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CIMENTACIONES Manuel Guevara Anzules 4 Ing. Manuel Sierra Alvarado CAPITULO I INTRODUCCION
Las excavaciones profundas se realizan con mucha frecuencia para desplantar cimentaciones sobre todo en zonas urbanas debido a la escasez de espacio, por lo cual la construcción bajo cota de terreno natural ha cobrado gran importancia. En la actualidad, las edificaciones cuentan con la construcción de ciertos niveles de sótanos que pueden tener profundidades variables, generalmente por necesidades arquitectónicas, por optimización de espacios o por soluciones geotécnicas. En la mayoría de los edificios modernos de nuestra ciudad, debido a la problemática de búsquedas de lugares utilizables, para sótanos de parqueos, observamos este tipo de obras. Por esta razón en este tipo de trabajos, es fundamental determinar métodos de excavación adecuados y sistemas seguros de sostenimiento, para proteger las paredes de excavación, evitando posibles fallas en edificios adyacentes. En general, cuando empieza una nueva estructura a edificarse y si esta requiere una excavación profunda para su cimentación, es estrictamente necesario estudiar bajo qué condiciones se realizaran los trabajos de excavación, ya que la misma podría causar pérdida de capacidad de carga, asentamientos, movimientos laterales en edificaciones colindantes, etc. Por esto es obligatorio determinar soluciones accesibles para realizar trabajos de excavaciones seguros y económicos. En este trabajo se presentara las causas y factores que influyen en la estabilidad general de las excavaciones, tales como la estabilidad de paredes y la estabilidad del fondo de una excavación mediante un análisis geotécnico para encontrar alternativas de contención de suelos pudiendo ser estos flexibles o rígidos, además de establecer, en cada caso, un proceso constructivo bajo un adecuado sistema de seguridad o prevención de accidentes. Nuestro objetivo es presentar los aspectos generales que se deben considerar al momento de realizar trabajos de excavación así como también métodos de diseño aplicando conceptos y criterios de la Mecánica de Suelos y la Geología aplicada, permitiendo evaluar alternativas y sistemas constructivos adecuados.
CAPITULO II ESTABILIDAD DE EXCAVACIONES PROFUNDAS
2.1 Estabilidad del fondo de Excavación Conceptualmente los trabajos de excavación se refieren al proceso de desalojo de tierras para cimentaciones cuando por necesidad arquitectónica o condiciones geotécnicas así lo requieran. Las pruebas de laboratorio deben conducir a la determinación de los parámetros significativos del comportamiento mecánico de los suelos. Es necesario realizar un análisis geotécnico, para predecir el comportamiento del suelo ante las cargas de tipo estático y solicitaciones dinámicas así como estimar el factor de seguridad a corto y largo plazo. Por ejemplo, considérese el realizar una excavación en un potente estrato de arcilla. En este caso, si las condiciones del suelo facilitan el fenómeno, se inducirán expansiones en la masa del suelo por la descarga efectuada y, por ello, la resistencia al esfuerzo cortante tenderá a disminuir con el tiempo. La condición crítica del suelo estará en los momentos finales del proceso de expansión, que corresponderá a etapas avanzadas de la vida de la obra. La prueba lenta o rápida- consolidada seria las recomendables para la representación de esta situación. Para emitir criterio para la estabilidad estática de las excavaciones, es necesario estimar la profundidad real de desplante de la estructura para analizar los diferentes tipos de fallas implicados al realizar una excavación. En la estabilidad de una excavación se analizan las fallas en las paredes o cortes verticales y las fallas de fondo de la excavación. Las fallas de fondo en una excavación se pueden presentar de tres maneras: por capacidad de carga o corte en el fondo de la excavación, por expansión debido a liberación de esfuerzos de suelo y por subpresión teniendo la presencia del agua en el fondo de la excavación
2.1.1 Falla por Corte La Falla de Fondo por Esfuerzos Cortantes, se presenta en arcillas blandas y saturadas, manifestándose como un levantamiento brusco del fondo provocado por el desalojo del material simultáneamente con el hundimiento repentino de la superficie del terreno aledaño a la excavación lo que podría ocasionar el colapso de las paredes de la excavación o del sistema de soporte lateral si este existiera. En excavaciones
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CIMENTACIONES Manuel Guevara Anzules 5 Ing. Manuel Sierra Alvarado profundas, es común el uso de concreto colado (Muro Milán) o de tablestacas de acero, cuyo extremo inferior se empotra hasta alguna profundidad bajo el nivel del el fondo de la excavación, antes de iniciar los trabajos de extracción de tierra. Esta práctica tiene el objetivo de aumentar el factor de seguridad ante la falla. La rigidez estructural del muro
Introduce dos acciones favorables ante la falla del suelo en el que se empotra el muro: Aquella producida por el momento resistente del muro y la otra por la fricción que se desarrolla entre el muro y el suelo. La capacidad de carga es la presión última o de falla por corte del suelo y se determina utilizando las fórmulas aceptadas por la mecánica de suelos. En suelos cohesivos (arcilla, arcilla limosa y limo-arcillosa), se empleará un ángulo de fricción interna igual a cero. En suelos friccionantes (gravas, arenas y gravas-arenosas), se empleará una cohesión (c) igual a cero.
La posibilidad de falla de
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