desplante que separe una fundación superficial de una fundación profunda (pilotes, pilas) o semiprofunda (micropilotes). Para algunos autores, una fundación es superficial cuando la profundidad de desplante, Df, es menos al doble de la mayor dimensión de la fundación, B. Y es profunda cuando Df ³ 2B.

FACTORES QUE AFECTAN EL COMPORTAMIENTO DE LAS FUNDACIONES

El ingeniero de suelos con sus conocimientos de geología puede recomendar descartar a priori terrenos con alta probabilidad de deslizamiento y terrenos kárticos (Figuras 10a y 10b). Pero también identificar aquellas situaciones que afectan el comportamiento de una fundación cuando no hay opciones de cambiar el sitio de fundación, es decir fundaciones en condiciones particularmente desfavorables. Entre estas situaciones que afectan la capacidad soporte de los suelos, destacan la presencia de arcillas expansivas, el nivel freático, la proximidad a los taludes o bordes de laderas, la cercanía entre las bases de las fundaciones directas que provocan la superposición de las presiones en el subsuelo, y la presencia de suelos potencialmente licuables.

Figura 10a. Terrenos con alta probabilidad de deslizamientos (Andrade et al, Alcopat 2008)

 

Figura 10b. Agujero kárstico de 60 metros de profundidad y 40 m de diámetro en Ciudad de Guatemala, 2007.

Arcillas expansivas

Entre los suelos que pueden variar su volumen con los cambios de humedad del suelo, se han identificado los suelos con arcillas plásticas con alto contenido de montmorillonita. Las arcillas se expanden con la humedad y se contraen al secarse, formando profundas grietas. Se recurre a mapas con la ubicación e identificación de las zonas de arcillas expansivas para desestimular la construcción en ellas. Véase en la Parte 2 de este trabajo, en Ayudas para el proyecto, las recomendaciones del ingeniero Kantey.

Suelos potencialmente licuables

En los suelos arenosos saturados con presencia del nivel freático cercano a la superficie debe evaluarse el riesgo de licuación. Véase en el Anexo, Documentos complementarios: Suelos potencialmente licuables. En el Cuaderno 30, la Parte II de este trabajo, se entrega un ejemplo de análisis del potencial de licuación de un suelo.

Fundaciones sobre taludes

En las fundaciones sobre taludes, la principal consideración geotécnica es el estudio de la estabilidad del mismo, pero también hay que tomar en cuenta la amplificación tanto de las aceleraciones sísmicas como las velocidades del viento por el efecto topográfico, ya tratado en el Cuaderno No 11. Preliminarmente se recomienda (ver Figura 11a) que los taludes deben mantener una pendiente, ß (1(vertical): 1.5 (horizontal)) y la distancia al borde del talud, b, no debe ser menor de 3m o la mitad de la altura del talud, H. La Figura 11b recoge las recomendaciones de la norma francesa, que incluye la variable iß que incide en la fórmula de la capacidad a carga del suelo, qnet = kp p*le i iß

Figura 11a. Fundación superficial sobre un talud (Das, 2006)

 

Figura 11b. Fundaciones en taludes según la Norma NF P 94-261
Reducción sujeta a la proximidad de una pendiente. Suelos finos o cohesivos (sols fins ou cohérents); suelos granulares o friccionantes (soils grenus ou frottants]

Nivel freático

Las fórmulas para determinar la capacidad de carga de una fundación suponen que el nivel freático está localizado muy debajo de la zapata. Cuando el nivel freático está cerca de la zapata será necesario modificar las fórmulas de capacidad de carga, como se muestra en el ejemplo “Influencia del nivel freático en qadm” del Cuaderno 30.

Separación entre zapatas o pilotes

Por limitaciones en el espacio disponible para las fundaciones, la separación entre las zapatas o pilotes puede verse comprometida. El ingeniero estructural puede optar por apoyar varios pedestales en una misma zapata. El solape de los bulbos de presiones de fundaciones superficiales individuales se trata mediante el ejemplo “Solape de bulbos de presión” incluido en el Anexo del Cuaderno 30.

La norma sismorresistente Covenin 1756:2001 (Venezuela) pide que en grupos de pilotes cuya separación centro a centro sea menor que 8 veces el diámetro de un pilote, se deberá evaluar la disminución en la capacidad de carga total del grupo y la variación en la rigidez del terreno lateral y axialmente. Sin embargo, en muchos estudios de suelo se usa una separación de 3 veces el diámetro del pilote, análoga a la que se usa en las estructuras de acero como separación mínima entre pernos estructurales.

CONCLUSIÓN

De la inspección visual del terreno seleccionado para fundar una obra, de los ensayos

en campo y del análisis de las muestras obtenidas en el sitio, examinadas y ensayadas en el laboratorio, y con la información del proyecto estructural (las cargas estimadas o las cargas calculadas en el proyecto, asentamientos admisibles, y otras consideraciones de ingeniería estructural) el especialista en Mecánica de Suelos e Ingeniería de Fundaciones elabora un informe con sus recomendaciones sobre los sistemas de fundaciones factibles técnica y económicamente, de la profundidad de la cota de fundación y de las dimensiones mínimas de las estructuras de fundación para que el suelo no alcance ningún estado límite, así como las recomendaciones constructivas y de mantenimiento de las fundaciones. 

RECOMENDACIÓN

La motivación al escribir este Cuaderno fue facilitar la comunicación entre dos especialidades de la ingeniería civil. En esta primera parte que el estructural se familiarice con lo que hace el geotécnico. En la continuación del presente Cuaderno, el Cuaderno 30, luego de revisar los diferentes tipos de informes de suelo, se ha escogido el más didáctico “Elementos de un modelo de informe” por ser más explícito incluido en Ayudas para el proyecto.

Es muy importante que en los planos estructurales se transcriban las recomendaciones del informe de suelos para facilitar los trabajos de los ingenieros residente e inspector de la obra. 

 

BIBLIOGRAFÍA COMENTADA

  • Bowles, Joseph (1974). Analytical and computer methods in foundation engineering. Mc Graw Hill Kogakusha, Tokio, 519 p.

  • Bowles se ganó el enojo de sus colegas que no vieron con agrado que mediante programas en lenguaje Fortran IV, se pusiera al alcance de otros profesionales los métodos de la Mecánica de Suelos.

  • Bowles, Joseph (1929-2003). Foundation analysis and design. 5ta edición (1996), Mc Graw Hill, Singapore, 1230 p. El éxito de 1974, lleva al profesor Bowles a preparar un texto profundizando en los aspectos teóricos y prácticos. Introduce comentarios generales sobre el cálculo de la capacidad soporte de los suelos, y en una tabla compara las formulaciones de la capacidad de suelos según Balla (1962), Terzaghi (1943), Meyerhof (1951, 1955, 1963) muy usado en Inglaterra, Brinch Hansen (1970) por su simplicidad y aplicación a todo tipo de suelo, Muhs (1959, 1961), y Milovic (1965) con los resultados obtenidos experimentalmente.

  • Fratelli, María G. (1993). Suelos, fundaciones y muros. Caracas, 570 p. Encontramos diferencias en los factores de las fórmulas para la falla del suelo por corte, como se discute en el ejemplo sobre la influencia del nivel freático en la capacidad de carga de una fundación en la Parte II de este Cuaderno, el Cuaderno 30.

  • Das, Braja M. (2012). Principios de ingeniería de fundaciones. 7ª edición. Cengage Learning editores, México, 819 p. Se considera la referencia fundamental en el tema, como lo indican las sucesivas ediciones a partir de la primera en 1984.

  • Delgado Vargas, Manuel (1996). Ingeniería de fundaciones. Fundamentos e introducción al análisis geotécnico. Ediciones de la Escuela Colombiana de Ingeniería, Bogotá, 541p. Texto teórico – práctico muy recomendable, y que en muchos aspectos complementa el libro del profesor Das. Revisión muy completa de la evolución de la capacidad portante de fundaciones superficiales. Los factores de la formulación de Terzaghi, son los de la Tabla 3.1 en el libro de Das, y los de lo que llama “ecuación actual” a los valores de la Tabla 3.4 de Das.  

  • Velásquez, José M. (1976). Resistencia de Materiales Avanzada 1104. Apuntes provisionales Curso septiembre 1975/febrero 1976. Facultad de Ingeniería, Universidad Central de Venezuela, Caracas, 200 p.

  • Comisión Federal de Electricidad (1981). Manual de diseño de obras civiles. La sección Geotécnia incluye muchos de los temas ahora tratados en los textos de Mecánica de Suelos con las recomendaciones propias para las condiciones locales del suelo de Ciudad de México. Muchos trabajos de la Comisión Federal de Electricidad, en suelos, sismos y viento se incorporan al Reglamento del DF.

  • Capuyel Altamirano, Roberto J. (2012). Evaluación técnico económica de fundaciones prefabricadas para torres de transmisión eléctrica tipo suspensión. Tesis de grado para optar al título de Ingeniero Civil en obras civiles. Universidad Austral de Chile, 225 p. Descargable en cybertesis.Uach.cl (18.9MB). Interesante como guía de proyecto. En la continuación de este trabajo, Cuaderno 30, en el Anexo: Ayudas para el proyecto, ver

  • “Capacidad de agotamiento de una fundación superficial” que trata el método de Meyerhof y Adams para estimar la capacidad a tracción de una fundación superficial.

  • López Martínez, Juan A. (2013). Estudio comparativo en el dimensionamiento de cimentaciones. Trabajo final de Maestría Universidad Politécnica de Madrid, Madrid, 219p. Recomendamos descargar este trabajo desde oa.upm.es (9MB) porque es complementario en muchos aspectos de los libros de Das y Delgado Vargas. No solo repasa históricamente las diferentes teorías de la carga de hundimiento en fundaciones superficiales, desde Prandtl (1920) a Vesic (1973), y de las formulaciones empleadas por diversos autores y normas, para poder determinar las formulaciones que mejor se adaptan a problemáticas reales.

  • Complementos indispensables que alertan de las dificultades en la interpretación y aplicación del Eurocódigo 7, son: el Anejo Nacional Español del Eurocode 7 (descargable en internet, al igual que las complicadas normas francesas) y la presentación Power Point de Brian Simpson de Arup Geotechnics, Some things Eurocode 7 doesn´t say.

  • Castro, Segovia; Tomás, Marvin, Cruz, Alvarado; Reynaldo, Osman (2004). Zonas con suelos compresibles en la ciudad de San Miguel y aplicabilidad de cimentos profundas. Tesis, Universidad de Oriente, Facultad de Ingeniería y Arquitectura, El Salvador, septiembre, 204 p. [buscarlo en internet con las palabras claves micropilotes, Sansoni y seleccionar www.univo.sv:8081/tesis/ … /013369 Capítulo 1]. La referencia a Sansoni, es por el libro Pali e fondazioni su pali. Dott.Ing Renato Sansoni, Editore Ulrico Hoepli Milano, 1955, 289 p.] Muy buena introducción a los micropilotes en particular y a la Mecánica de Suelos en general.

  • INTI - CIRSOC (2015). Reglamento CIRSOC 401. Reglamento Argentino de Estudios Geotécnicos. Julio, 19 p. y el Anteproyecto CIRSOC 401, mayo 2006. Ambos descargables en www.inti.gobl.ar  

  • Recomendamos descargar también el Anteproyecto, porque algunas de su parte ya no se incluyen en el Reglamento, como el Glosario, Símbolos y Unidades que ahora están referidos a la Norma IRAM 10510. El Capítulo 3 del Anteproyecto también ha perdido algunos detalles en el Reglamento y se eliminó en el Reglamento el Capítulo 8 “Descripción de Suelos y Rocas.” Hasta tanto el usuario se familiarice con los conceptos geotécnicos recomendamos el manejo de ambos documentos.

  • Puech, Alain and Foray Pierre (2002). Refined model for interpreting shallow penetration CPTs in Sands. Proceedings Offshore Technology Conference “Deep in the future”, Houston, Texas. May, paper OTC 14274, 9p. Incluido en el Anexo de este Cuaderno, Documentos complementarios, como “Modelo para la interpretación del CPT en arenas”.

  • Bencheikh Messauda,M, and Lazhar, Belabed (2007). Analyse de la stabilité des fondations superficielles par methods probabilistes. 25e rencontre de l´Association Universitaire de Génie Civil, AUGC, mayo 23-25, Barcelona, 12p. Incluido en el Anexo de este Cuaderno, Documentos complementarios, como “Análisis probabilístico de la estabilidad de fundaciones

  • Harr, M.E (1977). Mechanics of particulate media. A probabilistic approach. Mc Graw Hill, USA, 543 p. Enfoque acorde con lo que se vislumbran como nuevas tendencias en la Mecánica de Suelos.

NOTA

Los terrenos kárticos fue incluido en el material entregado para la Colada Cultural No. 33, de abril 2015 (la Colada se publica en la revista Acero Latinoamericano). De lo escrito, rescatamos la siguiente información: “Las noticias sobre el súbito y masivo hundimiento del suelo arrastrando calles, casas enteras y autos, son cada vez más comunes en los medios de comunicación… Se trata de un fenómeno geológico de erosión kárstica como consecuencia de las corrientes subterráneas de agua que horadan la piedra caliza y terminan por provocar un gran socavón en la tierra. Los geomorfólogos están incorporando las tecnologías satelitales para mejorar el abordaje del fenómeno.”

Fotos extraídas del artículo de F. Gutiérrez, A.H. Cooper, K.S. Johnson, “Identification, prediction and mitigation of sinkhole hazards in evaporite karst areas,” Environmental Geology 53: 1007-1022, 2008. Hay más ejemplos en Francisco Gutiérrez (Universidad de Zaragoza). “El riesgo de dolinas de subsidencia en terrenos evaporiticos. Investigación y mitigación” y en Soriano María Asunción et al., “Problemas causados por el karst aluvial en el centro de la cuenca del Ebro (España).”. Los documentos preparados por el Departamento de Geología la Universidad de Zaragoza, en España, así por ejemplo el Estudio de riesgo de hundimientos kársticos en el corredor de la carretera de Logroño, por J.L, Simón Gómez et al, octubre 1998, 59 p.

ANEXOS

Los Anexos están formados por los Documentos complementarios: Ayudas para el Proyecto y los Ejemplos.

En el presente Cuaderno sólo se entregan los Documentos complementarios mientras que las Ayudas para el Proyecto y los Ejemplos se incluyen en el próximo Cuaderno 30.

1. Documentos complementarios

Se incluyen los documentos que por dificultades en su obtención, o por señalar futuras tendencias en el tema, o para facilitar la posterior lectura del artículo principal sin necesidad de recurrió a internet.

En el Cuaderno 30, continuación del presente trabajo, se incluye el resto de los Anexos y los Ejemplos, a saber.

  1. La carpeta ayudas para el proyecto
    Esta carpeta agrupa tanto los documentos que apoyan, teórica y prácticamente, los ejemplos como la práctica de un proyecto:
    - Capacidad de agotamiento a tracción de fundaciones superficiales.
    - Criterios para el cálculo de Asentamientos
    - Elementos de un modelo informe de suelos
    - Estimación preliminar de propiedades del suelo
    - Estructuras fundadas sobre suelos expansivos
    - Factores de carga de las fórmulas de Terzaghi
    En el
    Cuaderno 30, continuación del presente trabajo, se incluye el resto de los Anexos y los Ejemplos, a saber:

  2. Ejemplos
    Se entregan ejemplos que muestran la aplicación de los conceptos, las metodologías y las disposiciones normativas mencionadas en el texto principal del Cuaderno:
    - Ejemplo de cálculo de la resistencia admisible del suelo

    Ejemplo de análisis del potencial de licuación
    Ejemplo de diseño de fundación superficial
    Ejemplo de pilotes
    Ejemplo de pilotes solicitados por cargas laterales
    Ejemplo influencia del nivel freático en qadm
    Ejemplo de losa de fundación
    Ejemplo de material de relleno
    Ejemplo metodología de Burland y Burbridge
    Ejemplo de módulo de balasto
    Ejemplo de solape de bulbos de presión
    Ejemplo de verificación al arrancamiento
    Ejemplo fórmulas generales para capacidad de carga admisible
    Ejemplo Terzaghi vs Vesic

Comentarios

Tema interesante con respecto a la responsabilidad de "La frontera entre la estructura y su sistema de fundación" planteada por el Ing. Arnaldo Gutiérrez. Estos cuadernos brindan soporte tecnico y que cada ingeniero lo evalúe. Gracias por el aporte, Saludos

Profesor Zegarra. Una forma es colocar Imprimir luego Cambiar a Guardar como pdf. Apreciamos mucho sus comentarios por su rol en la industria del acero de Perú.

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