y s o l e u S n e Patologías s e n o i c a t n e m i C Sofía Pérez-priego Emmanuel García
a r u t c u r t s e a l n o c n ó i c a l Y su r e
o l e u S l e d o t n Conocimie El desarrollo de un proyecto debe de contar con los argumentos básicos que lo justifiquen, como son: ● Adecuada Planeación ● Factibilidad técnica y económica La eficiencia y bondad de un proyecto dependen de la calidad de los estudios realizados previamente y de su correcta interpretación.
o l e u S l e d o t n Conocimie TODAS las obras de la ingeniería civil SON CONSTRUIDAS sobre el SUELO, por lo cual es necesario poder IMAGINAR y PREDECIR el comportamiento de los suelos, los mecanismos de falla y movimientos esperados para poder DISEÑAR conforme a la NATURALEZA del suelo.
o l e u S l e d o t n Conocimie La geotecnia desempeña un papel fundamental en la información necesaria para el diseño. Siendo los estudios proporcionales a la magnitud del ASESORÍA proyecto. ESTUDIOS
PROYECTO
OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO
CONSTRUCCIÓN
o l e u S l e d o t n Conocimie Nivel de Calidad en la obra ● Normas y especificaciones ● Individuo que supervisa el control de calidad
o l e u S l e d o t n Conocimie “Recimentar es corregir lo que se hizo mal desde el principio” -Arthur Casagrande “En la mayoría de los casos esto ocurre como consecuencia de la insuficiencia en la información sobre las características del subsuelo del sitio, así como los cambios que el hombre le induce.” -Enrique Santoyo
o l e u S l e d o t n Conocimie
o l e u S l e d o t n Conocimie
Métodos de Estudio:
o l e u S l e d o t n Conocimei Métodos de Estudio:
Patologías ● Arcillas expansivas ○ Expansión ○ Contracción ■ Asentamiento Diferencial ■ Hundimiento Regional
● Inestabilidad de Taludes ● Falla por Cortante
s a v i s n a p x E s Arcilla Debido al arreglo molecular laminar de las arcillas estas tienen la capacidad de almacenar grandes porcentajes de agua.
s a v i s n a p x E s Arcilla ● Expansión Al incrementarse el porcentaje de agua en las arcillas, el volumen de estas crece, generando expansiones en la superficie del suelo.
Expansión
s a v i s n a p x E s Arcilla Causas -Cambios estacionales -Cambio en el NAF -Fugas en la tubería
Expansión
s a v i s n a p x E s Arcilla
Expansión
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Expansión
Síntomas
○ Pérdida de la verticalidad ○ Deformaciones diferenciales
s a v i s n a p x E s Arcilla
Expansión
s a v i s n a p x E s Arcilla
Expansión
Prevención ● Mejoramiento del suelo ● Control de expansión y Diseño para desplazamientos ● Control de Humedad
s a v i s n a p x E s Arcilla
Expansión
Mitigación ● Debe ubicarse la fuente de humedad, para esto pueden usarse taladros manuales. Las muestras se clasifican según su humedad. ● Levantamiento de grietas
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Expansión
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Expansión
Posibles método de corrección: ● ● ● ● ●
Barreras Estabilización con aceite Sulfonado Inyección de agua para dar homogeneidad al terreno Inyección de resinas epóxicas en grietas Refuerzo de estructura
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Expansión
Barreras e inyección de aceite sulfonado (en este caso 0.3 litros por inyección a una profundidad de 0.80 m)
s a v i s n a p x E s Arcilla ● Contracción ○ Asentamiento diferencial ○ Hundimiento regional Al disminuir el porcentaje de agua en las arcillas, el volumen decrece generando un asentamiento del suelo.
Contracción
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Contracción
❖ Asentamiento Diferencial ● Causas ○ Consolidación Pérdida de porcentaje de agua en las arcillas debido a la expulsión de agua provocada por peso de la estructura.
s a v i s n a p x E s Arcilla ❖ Asentamiento Diferencial ● Causas ○ La pérdida de agua también puede ocurrir por extracción de agua.
Contracción
s a v i s n a p x E Arcillas
Contracción
❖ Asentamiento Diferencial ● Causas ○ Compresibilidad Desigual Debido a la poca homogeneidad de los suelos. Los asentamientos generalmente se dan a diferentes tasas en un mismo terreno. Lo cual provoca deformaciones y desplazamientos diferenciales en los elementos.
s a v i s n a p x E s Arcilla
❖ Asentamiento Diferencial ● Síntomas
Contracción
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❖ Asentamiento Diferencial ● Síntomas
Contracción
○ Pérdida de la verticalidad ○ Deformaciones diferenciales
s a v i s n a p x E s Arcilla
Contracción
❖ Asentamiento Diferencial Prevención ● Mejoramiento del suelo ● Control de expansión y Diseño para desplazamientos diferenciales ● Control de Humedad
s a v i s n a p x E s Arcilla ❖ Asentamiento Diferencial Mitigación ● Renivelación: ○ Perforaciones de pequeño diámetro, las cuales hacen descender la parte que ha quedado más alta.
Contracción
s a v i s n a p x E s Arcilla ❖ Asentamiento Diferencial Mitigación ● Micropilotes: ○ Trabajan a fricción ○ Hincados a percusión ○ Se busca un asentamiento uniforme de la estructura
Contracción
s a v i s n a p x E s Arcilla
❖ Asentamiento Diferencial Mitigación ● Pilote de control: ○ Sigue las deformaciones de la superficie del suelo ■ Deformabilidad de las celdas de madera ○ Requieren de mantenimiento ○
Contracción
s a v i s n a p x E s Arcilla ❖ Asentamiento Diferencial Mitigación ● Jet Grounting: ○ Inyección de cemento o mortero a grandes presiones
Contracción
s a v i s n a p x E s Arcilla ❖ Asentamiento Diferencial Mitigación ● Resinas Expansivas: ○ Inyección de resinas expansivas en el suelo ○ La expansión de las resinas no cesa hasta que el suelo es tan compacto que no permite mayor expansión.
Contracción
s a v i s n a p x E s Arcilla ❖ Hundimiento Regional ● Causas ○ Consolidación ○ Extracción de Agua
Contracción
s a v i s n a p x E s Arcilla ❖ Hundimiento Regional ● Síntomas ○ Deformaciones diferenciales ○ Pérdida de la verticalidad
Contracción
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Contracción
❖ Hundimiento Regional ● El caso de la Cd. de México ○ 1600 pozos profundos en operación, logrando una extracción de agua de 76.6 m3/s ○ Bombeo en sótanos y las líneas del metro ○ Desde 1856 se ha hundido casi 9 m ○ Las consolidaciones llegan hasta los 80 m de profundidad ○ Zonas de mayor hudimiento: ■ Peñón de Marquez 40cm/año ■ Coapa y Ecatepec 20 cm/año ■ Chalco 30 cm/año
s a v i s n a p x E s Arcilla
Contracción
❖ Hundimiento Regional ● El caso de la Cd. de México
s a v i s n a p x E s Arcilla ❖ Hundimiento Regional ● El caso de la Cd. de México ○ Ángel de la Independencia en 1950
Contracción
s a v i s n a p x E s Arcilla ❖ Hundimiento Regional ● El caso de la Cd. de México ○ Ángel de la Independencia actualmente
Contracción
s a v i s n a p x E s Arcilla
Contracción
❖ Hundimiento Regional ● Prevención ○ Diseño para desplazamientos diferenciales
s a v i s n a p x E s Arcilla
Contracción
❖ Hundimiento Regional ● Mitigación ○ Subexcavación ○ Se hacen descender las zonas mediante perforaciones de pequeño diámetro ● Incrementar la presión hidrostática del acuífero ○ Inyectando agua a alta presión ● Agregar elementos de cimentación profunda ○ Pilotes o Pilas
s e d u l a T e d d a Inestabilid Los taludes son la inclinación de un terreno, creado de manera natural o artificial, los cuales mantienen una misma forma debido a fuerzas gravitacionales y, en algunos casos, de cohesión del suelo. La carga que estos pueden soportar depende del esfuerzo al que están sometidos, la inclinación y a las características del que están compuestos.
s e d u l a T e d d a Inestabilid
s e d u l a T e d d a Inestabilid Las causas de la inestabilidad de taludes pueden ser externas o internas: ● ● ● ● ● ●
Inestabilidad del suelo Meteorización Cambios en el nivel de agua freática Erosión Obras civiles Carga sobre el suelo
s e d u l a T e d d a Inestabilid ● Síntomas ○ ○ ○
Filtraciones o saturación del suelo en zonas que normalmente no están húmedas Grietas en el terreno, pisos y muros Desplazamientos
s e d u l a T e d d a Inestabilid ● Prevención ○ ○ ○ ○
Conocer los antecedentes de los terrenos en los alrededores Vigilar el drenaje de los taludes Realizar un estudio del terreno apropiado que pueda detallar las condiciones del suelo. Mantener la vegetación del sitio
s e d u l a T e d d a Inestabilid ● Mitigación ○
Análisis del sitio ■ Estudio geotécnico ■ Conocer la velocidad y dirección del movimiento
s e d u l a T e d d a Inestabilid ● Mitigación ○ ○ ○ ○ ○
Modificación de geometría del talud Drenajes Aumento en la resistencia del terreno Elementos o muros de contención Evitar la zona de movimientos
s e d u l a T e d d a Inestabilid Modificación de la geometría del talud ● ● ● ●
Disminuir la inclinación del talud Eliminar peso de la cabecera del talud Incrementar peso al pie del talud “Escalonar” el talud
s e d u l a T e d d a Inestabilid
s e d u l a T e d d a Inestabilid Drenaje ● ●
Superficial: Zanjas de drenaje y canalizaciones. Son medidas preventivas más que estabilizadoras Profundo: Drenes horizontales, pozos, galerías de drenaje
s e d u l a T e d d a Inestabilid Estructuras resistentes ● ●
Pilas y pilotes Anclajes
s e d u l a T e d d a Inestabilid Muros y elementos de contención ● ● ● ●
Muros de gaviones Muros pantalla Tierra armada Muros anclados
e t n a t r o c r o p a l l Fa Esta falla ocurre cuando el peso sobre el suelo excede a la capacidad portante del mismo. La capacidad del suelo depende de sus propiedades mecánicas como cohesión y fricción, de la humedad y nivel freático y del esfuerzo al que está sometido.
e t n a t r o c r o p a l l Fa ● Causas ○ Estudio de mecánica de suelos insuficiente ○ Cambios en la humedad del suelo ○ Aumento del peso o modificaciones a la estructura
e t n a t r o c r o p a l l Fa ● Síntomas La falla por corte general, se caracteriza por la existencia, dentro del terreno, de una superficie de deslizamiento continuo, que se indica desde el borde de la cimentación hasta la superficie del terreno. Bufamiento del suelo a los lados de la cimentación, presentándose compresiones verticales fuertes debajo de ella, las superficies de deslizamiento terminan en algún punto dentro de la misma masa de suelo.
e t n a t r o c r o p a l l Fa ● Prevención La única forma de prevenir esta falla es un buen estudio de mecánica de suelos y una estructura apropiada.
e t n a t r o c r o p a l l Fa ● Mitigación Modificar la cimentación aumentando su área o con elementos estructurales auxiliares como pilotes.
Accidentes ● ● ● ● ●
Licuación de Suelos Colapso de oquedades Sismos Socavación Remoción de masa
s o l e u S e d n ó i Licuac ● Arenas ● Saturadas ● Sismo ○
https://www.youtube. com/watch?v=EK7u_wQHD7A
s e d a d e u q O Colapso de
Sismo
Socavación
a s a M e d n ó i Remoc ● https://youtu.be/R__3DYQCVnA ● https://www.youtube.com/watch? t=35&v=CUXhjPkGBtU
Referencias ● ● ● ● ●
Santoyo, Enrique. Recimentación y renivelación de estructuras y monumentos. TGC:1999, México. La catedral metropolitana y el sagrario de la Ciudad de México. SEDESOL: 1992, México. VIII Reunión Nacional de Mecanica de Suelos. Sociedad Mexicana de Mecanica de suelos:1976, México Saca, Lorena. La geología y la ingeniería civil. Tesis ITESO: 1999, México. Gozales Vallejo, Luis. Ingenieria Geologica. Person: 2004, USA.
