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UNIVERSIDAD TCNICA PARTICULAR DE LOJA

La Universidad Catlica de Loja

REA TCNICA

TITULACIN DE INGENIERO CIVIL

PROPUESTA DE ANLISIS DE ESTUDIO DE MECNICA DE

SUELOS DEL TALUD DE LA UTPL UBICADO EN EL SECTOR SAN

CAYETANO, EN LOS PREDIOS DE LA UTPL, EN LA CIUDAD DE

LOJA, MEDIANTE INSPECCIN VISUAL Y DE CAMPO.

AUTORES: * Arias Salinas, Jos Javier

* Shingre Mora, Byron Jos

TUTORA: Esparza Villalba Carmen Antonieta, Msc.

FECHA DE ELABORACIN: 10/04/2015

FECHA DE ENTREGA: 16/04/2015

LOJA- ECUADOR

2015

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NDICE DE CONTENIDOS.

INDICE DE CONTENIDOS..2

CAPTULO I...3

INTRODUCCIN..4

1.1.- ALCANCE..4

1.2.- PROPSITO DE LA INVESTIGACIN. ..4

1.3.- ESTRUCTURA PROYECTADA....5

1.4.- UBICACIN Y DESCRIPCIN DEL REA DE ESTUDIO. ....5

1.5.- METODOLOGA DE TRABAJO....6

CAPTULO II. ...7

2.1.- TRABAJOS EJECUTADOS (ENSAYOS DE CAMPO)....8

2.2.- ENSAYOS DE LABORATORIO (SI SE HACE NECESARIO)...9

CAPTULO III. .11

3.1.- RESULTADOS OBTENIDOS...12

3.2.- ANLISIS DE RESULTADOS.15

3.2.- CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES. ..17

CAPTULO IV. ....18

BIBLIOGRAFA. ........19

ANEXO. .......20

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CAPTULO 1

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INTRODUCCIN

1.1 ALCANCE.

Es de vital importancia conocer las caractersticas del terreno sobre el cual se va a cimentar para efectuar cualquier tipo de proyecto de ingeniera civil. En el presente documento se detalla los procedimientos a seguir para la clasificacin visual del tipo de suelo de una zona que se encuentra ubicada en los predios de la UTPL, as como pruebas cualitativas y de esta manera poder establecer el estado actual de la zona, las causas probables de afectacin y medidas de remediacin y mitigacin.

Se presenta a continuacin con el propsito de emplear los conocimientos aprendidos en el transcurso de la carrera aplicndolos a proyectos reales, consiguiendo as adquirir competencias en el mbito de diseo geotcnico.

Para el presente estudio se necesita conocer las caractersticas y condiciones del suelo en la falla geolgica, y mediante un anlisis tcnico presentar correctivos para minimizar al mximo sus efectos en el entorno.

1.2 PROPSITO DE LA INVESTIGACIN.

a) GENERALES:

Realizar el anlisis visual del talud ubicado en los predios de la UTPL colindando con el edificio de Prendho y el tanque de agua

b) ESPECIFICOS:

Los propsitos fundamentales dentro del presente proyecto son:

Determinar el tipo de resistencia del suelo mediante el mtodo indirecto utilizando la mano.

Conocer las caractersticas del talud por medio de una inspeccin visual.

Obtener un diagnstico inicial del problema existente en el talud para poder identificar los ensayos necesarios.

Determinacin de las causas probables de afectacin de la zona

Determinacin de las posibles obras para mitigar impactos

Determinar los riesgos que puede provocar la inestabilidad del talud

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1.3 ESTRUCTURA PROYECTADA.

En el lugar de anlisis se proyecta la construccin de un edificio de 5 plantas incluyendo stano, este stano ser destinado para los laboratorios del rea tcnica, el solar tiene un rea de 1700 m2, para esto es necesaria la evaluacin del sector como de las construcciones vecinas.

Luego de haber realizado el anlisis visual del proyecto se recomienda realizar un estudio ms profundo y detallado del sector mencionado para conocer las caractersticas fsicas del suelo y as poder tomar correctivos para mejorar el suelo y la estabilidad del talud, mediante un correcto drenaje y muros.

1.4 UBICACIN Y DESCRIPCIN DEL REA DE ESTUDIO.

El Proyecto se encuentra ubicado en la Parroquia El Valle, al Nororiente de la ciudad de Loja, en el barrio San Cayetano Cantn y Provincia de Loja, en la parte posterior de UTPL colindando con el edificio de Prendho y el tanque de agua las coordenadas del proyecto son las siguientes:

WGSM 84-Zona 17 sur

987457.00 N

196763.00 E

2138 msnm.

Imagen 1

Imagen 1. Croquis de la Zona de estudio. Tomado (Google Earth)

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1.5 METODOLOGA DE TRABAJO.

Para realizar la siguiente inspeccin visual del talud procedimos primeramente a reconocer el terreno para elegir el lugar adecuado de tal manera que se pueda visualizar claramente el tipo de perfil o tipo de suelo y la correspondiente estratificacin de los materiales que incurren en el talud.

Luego procedimos al reconocimiento y clasificacin de los suelos encontrados en el lugar elegido, se procedi a realizar por medio de mtodo de muestreo indirecto, los ensayos de resistencia en estado seco, dilatancia y tenacidad, adems se realiz la prueba de la mano para el correspondiente anlisis de la textura y la clasificacin del suelo con el material existente y agua.

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CAPTULO 2

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TRABAJOS REALIZADOS

2.1 TRABAJOS EJECUTADOS:

En el presente proyecto se realiz los siguientes ensayos en el campo:

2.1.1 Resistencia en estado seco

Para este ensayo se extrajo una muestra circular seca de aproximadamente 20 mm de dimetro luego de presiona la muestra con los dedos pulgar e ndice hasta lograr que la muestra se pulverice. Los limos exentos de plasticidad, no presentan ninguna resistencia en estado seco y sus muestras se desmoronan con muy poca presin digital. Las arcillas tienen mediana y alta resistencia al desmoronamiento por presin digital.

2.1.2 Dilatancia

En esta prueba, se realiza una esfera de unos 20 mm de dimetro con una consistencia suave, pero no pegajosa, se agita alternativamente en la palma de la mano, golpendola contra la otra mano, mantenindola apretada entre los dedos.

Este ensayo consiste en determinar el tipo de reaccin que tiene una muestra de suelo moldeada con agua al ser agitada horizontalmente contra la mano varias veces, y verificar la reaccin cuando aparezca el agua en la superficie del suelo

2.1.3 Tenacidad

La prueba se realiza sobre un espcimen de consistencia suave, similar a la masilla. Este espcimen s enrolla hasta formar un rollito de unos 3 mm de dimetro aproximado, que se amasa y vuelve a enrollar varias veces. Se observa como aumenta la rigidez del rollito a medida que el suelo se acerca al lmite plstico. Sobrepasado el lmite plstico, los fragmentos en que se parta el rollito se juntan de nuevo y amasan ligeramente entre los dedos, hasta el desmoronamiento final.

2.1.4 Color

En exploraciones de campo el color es un dato til para diferenciar diferentes estratos y para identificar tipos de suelo, cuando se posea la experiencia necesaria. Como datos se tiene que por ejemplo: el color negro indica la presencia de materia orgnica, los colores claros y brillosos son propios de suelos inorgnicos.

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2.1.5 Olor

Los suelos orgnicos tienen por lo general un olor distintivo, que puede usarse para identificacin; el olor es particularmente intenso si el suelo est hmedo, y disminuye con la exposicin al aire, aumentando por el contrario, con el calentamiento de la muestra hmeda.

2.1.6 Mtodo de la mano

Es un mtodo de muestreo indirecto fcil de realizar en donde se puede reconocer la resistencia, cohesin del suelo por medio de la penetracin del dedo o puo en el suelo como se puede observar en la figura.

Imagen 2

Imagen 2. Mtodo de la mano para comprobar resistencia del suelo.

Tomado de (Esparza, C. 2014)

2.2 ENSAYOS DE LABORATORIO:

Para seleccionar el tipo de ensayos de laboratorio a realizar se deber tener presente lo siguientes objetivos:

Clasificar correctamente el suelo.

Identificar el estado en que se encuentra el suelo.

Evaluar sus propiedades mecnicas.

Prever posibles problemas geotcnicos (expansividad, colapso, etc)

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Los ensayos de laboratorio ms comunes son:

2.2.1 Ensayos de Identificacin:

Granulometra de un suelo

Lmites de Atterberg

Densidad aparente

Humedad natural (Contenido de Humedad)

Ensayos Mecnicos:

Ensayo de Compresin Simple

Ensayo de Corte Directo

Ensayo de Compresin Triaxial

Ensayo Edomtrico (Consolidacin)

Los ensayos requeridos para un correcto anlisis, son los siguientes:

a) Extraccin de muestras representativas para la clasificacin de suelos: Granulometra (fina y gruesa), Humedad Natural, Lmite Lquido, Lmite Plstico, Gravedad Especfica de los suelos, Triaxial, Resistencia al Corte; estos nos permitirn conocer las caractersticas fsicas y mecnicas de los suelos por medio de la clasificacin de la AASHTO y SUCS.

b) Realizar un sondeo con el objetivo de detectar en forma razonablemente y confiable, la extensin, espesor y carcter de suelos y rocas existentes destacando irregularidades importantes del subsuelo, con un espaciamiento recomendable de 20m.

c) De ser necesario realice sondeos para estabilizacin de taludes.

d) Ensayo de SPT, para conocer la capacidad portante del suelo y su perfil estratigrfico de acuerdo a la dimensin de cada uno de los estratos presentes.

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CAPTULO 3

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RESULTADOS OBTENIDO

3.1 RESULTADOS OBTENIDOS.-

A continuacin se presentan los datos obtenidos en el reconocimiento del terreno, as como algunas caractersticas observadas y que pueden influir en el presente estudio.

Al realizar el reconocimiento del terreno y luego de la inspeccin visual y de la realizacin de algunos ensayos realizados In Situ, se determin que el suelo donde se encuentra el talud es de color amarillo rojizo en la mayor parte del talud con pequeos sectores de color gris, se aprecia a simple vista la presencia de un suelo con gran cantidad de limo arcilloso, no presenta ningn tipo de olor por lo que se lo puede caracterizarlo como un suelo inorgnico, aunque se pudo apreciar una capa de suelo orgnico a una altura aproximada de 0.3 m y tambin se pudo apreciar que el suelo constaba con una capa de material de relleno que va desde 2m en su punto ms alto en el sector sur y va descendiendo hacia el norte hasta terminar en terreno natural no alterado, el suelo posee una cobertura vegetal de un 70 % entre el talud y el terreno que esta sobre el talud, la cobertura vegetal est compuesta principalmente por csped local de la zona con la presencia de unos pocos arbustos, en la corona del talud.

Tambin es importante mencionar la presencia de deslizamientos a lo largo del talud por causa de la humedad presente en el terreno, la longitud del talud 123.93 m de norte a sur, y la longitud del deslizamiento es 26.8 m en el sector central del talud.

Se pudo observar que para controlar los problemas de humedad en el terreno que afectan al talud, se han realizado cunetas de coronacin para la correcta evacuacin del agua en la parte superior del talud. El talud analizado tiene un ngulo de inclinacin promedio de 50.

3.1.1 Resultados de la prueba de Resistencia en estado seco.-

En este ensayo se obtuvo una muestra de una parte que se encontraba mayormente seca y se realiz el ensayo que dio como resultado que la muestra presento una resistencia baja al desmoronamiento o pulverizacin.

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Tabla 1.

Criterios para describir la resistencia en estado seco. (I.N.V.E. 102, 2010)

3.1.2 Resultados de la prueba de dilatancia.-

La reaccin que se busc encontrar en este ensayo es la velocidad con la que el agua aparece mientras se agita y desaparece mientras se comprime, y se comprob que el agua aparece lentamente segn se va agitando la mano y desaparece al ser comprimida con la mano, por lo que se determin que la dilatancia del suelo es Lenta.

Tabla 2.

Criterios para describir la Dilatancia del suelo. (I.N.V.E. 102, 2010)

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3.1.3 Resultados de la prueba de tenacidad.-

Al realizar la prueba de tenacidad se verific que el rollito de muestra se lo realizaba de manera normal y no requera de mucha presin para realizarlo, por lo que se determin que el suelo posee una tenacidad baja.

Tabla 3.

Criterios para describir la Tenacidad del suelo. (I.N.V.E. 102, 2010)

3.1.4 Resultados de la prueba de plasticidad.-

Con el rollito analizado en la prueba de tenacidad tambin se pudo observar criterios para la prueba de plasticidad y lo que se noto es que el hilo es fcil de enrollar y no se requiere de mucho tiempo para enrollarlo.

Tabla 4.

Criterios para describir la Plasticidad del suelo. (I.N.V.E. 102, 2010)

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3.1.5 Resultados de prueba de resistencia por el mtodo indirecto de la mano

La prueba se llev a cabo en la superficie del terreno y en lugares como las crcavas en donde se observaba las diferentes capas del suelo. El resultado de este ensayo dio como resultado que la resistencia del suelo es blanda.

Imagen 3

Imagen 3. Cuadro tipos de resistencia del suelo. (Esparza, C. 2014)

3.2 ANLISIS DE LOS RESULTADOS.

Al analizar los resultados obtenidos y usando las tablas mostradas a continuacin se determin que el material analizado es:

Un limo plstico en el que se pudo apreciar la presencia de pequeos sectores de arcilla y una pequea parte de material granulas muy fino.

Tabla 5.

Criterios para identificar el tipo de suelo inorgnico de grano fino. (I.N.V.E. 102, 2010)

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Imagen 4.

Identificacin del tipo de suelo y sus caractersticas segn nomenclatura. (USCS, 2011)

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3.3 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.

Como se seal el tipo de suelo del talud analizado, es de tipo MH lo que indica que es un suelo limoso plstico, con presencia de granos finos y pequeas cantidades de arcilla o micas, tambin se not la presencia de deslizamientos en el talud por la presencia de agua en el mismo.

Aunque se observ la presencia de cunetas de coronacin para controlar el problema del agua que baja por el talud, se recomienda realizar una impermeabilizacin de las mismas ya que al no estar impermeabilizadas pueden provocar la filtracin del agua por las mismas.

EL terreno analizado parece tener una buena resistencia al corte en ciertos lugares en los que no ha sido alterado el terreno natural, pero en los rellenos es donde se presentan los mayores problemas.

Tambin se pudo observar una pequea filtracin del tanque de agua que se encuentra en el terreno, es necesario tomar en cuenta este factor, ya que contribuye al aumento de humedad en el terreno.

Los ensayos que se recomendaran hacer para obtener informacin ms detallada y precisa de las caractersticas propias del suelo son:

a) Calicatas o perforaciones de ser necesario, para la determinacin del nivel fretico

y la direccin del agua.

b) Anlisis granulomtrico.

c) Determinacin de los lmites lquido y plstico.

e) Peso especfico de los slidos del suelo.

f) Clasificacin del suelo.

g) Ensayo de SPT.

3.3.1 Posibles soluciones.

a) Impermeabilizar las cunetas de coronacin para que no exista una filtracin a travs de ellas, y que puedan afectar al talud internamente.

b) Elevar el muro que se encuentra en la base del talud y fortificarlo para que resista los posibles deslizamientos que se puedan dar hasta que sea consolide el terreno.

c) Utilizar terrazas para contener el deslizamiento del talud.

d) Reparar las filtraciones en el tanque de agua que se encuentra en el terreno ya que estas contribuyen al exceso de humedad en el terreno.

e) Realizar un mejoramiento del suelo y una compactacin, si la capacidad del suelo no es suficiente para resistir la edificacin que se construir.

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CAPTULO 4

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4.1 BIBLIOGRAFA

I.N.V.E. (2010). DESCRIPCIN E IDENTIFICACIN DE SUELOS (PROCEDIMIENTO VISUAL Y MANUAL). APARTADO 102

USCS. (2011). Sistema Unificado de Clasificacin de Suelos. Ao 2011.

Das, B. M. (2010). Principios de Ingeniera de cimentaciones. Mxico: Artgraph.

Esparza, C. (2014). Investigacin de subsuelo. Investigacin de subsuelo. Loja, Loja, Ecuador.

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4.2 ANEXOS (MATERIAL FOTOGRFICO).

Fotografa 1 Parte Frontal Fuente del Autor

Fotografa 2 Resistencia en estado Seco Fuente del Autor

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Fotografa 3 Dilatacin Fuente del Autor

Fotografa 4 Tenacidad y Plasticidad Fuente del Autor

Fotografa 5 Resistencia por el mtodo indirecto de la mano. Fuente del Autor

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Fotografa 6 Estructura de los Estratos Fuente del Autor

Fotografa 7 Sedimentos Fuente del Autor

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Fotografa 8 Cunetas de Coronacin Fuente del Autor

Fotografa 9 Filtracin del tanque de agua Fuente del Autor

Fotografa 10 Medicin del deslizamiento en el talud. Fuente del Autor