cimentaciones parte 4

1

CURSO CIMENTACIONES EN EL NORTE DEL PERU:

RECIENTES AVANCES TECNOLOGICOS

CURSO CIMENTACIONES EN EL NORTE DEL PERU:

RECIENTES AVANCES TECNOLOGICOS

PROFESOR: Dr. Ing. ARNALDO CARRILLO GIL

DISEÑO DE CIMENTACIONES SOBRE ARCILLAS

EXPANSIVAS

Distribución de suelos expansivos en el Mundo (G.W. Donaldson)

TUMBES

PIURA

LAMBAYEQUE

LA LIBERTAD

SAN MARTIN

CAJAMARCA

AMAZONAS

FACTORES SIGNIFICATIVOS•Cantidad y tipo de minerales de arcilla•Naturaleza del fluido intersticial•Peso unitario•Contenido inicial de humedad•Estructura del suelo•Condiciones de carga externa•Tiempo para lograr la expansión total

TIPOS DE EXPANSION•Expansión irreversible•Expansión estacional

ANALISIS DE FALLAS POR

EXPANSION EN EL NORTE DEL PERU

2

CAUSAS COMUNES•Aniegos localizados•Ascenso de agua•Lluvia y drenaje superficial deficiente•Presencia de vegetación•Modificación en el equilibrio de humedad

•Humedad por infiltración (Fenómeno de El Niño)

Cuando se edifica sobre suelo expansivo, la cubierta artificial rompe el equilibrio natural y se detiene la evaporación y el agua superficial y profunda migra hacia el centro del área. El agua libera las tensiones, elimina la restricción de carga por desecación los coloides se hinchan y el suelo se expande.

Los suelos expansivos contienen minerales con carga eléctrica activa que crean separación entre las partículas de arcilla. Las variaciones de esta carga eléctrica, inducida por el humedecimiento y por diversos factores físicos y químicos, alteran la separación y originan la expansión del suelo.

4

CASO RECIENTE

TUMBES

5

CASO HISTORICO

PUERTO DE PAITA

7

PROPIEDADES INGENIERILES DE

LAS ARCILLAS EXPANSIVAS

8

AVANCES EN INVESTIGACION TECNOLOGICA

COMPORTAMIENTO DE LOS SUELOS EXPANSIVOS

9

CALCULO DE LA EXPANSION POR SUCCIONSegún McKeen (1992)

∆H = CH. ∆H. ∆t.f.sDonde:∆H es la expansión totalCH es el Indice de Compresión por Succión∆H es el cambio de succión en el suelo∆t es el espesor de la capa del suelo

espansivof es el factor de confinamientoS es el factor de reducción por sobrecarga

El índice de Compresión por Succión se puede estimar utilizando una relación empírica entre el contenido de humedad y la succión ∆H/ ∆w.El cambio de los niveles de succión ∆H es la diferencia entre los perfiles de succión.El valor del factor de confinamiento lateral esta relacionado teoricamente con el coeficiente de presión lateral en reposo Ko: f=(1 + 2Ko)/3, que tiene un rango de variación de 0.5 <f<0.83 para condiciones de seco a húmedo.El factor s se obtiene de los datos de campo.

CÁLCULO DE CONTRACCIÓN O HINCHAMIENTO (Wray, 1989):

∆H = H[γh (∆pF) - γh(∆pP)

Donde:∆H Cambio en el incremento de la contracción o hinchamiento sobre la vertical H.H Distancia vertical sobre la cual la contracción o el hinchamiento está ocurriendoγh índice de compresibilidad de la succión (Lytton, 1977) algunas veces llamado coeficiente de compresibilidad de la succión.

∆pF cambio de la succión del suelo sobre una distancia vertical H.∆pP cambio de la sobrecarga del suelo sobre la distencia vertical H.El índice adimensional de compresibilidad de la succión, γh (algunas veces abreviado como “SCI”), típicamente tiene un valor aproximadamente entre 0.01 y 0.10.El término ∆pP representa el logaritmo común de la presión de la sobrecarga.

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DISEÑO DE CIMENTACIONES SOBRE SUELOS EXPANSIVOS

SOLUCIONES CONSTRUCTIVAS

SUELOS EXPANSIVOSRECOMENDACIONES CONSTRUCTIVAS

Pilotes y pisos suspendidosMayor a 4”

Pilares o Columnas cortas2” a 4”

Edificación flexible½” a 2”

Juntas y Refuerzo mínimo¼” a ½”

No hay precaución0 a ¼”

Tratamiento ConstructivoExpansión Total

TRATAMIENTO DE PISOS• Apoyados directamente• Base granular• Losa armada• Pisos suspendidos• Empleo de geomembranas

SOLUCIONES ESPECIALES• Pantallas impermeables• Edificación flexible• Uso de geomembranas• Plateas de cimentación• Pilotes

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SOLUCIONES POR PLATEA• Permite el movimiento pero requiere rigidizarla estructura; levantamiento sin flexión.

• Cálculo: 1°) Suponiendo apoyos en el centro con extremos en voladizo. 2°) Bordes sin apoyo en el centro (Tipo Puente)

• Para casas livianas:Espesor de placa ≈ 10 cmNervios separados 4.00 m (coincidiendo con paredes)Profundidad de nervios 0.65 a 0.70 m

Placa Rígida

Nervios en ambos sentidos

SOLUCION CON AREA IMPERMEABLE ALREDEDOR

• Permite uniformizar los movimientos del suelo expansivo impidiendo la evaporación en los bordes.

• Cubrir un área alrededor de la construcción utilizando geomembranas colocadas a poca profundidad y en extensión suficiente para impedir los efectos de la humedad.

• También puede utilizarse veredas o cubiertas con pavimento alrededor de la estructura.

L

h

geomembrana

SOLUCION PLATEA SOBRE RELLENO• Solución que acepta y uniformiza los movimientos del suelo expansivo.

• Consiste en excavar un cierto espesor de arcilla expansiva y reemplazarlo por un relleno de ingeniería o estructural, sobre el que se construye la platea rígida.

• Edificios pequeños con placas que rigidizan la platea de cimentación.

≈ 2.00 mSuelo compactado por capas

SOLUCION CON PILOTES• Consiste en buscar apoyo en suelos inertes por debajo de la capa expansiva, evitando el contacto lateral entre suelo y estructura, tomando las medidas para que el suelo no levante los pisos de la obra.

• Soluciones difíciles de practicar en nuestro medio debido al estado de seguridad en que se encuentran los suelos superficiales.

CONSTRUCCION DE TUBERIAS• Las filtraciones originan daños por expansión.• Construcción e instalación cuidadosa, juntas flexibles, pasos a través de riostras de mayor diámetro para permitir movimientos.

• Instalación vista o por encima de techos, colgadas de la estructura, flexibilizando los puntos de cambio de apoyo (de suelo a estructura o viceversa).

SOLUCIONES ANALITICAS

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SOLUCIONES ESTRUCTURALRESFORMULA SUDAFRICANA

M = K.w.L2/2FORMULA ESPAÑOLA

M = K.L2/8 {1-w/ B.Qf}FORMULA PERUANA

M = w.L2/8 {1-√w/ L.Ko.∆H}

SOLUCIONES ESPECIALESFUERZA HORIZONTAL

F = Π.E.b.δ/ 16.H

COMENTARIOS FINALES

Prof. ARNALDO CARRILLO GIL

[email protected]

FACULTAD DE INGENIERÍA

UNIDAD DE INVESTIGACION

Marzo, 2007

CALENTAMIENTOGLOBAL

Y GEOTECNIA

Dr. Arnaldo Carrillo Gil

LA DESAPARICION DE LA CAPA DE LA DESAPARICION DE LA CAPA DE OZONO, EL EFECTO INVERNADERO; OZONO, EL EFECTO INVERNADERO;

LA LLUVIA ACIDA, LALA LLUVIA ACIDA, LADEFORESTACION DE LA SELVA,DEFORESTACION DE LA SELVA,

SON LOS PROBLEMAS SON LOS PROBLEMAS MEDIOAMBIENTALES MAS MEDIOAMBIENTALES MAS

GRAVES Y TIENEN UN GRAVES Y TIENEN UN COMPONENTE COMUN:COMPONENTE COMUN:

LA ESCALA GLOBAL, POR ELLO LA ESCALA GLOBAL, POR ELLO SUS EFECTOS PUEDEN SERSUS EFECTOS PUEDEN SER

IRREVERSIBLEMENTE IRREVERSIBLEMENTE DESTRUCTIVOS PARA ELDESTRUCTIVOS PARA EL

MUNDO ENTEROMUNDO ENTERO

LA CAPA DE OZONO, QUE ENVUELVELA CAPA DE OZONO, QUE ENVUELVEAL PLANETA Y NOS PROTEGEAL PLANETA Y NOS PROTEGE

DE LOS RAYOS ULTRAVIOLETA, HADE LOS RAYOS ULTRAVIOLETA, HAESTADO DESAPARECIENDO A UN RITMOESTADO DESAPARECIENDO A UN RITMO

CRECIENTE, HAY UN CRECIENTE, HAY UN ““HUECOHUECO”” EN LAEN LAANTARTIDA 15 VECES MAS GRANDE ANTARTIDA 15 VECES MAS GRANDE

QUE EL PERU, Y SE AGRANDAQUE EL PERU, Y SE AGRANDACADA ACADA AÑÑO, PRODUCIENDO CANCERO, PRODUCIENDO CANCER

A LA PIEL,ENFERMEDADES A LOSA LA PIEL,ENFERMEDADES A LOSOJOS COMO CATARATAS, ASI COMOOJOS COMO CATARATAS, ASI COMO

TAMBIEN MUTACIONESTAMBIEN MUTACIONES

LA LLUVIA ACIDA ES CONSECUENCIALA LLUVIA ACIDA ES CONSECUENCIADE EMISIONES DE COMPUESTOS DE EMISIONES DE COMPUESTOS

SULFURADOS Y NITROGENADOS QUE SESULFURADOS Y NITROGENADOS QUE SELIBERAN POR EL USO DE COMBUSTIBLESLIBERAN POR EL USO DE COMBUSTIBLESFOSILES, CERCA DE UN TERCIO DE LOS FOSILES, CERCA DE UN TERCIO DE LOS

BOSQUES DE EUROPA HAN SIDO BOSQUES DE EUROPA HAN SIDO REPORTADOS ENFERMOS POR EL EFECTO REPORTADOS ENFERMOS POR EL EFECTO COMBINADO DE CONTAMINACION, LLUVIA COMBINADO DE CONTAMINACION, LLUVIA

ACIDA Y OZONO TROPOSFERICO. EFECTOS ACIDA Y OZONO TROPOSFERICO. EFECTOS QUE SE NOTAN EN LA CHINA DONDE LA QUE SE NOTAN EN LA CHINA DONDE LA TIERRA AGRICOLA SE HA REDUCIDO EN TIERRA AGRICOLA SE HA REDUCIDO EN

UN EQUIVALENTE AL TERRITORIO DE UN EQUIVALENTE AL TERRITORIO DE COSTA RICACOSTA RICA

PERO EL PROBLEMA DEL OZONO ESPERO EL PROBLEMA DEL OZONO ESMINUSCULO COMPARADO CON ELMINUSCULO COMPARADO CON EL

EFECTO INVERNADEROEFECTO INVERNADEROQUE MUESTRA QUE EL PLANETA SEQUE MUESTRA QUE EL PLANETA SEESTA CALENTANDO RAPIDAMENTEESTA CALENTANDO RAPIDAMENTEPOR EL DIOXIDO DE CARBONO QUE POR EL DIOXIDO DE CARBONO QUE

ATRAPA EL CALOR COMO LOS VIDRIOS ATRAPA EL CALOR COMO LOS VIDRIOS DE UN INVERNADERO. EL USO DE COMBUSDE UN INVERNADERO. EL USO DE COMBUS--TIBLES FOSILES AGREGA 6 MIL MILLONESTIBLES FOSILES AGREGA 6 MIL MILLONES

DE TONELADAS DE ESTE GAS CADADE TONELADAS DE ESTE GAS CADAAAÑÑO, LA DEFORESTACION DE LA O, LA DEFORESTACION DE LA

SELVA AGREGA OTROS 2 MIL MILLOSELVA AGREGA OTROS 2 MIL MILLO--NES DE TONELADAS.NES DE TONELADAS.

EL PESO DE LA EVIDENCIA SUGIERE EL PESO DE LA EVIDENCIA SUGIERE QUE HAY UNA INFLUENCIA HUMANAQUE HAY UNA INFLUENCIA HUMANA

EN EL CLIMA TERRESTRE. EN EL CLIMA TERRESTRE. HAY UNA CORRELACION SORPRENDENTEHAY UNA CORRELACION SORPRENDENTE

AUNQUE NO PERFECTA, ENTRE LOSAUNQUE NO PERFECTA, ENTRE LOSNIVELES CRECIENTES DE CONIVELES CRECIENTES DE CO2 2 Y ELY ELAUMENTO DE LAS TEMPERATURASAUMENTO DE LAS TEMPERATURAS

TERRESTRES DURANTE LOS ULTIMOSTERRESTRES DURANTE LOS ULTIMOS100 A100 AÑÑOS. LA PROBABILIDAD DEOS. LA PROBABILIDAD DE

SEQUIAS E INUNDACIONES SERA MAS SEQUIAS E INUNDACIONES SERA MAS ALTA, LO QUE AUMENTARA ELALTA, LO QUE AUMENTARA ELPRECIO DE LOS ALIMENTOS YPRECIO DE LOS ALIMENTOS Y

CAUSARA HAMBRUNACAUSARA HAMBRUNA..

LA CUENCA AMAZONICA COMPRENDE, LA CUENCA AMAZONICA COMPRENDE, POR SI SOLA,LA VIGESIMA PARTE DE POR SI SOLA,LA VIGESIMA PARTE DE

TODAS LAS TIERRAS FIRMES DEL PLANETA TODAS LAS TIERRAS FIRMES DEL PLANETA Y PRODUCE LA MITAD DEL OXIGENO Y PRODUCE LA MITAD DEL OXIGENO QUE SE AGREGA A LA ATMOSFERA QUE SE AGREGA A LA ATMOSFERA

ANUALMENTE. LAS SELVAS AMAZONICAS ANUALMENTE. LAS SELVAS AMAZONICAS SE TALAN A RAZON DE 125,000 Km2 SE TALAN A RAZON DE 125,000 Km2 POR DECADA; SI LA DESTRUCCION POR DECADA; SI LA DESTRUCCION PROSIGUE A ESE RITMO, LA SELVA PROSIGUE A ESE RITMO, LA SELVA HABRA DESAPARECIDO ANTES QUE HABRA DESAPARECIDO ANTES QUE

TERMINE EL PROXIMO SIGLOTERMINE EL PROXIMO SIGLO

SEGSEGÚÚN FAO, DURANTE LA DECADA N FAO, DURANTE LA DECADA DE LOS 80 LA DEFORESTACION EN DE LOS 80 LA DEFORESTACION EN

EL TROPICO ALCANZOEL TROPICO ALCANZOLA INCREIBLE TASA DE 30 HECTAREAS LA INCREIBLE TASA DE 30 HECTAREAS

POR MINUTO, 16 MILLONES DE HECTAREASPOR MINUTO, 16 MILLONES DE HECTAREASPOR APOR AÑÑO, ACARREANDO SIGNIFICATIVOSO, ACARREANDO SIGNIFICATIVOS

DADAÑÑOS SOCIALES, ECONOMICOS YOS SOCIALES, ECONOMICOS YAMBIENTALES Y LA DESTRUCCION AMBIENTALES Y LA DESTRUCCION

PROGRESIVA E IRREVERSIBLE PROGRESIVA E IRREVERSIBLE DE LOS RECURSOS DE LOS RECURSOS

GENETICOS MAS VALIOSOS GENETICOS MAS VALIOSOS DEL PLANETADEL PLANETA

LA CONTAMINACION MINERA Y LA LLUVIA LA CONTAMINACION MINERA Y LA LLUVIA ACIDA AMENAZAN GRANDES EXTENSIONES ACIDA AMENAZAN GRANDES EXTENSIONES

DE BOSQUES. EL EFECTO INVERNADERO DE BOSQUES. EL EFECTO INVERNADERO HA MOTIVADO PLANES PARA PLANTAR HA MOTIVADO PLANES PARA PLANTAR

ARBOLES EN TODOARBOLES EN TODOEL MUNDO. CONTROLAR LA EL MUNDO. CONTROLAR LA

DEFORESTACION EN EL TROPICO PUEDEDEFORESTACION EN EL TROPICO PUEDETOMAR ENTRE 10 A 20 ATOMAR ENTRE 10 A 20 AÑÑOS POR LO OS POR LO QUE SERIA NECESARIO REFORESTAR QUE SERIA NECESARIO REFORESTAR

UN MILLON Y MEDIO DE KmUN MILLON Y MEDIO DE Km22, UNA , UNA EXTENSION SEIS VECES EL EXTENSION SEIS VECES EL TAMATAMAÑÑO DE INGLATERRAO DE INGLATERRA

LA DEGLACIACION SE ACELERA POR LALA DEGLACIACION SE ACELERA POR LACONTAMINACION AMBIENTAL. A PARTIRCONTAMINACION AMBIENTAL. A PARTIR

DE LOS 80 LOS GLACIARES COMENDE LOS 80 LOS GLACIARES COMEN--ZARON A DERRETIRSE MAS RAPIDAMENTEZARON A DERRETIRSE MAS RAPIDAMENTE

EN 1970 LOS GLACIARES ALCANZABAN EN 1970 LOS GLACIARES ALCANZABAN LOS 2,041 Km2, DESPUES DE 30 ALOS 2,041 Km2, DESPUES DE 30 AÑÑOSOS

LA MASA DE HIELO SE REDUJO ALA MASA DE HIELO SE REDUJO A1,590 Km2, ADEMAS FORMAN GRANDES1,590 Km2, ADEMAS FORMAN GRANDES

LAGUNAS EN LOS ANDES, CREANDOLAGUNAS EN LOS ANDES, CREANDO11 MIL MILLONES DE m3 DE AGUA11 MIL MILLONES DE m3 DE AGUA

ADICIONAL, PROVOCANDO GRAVESADICIONAL, PROVOCANDO GRAVESY PELIGROSOS DESLIZAMIENTOSY PELIGROSOS DESLIZAMIENTOSPOR ROTURA DE LAS LAGUNASPOR ROTURA DE LAS LAGUNAS

Definiciones conceptualesDefiniciones conceptuales

Causas del cambio global climático

La energía recibida por la Tierra desde el Sol, debe ser balanceada por la radiación emitida desde la superficie terrestre. En la ausencia de cualquier atmósfera, la temperatura superficial sería aproximadamente -18 °C . Esta es conocida como latemperatura efectiva de radiación terrestre. De hecho la temperatura superficial terrestre, es de aproximadamente 15 °C .



La razón de esta discrepancia de temperatura, es que la atmósfera es casi transparente a la radiación de onda corta, pero absorbe la mayor parte de la radiación de onda larga emitida por la superficie terrestre. Varios componentes atmosféricos, tales como el vapor de agua, el dióxido de carbono, tienen frecuencias moleculares vibratorias en el rango espectral de la radiación terrestre emitida. Estos gases de invernadero absorben y reemiten la radiación de onda larga, devolviéndola a la superficie terrestre, causando el aumento de temperatura, fenómeno denominado Efecto Invernadero (GCCIP, 1997).

El hecho importante es que los anteriores gases y más importante aun el CO2 y el CH4 permiten que la luz solar penetre, pero atrapan el calor saliente, lo cual es natural que pase, ya que de otra forma nos enfriaríamos por la noche. El problema es que estamos alterando dramáticamente las concentraciones de estos gases de invernadero, con un consecuente incremento en el potencial de calentamiento (habilidad de retener el calor) de la atmósfera.


El Cambio Global Climático, es un cambio que es atribuido directa o indirectamente a las actividades humanas que alteran la composición global atmosférica, agregada a la variabilidad climática natural observada en periodos comparables de tiempo


Los niveles de dióxido de carbono y otros 'gases de efecto invernadero' en la atmósfera han aumentado vertiginosamente durante la era industrial debido a actividades humanas como la deforestación o el fuerte consumo de combustibles fósiles, estimulado por el crecimiento económico y demográfico.

ConsecuenciasConsecuencias

• Un tercio del total de la población mundial vive a menos de 100 Km. de la costa.

• Trece de las 19 ciudades con más de 10 millones de habitantes se encuentran en regiones costeras.

• Un aumento del nivel del mar, que se prevé ocurra como consecuencia del calentamiento global, pone en peligro a más personas que en el pasado

ConsecuenciasConsecuencias

Se elevará el nivel del mar, y algunas zonas costeras se inundarán y serán eliminadas de la faz de la tierra. Las corrientes oceánicas se alterarán como consecuencia de cambios en los regímenes de lluvia y de temperatura y esto conducirá entre otras cosas, a provocar deshielos espectaculares en las zonas polares. Los ecosistemas marinos se verán afectados por el cambio global, principalmente en la abundancia y diversidad del plancton ya que esta población es muy sensible a las variaciones de temperatura

Cambios que pueden ocurrir en la Florida Cambios que pueden ocurrir en la Florida

Cambios que pueden ocurrir en Groenlandia

ÁREAS COSTERAS SUJETAS A INUNDACIÓN TRAS UN INCREMENTO DEL NIVEL DEL MAR DE 0.25 m

Fuente: Ortiz Pérez y Mendez Linares, 1999

LA COSTA DEL GOLFO DE MÉXICO ES MUY VULNERABLE A UN INCREMENTO DEL NIVEL DEL MAR LA COSTA DEL GOLFO DE MÉXICO ES MUY VULNERABLE A UN INCREMENTO DEL NIVEL DEL MAR

SIMULADOR GLOBALSIMULADOR GLOBAL

Los efectos del cambio climático en América Latina son muy significativos y afectarán de manera irreversible los ecosistemas clave y los servicios que éstos proporcionan, existen proyecciones detalladas acerca del probable cambio que sufrirá el clima entre 2008 y 2099 —que fueron realizadas mediante la supercomputadora Earth Simulator o Simulador Global— y datos facilitados por el Instituto de Investigación Meteorológica de Japón.


• Corre– Estabilización de 550 ppm

• Arquitectura– 40 Teraflops (1)

– Une modelos océano-atmosféricos

– Resolución de grilla de 20 Km x 20 Km

– Futura resolución de grilla de 5 Km x 5 Km

– Programa corrido por MRI

Teraflop = 1012 Operaciones flotantes por segundo


El Earth Simulator corrobora las conclusiones de estudios anteriores, que predicen no sólo alzas en las temperaturas, sino también la intensificación de ciclos hidrológicos con prolongados períodos de sequías y lluvias extremas. La computadora prevéque gran parte de América del Norte y América Latina y el Caribe tendrá que soportar 30 días adicionales al año con temperaturas máximas superiores a los 30ºC.


Modelos matemáticos predicen para mitades del siglo XXI, una variación media superficial de entre 1.5 a 5 °C (actualmente ~15°C) y resultados devastadores para el balance climático mundial.

Lo anterior traerá incremento en la evaporación de los océanos y por lo tanto mayor nubosidad, que a su vez conducirá a inviernos más cálidos y veranos más frescos. Habrá más lluvia en ciertos lugares, el fenómeno natural de El Niño será frecuente y prolongado, más que antes.

RIESGOS FUTUROS EN EL PERÚRIESGOS FUTUROS EN EL PERÚ

• Se advierte que en los últimos lustros se viene produciendo un preocupante proceso de deglaciación

• En el Perú hay 20 cordilleras con presencia de glaciares

• En los últimos 27 a 35 años se ha perdido 22% de la superficie glaciar

• La pérdida de recursos hídricos es equivalente a 7,000 millones de metros cúbicos

• Esto equivale al agua que tomaría Lima en 10 años

RIESGOS FUTUROS EN EL PERÚRIESGOS FUTUROS EN EL PERÚ

CAMBIOS CLIMÁTICOSCAMBIOS CLIMÁTICOS

1970 1997

Reducción de glaciares en la Cordillera Blanca

En km2

723.4

611.5

GLACIAR YANAMAREYCORDILLERA BLANCA

Foto año 1982 Foto año 1987

Foto año 1997 Foto año 2004

Retroceso glaciar en el PerúRetroceso glaciar en el Perú

GLACIAR YANAMAREYCORDILLERA BLANCA

Foto año 2005

Actual retroceso glaciarActual retroceso glaciar

Desde 1970, los glaciares en los Andes (Colombia, Ecuador, Perú, Bolivia, Chile, Argentina) han perdido 20% de su volumen con serias implicancias

inmediatas para el abastecimiento de agua y energía en la región

Fuente: Thompson, 2005

Actual retroceso glaciarActual retroceso glaciar

Actual retroceso glaciarActual retroceso glaciar Actual retroceso glaciarActual retroceso glaciar

Evolución del Glaciar Chacaltaya en Bolivia

Actual retroceso glaciarActual retroceso glaciar Actual disminución del nivel del aguaActual disminución del nivel del agua

Cuerpo de agua en altura el Parque Natural Los Nevados, dentro del rango de los Andes Centrales, Colombia

La foto en la izquierda fue tomada en Septiembre 2005; la foto de la derecha, dos años después

CAMBIO CLIMATICO y GEOTECNIACAMBIO CLIMATICO y GEOTECNIA

Dr. Arnaldo Carrillo GilDirector

Unidad de InvestigaciónFacultad de Ingeniería

Universidad Ricardo Palma.

Jr. Emilio Fernández 296, Of. 703, Santa Beatriz. Lima – Perú

Tel: +(511) 433-9591Fax: +(511) 433-0299

E-mail: acingenieros @ speedy.com.pe

acsac01 @ [email protected]

CalentamientoGlobal y

Geotecnia

FACULTAD DE INGENIERÍA

UNIDAD DE INVESTIGACION

Marzo, 2007

CALENTAMIENTOGLOBAL

Y GEOTECNIA

Dr. Arnaldo Carrillo Gil

LA SELVA AMAZONICALA SELVA AMAZONICA

Es preocupante la potencial desertificación de grandes zonas como resultado de alteraciones en el ecosistema de la cuenca del río Amazonas, cuyos bosques tropicales son cruciales por absorber enormes cantidades de dióxido de carbono y son el hogar de la cuarta parte de la biodiversidad mundial.

Los modelos climáticos apuntan a la posibilidad de que las disminuciones extremas de las precipitaciones, asociadas a temperaturas cada vez más altas, podrían llevar a un proceso de desertificación gradual en la cuenca del Amazonas. El estudio destaca que este efecto podría ser el resultado más grave del cambio climático en la región, pero que todavía se sabe poco acerca de sus “posibilidades y consecuencias”.

Supuestos efectos en América del SurSupuestos efectos en América del Sur

“En esta zona, las temperaturas aumentarían al doble o más del incremento promedio proyectado, cambio cuya magnitud afectará irreversiblemente la ecología de la región. En lo inmediato, los más afectados serán los glaciares tropicales y otros ecosistemas de alta montaña”

Probables cambios de temperaturaProbables cambios de temperatura

El efecto del cambio climático en América del Sur, se sustenta en investigaciones recientes y describe un cuadro muy inquietante acerca de los probables efectos que sufrirá la región, entre otros, la destrucción de los ecosistemas de coral en la cuenca caribeña, la rápida desaparición de los glaciares y la intensificación de los huracanes:

DESDE LOS 80’S, LOS CORALES EN EL CARIBE HAN EXPERIMENTADO UNA MORTALIDAD SIN PRECEDENTES CON IMPACTOS DURADEROS

ANTICIPADOS EN LA PESCA Y EL TURISMO (EVENTO 2005)

DHW (Semanas de Grado de Calor):

Índice de calentamiento más allá del verde claro: Mortalidad en masa

≥ 4 DHWs → SE ESPERA DECOLORACIÓN DE LOS CORALES

≥ 8 DHWs → SE ESPERA DECOLORACIÓN Y MORTALIDAD MASIVA Fuente: A. Strong, 2006

Índice de Calentamiento en los Corales del CaribeÍndice de Calentamiento en los Corales del Caribe HuracanesHuracanes

Número total de huracanes golpeando las costas de Centro América y el Caribe desde 1900 hasta el 2006

La línea azul representa la media móvil para periodos de 10 años

Enfermedades tropicalesEnfermedades tropicales

Aumento en la frecuencia de enfermedades tropicales

Varios reportes indican que enfermedades propias de las zonas más cálidas de los trópicos, tales como dengue, fiebre amarilla o malaria han comenzado a hacer su aparición a mayores alturas. Esto ha sido demostrado en América Latina, Asia y Africa.

Un estudio reciente examinó formalmente los vínculos entre aumento de las temperaturas y régimen de precipitaciones, por una parte, y enfermedades vectoriales tropicales como paludismo y fiebre del dengue, por la otra; el resultado constatóvínculos considerables al respecto. Lo anterior significa que el cambio climático también redundaráen el aumento de los costos de salud en América Latina, sostiene el informe.

LA INCIDENCIA DE MALARIA EN COLOMBIA SE HA DUPLICADO DESDE 1970 Y MUESTRA UN VÍNCULO CON LOS CAMBIOS

CLIMÁTICOS

Las barras grises corresponden a años del Niño (INS, 2005)

20 millones de personas viven en áreas donde la media de temperatura varia entre 15-26 ºC. Dentro de estas áreas, un incremento de temperatura de 2 ºC resultará probablemente en un incremento significativo en la

exposición a la Malaria o al Dengue

AUMENTO DE LA TEMPERATURAAUMENTO DE LA TEMPERATURA

Se postula que la temperatura se ha elevado desde finales del siglo XIX debido a la actividad humana, principalmente por las emisiones de dióxido de carbono que incrementaron el efecto invernadero. La teoría predice, además, que las temperaturas continuarán subiendo en el futuro si continúan las emisiones de gases invernadero

Gráfico de la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera terrestre (azul) y la temperatura media global (rojo),

en los últimos 1000 años.

Fuente: PANEL INTERGUBERNAMENTAL DEL CAMBIO CLIMÁTICO (ONU)

LA TEMPERATURA EN LOS ANDES SE INCREMENTA MÁS RÁPIDO QUE A NIVEL DEL MAR, AFECTANDO LOS HÁBITAT Y CICLOS DE

AGUA EN LAS MONTAÑAS

Fuente: Bradley, Vuille y Vergara, 2006

Calentamiento global en la cordillera Americana. Cambios proyectados en la temperatura media anual del aire en la atmósfera entre 1990-1999 y 2090-2099, a lo largo de una transversal desde Alaska (68ºN) hasta el Sur de Chile (50ºS), siguiendo el eje de las montañas de la Cordillera Americana

El Calentamiento Global tiene consecuencias peligrosas (impactos anticipados ante el aumento de temperaturas)El Calentamiento Global tiene consecuencias peligrosas (impactos anticipados ante el aumento de temperaturas)

Posible colapso de la Corriente del Golfo4º C

Inicio de cambios en el Ecosistema de la Selva del Amazonas

2-3 ºC

Inicio del deshielo en Groenlandia1.6 ºC

Rápido retroceso de glaciares tropicales en los Andes

1.0 ºC

La Antártica Occidental pierde hielo0.6 ºC

Decoloración masiva de los corales0.6 ºC

Fuente: Schellnhuber et. al., 2006

EMISIONES DE CO2EMISIONES DE CO2

Total de emisiones de CO2 en todo el mundo

Año 2000

Europa

China

AsiaLatinoamérica

EE.UU

Otros

14%

13%

13% 9%

19%

32%

Origen de las emisiones de CO2

Año 2000

Energía

Transporte

Combustión Industrial

Agricultura

Otros

28.7%

23.5%

15.9%

10.7%

22.1%

Total de emisiones de CO2 en América Latina

Año 2000

BrasilArgentina

Venezuela

Bolivia

ColombiaPerú

Otros

51%9%

9%

8%6%3%14%

• Hace 18,000 años, cuando la última glaciación alcanzó su máximo el nivel del mar era 120 m más bajo.

• El proceso inverso, que es lo que esta ocurriendo, elevaría el nivel del mar

• Aunque el Perú aporta muy poco a las emisiones globales que causan el efecto invernadero siempre aparecerá afectado y es necesario tomar las medidas oportunamente

VULNERABILIDADVULNERABILIDAD

• La región es muy vulnerable a cambios climáticos

• Los impactos climáticos en el suministro y disponibilidad de agua en Latinoamérica están sucediendo actualmente y pueden empeorar en el futuro

• Los impactos climáticos en el agua afectan mas que las poblaciones y actividades humanas; estos impactos tienen efectos significativos en la integridad del ecosistema y la supervivencia de las especies afectadas

Efectos futurosEfectos futuros

• Problemas clave:

– Regulación reducida del agua en los Andes causada por el retroceso catastrófico de los glaciares

– Intrusión de agua salina en los acuíferos costeros convertirá las fuentes de agua en inapropiadas para el consumo humano y la agricultura

– Las tierras húmedas de montaña serán afectadas por los cambios en los patrones de precipitación con impactos en las fuentes de agua y la regulación

Efectos futurosEfectos futuros

– El agua de mar tibia en el Caribe destruirá los corales, la pesca incrementará la vulnerabilidad de las áreas costeras

– La inundación costera interrumpirá el funcionamiento de los humedales

• El costo de la adaptación será probablemente mucho mas alto que el costo de mitigación en naciones de energía intensiva

Que debemos hacerQue debemos hacer

• Recopilación y análisis de datos, en particular mediante el fortalecimiento de las redes de seguimiento y observación sistemática

• Elaboración de modelos, en particular relacionados con la circulación general y su adaptación a niveles regionales y nacionales

• Fomento de la capacidad para resolver los problemas pendientes

• Educación, formación y sensibilización

• Realización de proyectos piloto

• Evaluaciones integradas de los efectos del cambio climático y de la vulnerabilidad

• Promoción de la transferencia de tecnologícaspara la adaptación

• Medidas preventivas, planificación, preparación y gestión en casos de catástrofes relacionados con el cambio climático, incluida la planificación de situaciones de emergencia, en particular las sequías e inundaciones y acontecimientos atmosféricos extremos.

INVESTIGACIÓNINVESTIGACIÓN

Todas las REUNIONES INTERNACIONALES se comprometen a cooperar en la investigación y observación del sistema climático mundial, y a participar en los esfuerzos de educación, formación y sensibilización pública en relación con el cambio climático. La labor de estas instituciones es importante pero sus resultados no se aplican en su totalidad ni se dispone del dinero suficiente para llevarlas a la practica.

La complejidad del problema y sus múltiples interacciones hacen que la única manera objetiva de evaluar simultáneamente estos cambios se efectúe a través del uso de modelos computacionales que intentan simular la física de la atmósfera y del océano.

•Todos los aportes deberán fijarse de acuerdo a una escala basada en dos criterios:

– El nivel de emisiones del país– Su capacidad para contribuir

ANÁLISIS ACTUALANÁLISIS ACTUAL

Estamos en un momento crítico de la historia de la Tierra. A medida que el mundo se vuelve cada vez más frágil, el futuro depara grandes riesgos y grandes promesas. Para seguir adelante debemos reconocer que en medio de la magnífica diversidad de culturas y formas de vida, somos una sola comunidad terrestre con un destino común en el cual la humanidad debe elegir su futuro.

Debe tomarse en cuenta que dos equipos del Centro Nacional de la Investigación Atmosférica en Colorado (NCAR) han declarado que es imposible detener el calentamiento global. Las conclusiones del estudio han revelado que aunque mañana se dejara de emitir dióxido de carbono y otros gases contaminantes, los niveles del mar seguirían aumentando más de lo que ya han crecido.

Finalmente, tal como sucede con frecuencia con el cambio climático, las regiones y las personas más afectadas suelen ser las que menos han incidido en causar el problema y, si bien EL PERÚ no contribuye de manera considerable a las emisiones de gases de efecto invernadero, nuestro país es muy vulnerable al impacto de este fenómeno.

Calentamiento Global y Geotecnia: ACCIONES DE LA INGENIERIA CIVILCalentamiento Global y Geotecnia: ACCIONES DE LA INGENIERIA CIVIL

• La ingenierìa Geotecnica, como parte de la Ingenieria Civil, interviene de manera importante en la preservaciòn del Medio Ambiente y su consecuencia que es el CALENTAMIENTO GLOBAL,esto es, la implementacion de las acciones necesarias que eviten la contaminaciòndel suelo, agua y aire de manera tal que en la minerìa, pesquerìa e industrias contaminantes del paìs se tomen las medidas ingenieriles necesarias que eviten mayores problemas en el futuro inmediato.

GEOTECNIA Y MEDIO AMBIENTE-Revestimientos eimpermeabilización-Aplicaciones en minería-Aplicaciones en laprotección de taludes

IMPLEMENTACION DE UN PROGRAMA

GEOAMBIENTALEL ENTENDIMIENTO DEL PROBLEMA

COINCIDE CON LA EVOLUCIÓN DEL ESTADO ACTUAL DEL MEDIO AMBIENTE

Y EL INCREMENTO DE LAS OBLIGACIONES Y RESPONSABILIDADES

DE NUESTRA PROFESION, Y COMO RESPUESTA A ESTAS NUEVAS

DEMANDAS NACE LA INGENIERÍA GEOAMBIENTAL

PROBLEMAS DE CONTAMINACION

• CONTAMINACION DE AGUAS SUPERFICIALES

• CONTAMINACION DE AGUAS SUBTERRANEAS

• CONTAMINACION DEL SUELO Y AIRE

• CONTAMINACION ACUSTICA• CONDICIONES DE EXPLOSION

PROTECCION DEL SUELO Y AGUAS

• ALTERNATIVAS:- SIMPLE- COMPUESTO- DOBLE

Geomembrana\ arcillaDoble geomembranaGeomembrana\ compuestos

MINERAL

SISTEMA DE IMPERMEABILIZACION(BIDIM/GEOMEMBRANA/BIDIM)

DRENANTESISTEMA

DE SOLUCIONSISTEMA DE DISTRIBUCION

ALMACENAMIENTO DE RESIDUOS SECOS

• BOTADERO QUE RELLENA QUEBRADAS• BOTADERO QUE CRUZA QUEBRADAS• BOTADERO EN MEDIA LADERA • BOTADERO EN CUMBRE • BOTADERO APILADO EN MONTON

ALMACENAMIENTO DE RESIDUOS HUMEDOS

• EMBALSE QUE RELLENA QUEBRADAS• EMBALSE EN CUMBRE • EMBALSE EN MEDIA LADERA • EMBALSE ENCERRADO POR DIQUES• EMBALSE EXCAVADO O EN DEPRESION

PRESAS Y DIQUES DE RELAVE

• CLASIFICACION:-CONVENCIONALES-RELLENO HIDRAULICO

CUALQUIER SOLUCION DE INGENIERIA SUPONE UN COMPROMISO DE COSTO, TIEMPO Y SEGURIDAD, POR LO QUE DEBE EVALUARSE LIMITES RAZONABLES DE ESTABILIDAD, ANTES, DURANTE Y DESPUES DE LA VIDA UTIL DEL EMBALSE

CAUSAS DE FALLASEN DEPOSITOS DE

RELAVE• DEFECTOS DE CONSTRUCCION• FALTA DE DRENAJE• TERREMOTOS SEVEROS• TOPOGRAFIA DE SITIO DIFICIL

FALLAS DE DISENOMETODO AGUAS ARRIBA

PRESA LUGAR FECHA CAUSAS MUERTOS

BARAHONA CHILE 1928 SISMO 54

ESTRELLA MEXICO 1937 FILTRACION 70

EL COBRE CHILE 1965 SISMO >200

BAFOKENG AFR.SUR 1974 FILTRACION 12

STAVA ITALIA 1985 TALUDES 268

FALLAS PERUANASEN LOS ULTIMOS 45 ANOSP R E S A A LTU R A FE C H A C A U S A S D A Ñ O S

C AS AP ALC A 6 0 m 1 9 5 2 S IS M O C onta m ina c ión R io

R im a c

M ILLP O 6 0 m 1 9 5 6 S IS M O In te rrupc ión c a rre te ra

C e rro - H uá nuc o

A LM IV IR C A 4 0 m 1 9 6 2 S IS M O A m bie n ta le s ,a gric u ltura

Y A U LIY A C U 8 0 m 1 9 6 8 S IS M O C onta m ina c ión R io

R im a c

Inte rup . C a rrt. C e n tra l

FALLAS PERUANASEN LOS ULTIMOS 45 ANOS

P R E S A A L T U R A F E C H A C A U S A S D A Ñ O S

R E C U P E R A D A 1 9 6 9 C on ta m in a c ió n ,a g ric u ltu ra

Q U IR U V IL C A 4 0 m 1 9 7 0 S IS M O C o n ta m in a c ión R io S a n

Fe lip e

A T A C O C H A 1 9 7 1 D R E N A

J E

C on ta m in a c ió n R io H u a lla g a

1 0 0 m il to n . de re la v e s

T IC A P A M P A 2 0 m 1 9 7 1 F IL TR A

C IO N

C o n ta m in a c ió n p o r

9 ,0 0 0 tn .de re la v e

FALLAS PERUANASEN LOS ULTIMOS 45 ANOS

P R E S A A L T U R A F E C H A C A U S A S D A Ñ O S

S A N N IC O L A S 1 9 8 0 F IL T R A

C IO N

C o n ta m in a c ió n R io T in g o

D a ñ o s a g ric u ltu ra

A M A T IS T A 1 9 9 6 S IS M O C o n ta m in a c ió n R io A c a r í

6 0 0 m il m 3 d e re la v e

C A R A V E L I 1 9 9 6 S IS M O C o n ta m in a c ió n Q u e b ra d a

d e H u a n u -H u a n u , re la v e s

c o n c ia n u ro y m e rc u r io

MEDIDAS MEDIDAS

CORRECTIVAS EN CORRECTIVAS EN

FALLAS DE PRESAS FALLAS DE PRESAS

DE RELAVEDE RELAVE

MEDIDAS CORRECTIVAS EN MEDIDAS CORRECTIVAS EN FALLAS DE PRESAS DE RELAVEFALLAS DE PRESAS DE RELAVE

CARACTERISTICASDE LA

REHABILITACION

TIPO DESOLUCION M EDIDAS CORRECTIVAS

PRESA FALLADA REHABILITACIO N DE UNAZO NA DERRUM BADA

1 - RECO NSTRUCCIO N DE UN DIQ UE SO BREUNA CAPA DRENANTE

2 - BERM A3 - PERFIL DEL DERRUM BE4 - CAPA DRENANTE

1

3

2

4



REHABILITACION

TIPO DESOLUCION MEDIDAS CORRECTIVAS

SALIDA DE AGUA EN LAPARTE AGUAS ABAJO DE LA

PRESA

DRENAJESUBHORIZONTAL CONTUBERIA PERFORADA

1 - SUPERFICIE ORIGINAL DE INFILTRACION2 - SUPERFICIE DESPUES DE COLOCADA LA

TUBERIA3 - DRENAJE POR TUBOS CON PENDIENTE

DECUADA PARA SALIDA DE AGUA

1

2 3



REHABILITACION


PRESAINESTABLE

ADICIO N DE UNCO NTRAFUERTE DE

RELAVES CO N DRENAJE

1 - SUPERFICIE DE INFILTRACIO N NO M UYAFECTADA, PERO CO N INFILTRACIO NCO NFINADA EN EL TALUD CUY A PENDIENTEHA SIDO REDUCIDA2 - CO NTRAFUERTE CO N SUBDRENAJE

2

1

βαα<β



REHABILITACION


PRESA INESTABLE ADICIO N DE UNCO NTRAFUERTE DE RO CA

CO N CAPA FILTRANTE

1 - PO SICIO N NO AFECTADA DE LASUPERFICIE DE INFILTRACIO N

2 - CO NTRAFUERTE DE RO CA3 - CAPA FILTRANTE

1

3

2

βα<β

α



REHABILITACION


PRESA INESTABLE REDUCCION DEPENDIENTE POR MEDIO

DE UNA BERMA

1 - BERMA2 - PENDIENTE PROMEDIO

2

1



REHABILITACION


PRESA INESTABLE REDUCCION DEPENDIENTE AGREGANDOSOBRECARGA EN EL PIE

DEL TALUD

1 - PENDIENTE PROMEDIO

1

β <αβα

ALGUNAS PRESAS DE RELAVE PERUANAS TÍPICAS

ALGUNAS PRESAS DE RELAVE PERUANAS TÍPICAS

COMENTARIOS FINALES• TENEMOS QUE ENTENDER QUE LA GEOTECNIA ESTA EN

FUNCION Y ES SERVIDA PARA EL DESARROLLO DEL HOMBRE, POR SU SUPERVIVENCIA EN LA TIERRA. TENEMOS QUE RESPETAR EL AMBIENTE DONDE VIVIMOS, POR ELLO DEBEMOS ORIENTAR TODO NUESTRO ESFUERZO PARA PRESERVAR AL SUELO, AL AGUA Y AIRE DE LOS EFECTOS CONTAMINANTES. EL MUNDO SE PROTEGE A SI MISMO DE SU PROPIA AGRESION. POR ELLO LAS APLICACIONES DE LA INGENIERIA GEOAMBIENTAL NO DEBEN DESCUIDARSE O IRRESPONSABLEMENTE NO APLICARLAS A LOS PROBLEMAS MAS URGENTES DE NUESTRO PAIS.

• CASI TODAS LAS FALLAS EN INGENIERIA PUEDEN SER PREVENIDAS CON UN BUEN DISEÑO, UNA CONSTRUCCION CONTROLADA Y UN MANTENIMIENTO CONSTANTE, QUE SON PASOS REQUERIDOS EN TODOS LOS TRABAJOS EXITOSOS DE LA INGENIERIA CIVIL.

CAMBIO CLIMATICO y GEOTECNIACAMBIO CLIMATICO y GEOTECNIA

Dr. Arnaldo Carrillo GilDirector

Unidad de InvestigaciónFacultad de Ingeniería

Universidad Ricardo Palma.

Jr. Emilio Fernández 296, Of. 703, Santa Beatriz. Lima – Perú

Tel: +(511) 433-9591Fax: +(511) 433-0299

E-mail: acingenieros @ speedy.com.pe

acsac01 @ [email protected]

CalentamientoGlobal y

Geotecnia

CURSO: CIMENTACIONES

SUELOS SATURADOS y

SEMISATURADOS COLAPSIBLES

CASO : PISCO

Profesor:

Dr. Ing. A. Carrillo Gil

SUELOS COLAPSIBLES

ANALISIS DE CASOS

PISCO

CURSO: CIMENTACIONES

SUELOS SATURADOS y

SEMISATURADOS COLAPSIBLES

CASO : VENTANILLA

Profesor:

Dr. Ing. A. Carrillo Gil

SUELOS COLAPSIBLES

ANALISIS DE CASOS

VENTANILLA

UNIVERSIDAD RICARDO PALMA 11

CURSO DE CIMENTACIONES CURSO DE CIMENTACIONES

CIMENTACIONES SOBRE CIMENTACIONES SOBRE SUELOS GRANULARES SUELOS GRANULARES

GRUESOSGRUESOS


GEOTECNIA DEL GEOTECNIA DEL SUELO GRANULAR SUELO GRANULAR GRUESO DE LIMAGRUESO DE LIMA

Dr. Arnaldo Carrillo GilDr. Arnaldo Carrillo Gil

Director Director Unidad de InvestigaciUnidad de Investigacióónn

Universidad Ricardo PalmaUniversidad Ricardo PalmaLima, PerLima, Perúú..


Desde hace muchos años hemos venido estudiando las gravas arenosas limpias denominadas “Conglomerado de Lima”procedentes del abanico fluvial depositado por el Río Rímac, depósito de suelos que es el apoyo de las cimentaciones que ocupan la mayor parte del área construida en Lima Metropolitana


ATE

RIO

LU

RÍN

VITARTE

CANTO GRANDE

RIO RIMAC

HUACHIPA

RIO C

HILLÓN

CHORRILLOS

BARRANCO

ATOCONGO

COMASOQUENDO

MAGDALENA DEL MAR SURQUILLO

MIRAFLORES

BOCANEGRA

LIMA

RIMAC

Formación Geológica del Conglomerado de Lima


Los sedimentos fluviales han sido depositados sobre el basamento rocoso antiguo y presenta espesores mayores a 350 metros, estimándose que el Río Rimac ha evolucionado virando de SO a NO, desde fines del Terciario Superior y comienzos del Pleistoceno, donde alcanza su mayor poder erosivo.


400

300

200

100

0.00

100

200

PR

OFU

ND

IDA

D (m

)

DISTANCIA (Km)

ROCA

ESCALA : V 1/ 5,000ESCALA : H 1/ 50,000

350 m

Conglomerado de Lima

Sección Transversal desde el nivel del mar hasta los 150 msnm


Estado natural del “Conglomerado de Lima Metropolitana”

UNIVERSIDAD RICARDO PALMA

UNIVERSIDAD RICARDO PALMA UNIVERSIDAD RICARDO PALMA




Ensayo Variación

Peso Unitario 18 kN/m3 a 22 kN/m3

Densidad Relativa 70% a 98%

Diámetro Efectivo (mm) 150 a 450

Coeficiente de Uniformidad 10 a 130

Clasificación Unificada GW/SP

Los ensayos de caracterización de las gravas arenosas limpias del “Conglomerado de Lima”indican la calidad del material geotécnico:

(Carrillo Gil, 1982)


Las investigaciones efectuadas establecen que existe una cohesión que no se debe a ninguna adhesión entre las partículas o algún cementante que las una, sino mas bien a un entrampamiento mecánico entre las partículas grandes y pequeñas que constituyen el suelo granular grueso.


ESTABILIDAD DELSUELO GRANULARGRUESO DE LIMA


Es por ello que cuando este efecto se destruye las propiedades resistentes disminuyen o se anulan, produciéndose graves deslizamientos, pérdida de soporte o deformaciones inadmisibles

(Carrillo Gil, 1982)


Aspecto de Excavaciones Aspecto de Excavaciones efectuadas en el efectuadas en el Conglomerado de LimaConglomerado de Lima


Este depósito fluvio-aluvional presenta zonas críticas en los acantilados junto al mar, principalmente en los distrito de San Miguel y Magdalena donde el mayor intemperismo y la ersoión en el pie del talud en los acantilados muestran peligro de deslizamientos en caso de un sismo severo.


Complementariamente se ha acumulado abundante información histórica obtenida de ensayos de campo y laboratorio, que han sido practicados tanto en condiciones húmedas como secas, logrando envolventes de Ensayos de Placa que muestran, para cargas mayores de 10 kg/cm2, deformaciones no mayores de 3 mm.


0 1 2 3 4 5 6ASENTAMIENTO (mm)

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

CAR

GA

UN

ITAR

IA (K

g/cm

2)

Ensayos de Placa sobre Conglomerado de Lima

(Carrillo 1987)

UNIVERSIDAD RICARDO PALMA 4141 UNIVERSIDAD RICARDO PALMA



0 1 2 3 4 5 6ASENTAMIENTO (mm)

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

16.00

CAR

GA

UN

ITAR

IA (K

g/cm

2)

Ensayos de Placa sobre Conglomerado de Lima

(Carrillo, 1987)


Adicionalmente se han efectuado Ensayos de Rotura Progresiva tomando la teoría de Terzaghi para el cálculo del empuje pasivo sobre suelos cohesivo-friccionante cuya resistencia al cortante cumple con la Ley de Coulomb.

(Cesani,1982)





Prueba Rotura Progresiva sobre el material gravo-arenoso de Lima


La aplicación de cargas se efectúa sobre un prisma de suelo granular grueso tallado en un pozo y unido por su parte inferior y posterior al suelo por ensayar de manera que al ser solicitado se le haga llegar hasta la falla con la carga aplicada progresivamente


VISTA TRIDIMENSIONAL DEL PRISMA DE SUELO Y CARACTERÍSTICAS DE EXCAVACIÓN


Los ensayos fueron llevados a cabo en pozos de prueba ejecutados dentro de las excavaciones preparadas para alojar los sótanos a diferentes niveles con respecto al de la calle, tallándose prismas de suelo gravo arenoso cuyas dimensiones correlacionen con el tamaño de las partículas grandes, manteniendo una sección cuadrada y un largo aproximado a tres veces el lado de la sección ensayada.


Detalle de la Aplicación de Carga en Prueba Rotura Progresiva


Por facilidad de visualización del avance del agrietamiento que se produce conforme se carga al suelo, toda la superficie visible de los prismas fueron recubiertos con una capa de yeso que a su vez mantenía cierta verticalidad en sus paredes, ensayándose en algunos casos sin ningún confinamiento y en otros con la presencia de paredes laterales de madera.


Con ello se determina la superficie de falla y el empuje pasivo necesario para que ésta se produzca y por iteraciones sucesivas encontrar los parámetros geotécnicos de resistencia, esto es, la cohesión y el ángulo de fricción interna.


0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0ASENTAMIENTO (mm)

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

CA

RG

A U

NIT

AR

IA (K

pa)

LEYENDA

VERTICAL SECO

VERTICAL HUMEDO

VERTCAL CHILE

HORIZONTAL CHILE

HORIZONTAL PERU

Diagrama de Pruebas Carga Directa


La comparación de las envolventes de corte efectuadas por corte directo “in situ”, arrojan resultados en los que el valor del ángulo de fricción varía de 25º hasta 42º y la cohesión desde 44 kPa hasta 84 kPa.

(Carrillo, 1991)


0 100 200 300 400ESFUERZO NORMAL (Kpa)

0

100

200

300

400

ESFU

ERZO

DE

CO

RTE

(Kpa

)

CORTE DIRECTO

CORTE DIRECTO IN SITU

ROTURA PROGRES.CF

ROTURA PROGRES. SCF

Envolventes de Cortante Conglomerado de Lima


En el caso de los ensayos de rotura progresiva se encuentran resultados variables entre 28º < φ < 38º y 29 kPa < c < 47 kPa, que indican valores siempre por debajo de los valores de corte directo, por lo que si se toman los promedios de todos los ensayos efectuados en cada una de las modalidades se encuentran valores comprendidos entre 34º y 38º, y en cohesión de 33 kPa a 47 kPa.

(Carrillo, 2007)

UNIVERSIDAD RICARDO PALMA

AGREGAR FOTOS GEORADARMAS TEXTO SOBRE EXPLORACION EN PROFUNDIDADANTES DIPOSITIVAS DE 7b que sigue


Estudios analíticos posteriores seguidos de datos instrumentales, han sentado una base sólida para el entendimiento de los efectos inducidos por las condiciones locales del suelo en los movimientos del suelo granular grueso debidos a sismos.


Ahora conocemos que no se pueden presentar importantes amplificaciones de la onda sísmica en suelos compactos, rígidos o cuando estructuras con largos períodos fundamentales se apoyan sobre potentes depósitos de suelos granulares gruesos


2 005 0 5 00 1000 2 00 0 50 00

IX

VIII

VII

VI

V

(KPa)x10 2E

SC

ALA

DE

INT

EN

SID

AD

(M.M

.I.)

MÓ DULO DE YOUNG (Kg / cm )2

PRO MEDIO

CA RG A C ÍC LICAREPET IDA

CAR GA ESTÁTIC A

UN IFO RME

5 0 2 00 5 00 1000 2 00 0 50 00

Distribución de intensidades sísmicas (terremoto 1974, Lima, Perú) y la calidad del suelo (Carrillo, 1979)


Por otro lado, las investigaciones efectuadas establecen que la ejecución de excavaciones para sótanos profundos con taludes próximos a la vertical en los suelos granulares gruesos de Lima, plantea la necesidad de considerar los parámetros de resistencia al corte del suelo a muy bajas presiones de confinamiento.


La excavación profunda de sótanos, modifica de manera importante las tensiones existentes en el espacio circundante. Estos cambios de tensiones han producido en los suelos granulares gruesos de Lima levantamiento imperceptible del fondo de las excavaciones y superficialmente desplazamientos horizontales importantes hacia el interior de las paredes de la misma


0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

(cm)

0.0 0.5 1.0 1.5Escala vertical (cm)

Curvas promedio que representan los movimientos típicos en una excavación profunda

(Carrillo, 1979)


Se llega a la conclusión de que la pared lateral de la excavación se deforma de manera importante en su parte superior moviéndose casi paralelamente hacia el centro de la excavación, estimándose que en el fondo de la misma este movimiento es pequeño, por lo que deberá tomarse mayor cuidado en el apuntalamiento o protección del talud de corte en su coronación durante la excavación y construcción, y menor en el pié de la misma.


RELACIÓN ENTRE ALTURAS E INCLINACIÓN DEL TALUD PARA CONGLOMERADO CON GRIETA DE TENSIÓN Y EFECTOS DE SEQUEDAD PARA LAS CONDICIONES MAS FAVORABLES DE RESISTENCIA DEL SUELO

(Carrillo, 1981)


RELACIÓN ENTRE ALTURAS E INCLINACIÓN DEL TALUD PARA CONGLOMERADO CON GRIETA DE TENSIÓN Y EFECTOS DE FILTRACIÓN DE AGUA PARA LAS CONDICIONES MENOS FAVORABLES DE RESISTENCIA

(Carrillo, 1981)


El diseño y los métodos de construcción para proteger estructuras existentes varían considerablemente y dependen de varios factores primarios. Un factor es el nivel de riesgo que el dueño de la instalación propuesta es capaz de asumir.

UNIVERSIDAD RICARDO PALMA 7575 UNIVERSIDAD RICARDO PALMA 7676


En la zona de tres sótanos la excavación se efectuó sin utilizar ningún sistema de apuntalamiento


UNIVERSIDAD RICARDO PALMA 7979 UNIVERSIDAD RICARDO PALMA 8080

Esta clase, que es el producto de la experiencia y estudio de muchos años del Profesor, indica claramente las características del probable comportamiento de los suelos granulares gruesos de Lima que nos permitirán establecer condiciones reales de estabilidad y parámetros de cálculo reales para las obras de ingeniería que se proyecten en el futuro.


Dr. A. Carrillo GilTelf. 433 9591Email: [email protected]

Universidad Ricardo PalmaFacultad de IngenieríaUnidad de Investigación

cimentaciones parte 4

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