articulo_01_parte_02

5/13/2018 Articulo_01_Parte_02 - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/articulo01parte02 1/6

GEOTECNIA DE LOS SUELOS PERUANOS

“CALZADURAS DE CONCRETO EN LOS SUELOS GRAVO-ARENOSOS

DE LIMA METROPOLITANA”

Arnaldo Carrillo Gil, I. C.,M. en I.Profesor Emérito de la Universidad Nacional de Ingeniería

Profesor de Ingeniería Civil de la Universidad Ricardo PalmaPresidente del Instituto Peruano de Ingeniería Geotécnica y Geoambiental.

Cualquier excavación que se practique en los suelos granulares gruesos de Lima, causadisipación de esfuerzos concentrados en el terreno y su correspondiente expansión en elsuelo adyacente, lo que redunda en asentamientos y formación de grietas de tensión queoriginan cuñas de deslizamiento que pueden ser activadas por efecto de sobrecargasestáticas o dinámicas generadas en el área de excavación y cuyo disparador casi siemprees el agua infiltrada en el medio poroso. La repercusión o efectos que en las estructurasadyacentes puedan tener los trabajos de una excavación mayor de diez metros tanto ensu estabilidad como en futuros asentamientos, adquiere fundamental importancia enmuchas áreas de la ciudad, como es el caso del reciente derrumbe ocurrido en la primeracuadra de la Av. 28 de Julio en Miraflores, donde debió recurrirse a un adecuado diseñode la excavación, de sus calzaduras y soportes, que hubieran evitado los movimientos del

terreno y la caída del muro que ha afectado a los vecinos y originado demandas judicialesy retrasos en la construcción.

La excavación profunda de sótanos, con el retiro de pesos substanciales de suelo,modifica de manera importante las tensiones existentes en el espacio circundante. Estoscambios de tensiones han producido en los suelos granulares gruesos de LimaMetropolitana levantamiento imperceptible del fondo de las excavaciones ydesplazamientos horizontales importantes hacia el interior de las paredes de la mismapara ocasionar finalmente derrumbes que en algunos casos han cobrado vidas humanasy en otros han originado daños en las estructuras cercanas cuyo costo en muchos casosse acerca y aún sobrepasa el costo de construcción de la misma cimentación.

Para evitar problemas y adoptar criterios bien fundados, es recomendable tomar enconsideración el probable comportamiento del suelo, que por encontrarse en estadocompacto y estar conformado por piedras y grava empacada en arena, se ha confiado enel pasado demasiado en su resistencia y soporte lateral, sin estimar la magnitud de susmovimientos y las probables consecuencias que puede acarrear no prever un adecuadoprocedimiento de diseño y construcción y mejor aún, un buen proyecto de excavación ycalzaduras como producto de comprobaciones y estudios bien hechos.

Debido a la naturaleza compleja de la redistribución de esfuerzos causados por una

excavación en estos suelos, además de la presencia de variables inherentes al procesoconstructivo tales como el uso inadecuado de máquinas y pericia de la mano de obra,cuyos efectos son muy difíciles de predecir y controlar, se han combinado los resultados




de investigaciones que venimos haciendo hace más de quince años, con numerosasmedidas del movimiento del talud en excavaciones profundas ejecutadas en diferentespartes de la ciudad, lo que nos ha permitido establecer que una determinada zona de lasparedes de la excavación esta sometida principalmente a deformaciones por esfuerzocortante como consecuencia de la relación que existe entre la longitud y espesor de la

zona de trabajo, así como por causa de las propiedades no-lineales del suelo, siendosecundarias y mínimas las deformaciones por flexión, condiciones que regulan un modelode comportamiento típico con asentamientos e inclinaciones hacia la excavación cuanto aefectos laterales traducidos en deformaciones horizontales del terreno a lo largo de lasparedes de la calzadura.

De los numerosos casos estudiados se establece que un gran número de factoresinterrelacionados influyen en la magnitud y distribución de los movimientos queacompañan a la ejecución de una excavación en el suelo granular grueso de Lima,algunos de los cuales han ocurrido en el caso reciente de la calle Porta; éstos puedendeberse a una programación inadecuada del proceso y forma de excavación, a eventos

sísmicos ocurridos durante las diferentes etapas de construcción, a falta de soporte oinconveniente colocación de puntales, y a rotura de tuberías de agua o desagüe duranteel proceso constructivo.En todos los casos, hay que tomar en cuenta que antes de practicarse la excavación entodas sus secciones existía equilibrio de empujes y como consecuencia de la descarga seorigina un déficit de tensiones produciéndose deformaciones horizontales del terreno quesuperponiendo efectos se llega a la conclusión de que la pared lateral de la excavación sedeforma de manera importante en su parte superior moviéndose casi paralelamente haciael centro de la excavación, estimándose que en el fondo de la misma este movimiento espequeño, por lo que deberá tomarse mayor cuidado en el apuntalamiento o protección deltalud de corte en su coronación durante la excavación y construcción, y menor en el piéde la misma. Estos desplazamientos dependen de factores tales como rigidez del muro,dimensiones y profundidad de excavación, propiedades del suelo, tipo de apuntalamientoo anclaje a colocarse, además del procedimiento constructivo correspondiente.

Nuestra experiencia en este tipo de procedimientos especiales de la construccióngeotécnica y la práctica profesional peruana, indica que las calzaduras se ejecutanexcavando zanjas de forma rectangular, o mucho mejor trapezoidal, a intervalos bajo lacimentación vecina, éstas zanjas se rellenan con concreto hasta la parte inferior de lacimentación, construyéndolas por paneles alternados hasta constituir una faja continua deapuntalamiento unida a la otra antigua y colocada a la profundidad requerida. Las

longitudes que queden sin apoyo por la formación de los paneles alternados sedistribuyen por igual a lo largo de la zona de calzaduras y se recomienda que en ningúncaso la suma de las longitudes sin apoyo exceda a un cuarto de la longitud total porcalzar. Cuando el muro vecino esta excesivamente cargado, nosotros recomendamos quela longitud sin apoyo en cualquier punto dado no debe exceder a un quinto o un sexto dela longitud total, además de tomarse la precaución de apuntalar adecuadamente lacoronación del muro.

En algunos casos, como fase final en la calzadura se suele llevar a cabo una inyección delechada de cemento a presión en las líneas recurrentes entre la obra antigua y la nueva.Esto hace que el terreno bajo la nueva cimentación se vea sometido a esfuerzos previos,

que en calzaduras pequeñas quizá no sean necesarios, pero puede resultar ventajoso encimentaciones anchas o de formas irregulares en las que es difícil asegurar una




distribución completa del concreto bajo la estructura, sin embargo, se considera siempreque un relleno de concreto prácticamente seco proporciona mayor solidez que uno blandoo húmedo.

Durante la ejecución de una excavación para sótanos, se aconseja tomar en cuenta

algunas precauciones, como resultado de nuestra experiencia y estudios previosrealizados. Así se puede aumentar la altura de una excavación vertical no apuntaladasiempre que no se sobrepase de una altura máxima de cinco metros para condiciones deequilibrio crítico de estabilidad y suelo con baja resistencia y presencia de humedad. Paralas mismas condiciones anteriores y con presencia de grieta de tensión ya formada, sepuede considerar que para cualquier calzadura el talud siempre será inestable

En condiciones de humedad o saturación del cuerpo del talud se puede considerar establepara sobrecargas livianas, sin embargo para alcanzar un factor de seguridad de 1.50promedio, sólo se podría llegar a una altura teórica de 10.50 metros; pasada estaprofundidad y en todos los casos mayor de 15.00 metros es necesario el apuntalamiento

en la coronación de la excavación para que se oponga a la formación de grietas detensión que originan las potenciales cuñas de deslizamiento y la consiguiente inestabilidadde las edificaciones vecinas.

Finalmente, el procedimiento constructivo debe tomar en cuenta dejar bermas oespaldones de tierra como soporte provisional de la excavación, los mismos que seránretirados posteriormente una vez terminada la calzadura o colocados los puntalesapoyados en la estructura del sótano del edificio en construcción, empleando el sistemaascendente-descendente que consiste en levantar la estructura en el centro de laexcavación para actuar como soporte, o en su defecto alojar columnas definitivas de lacimentación de los sótanos en perforaciones realizadas desde la superficie del terrenoapoyadas en la parte inferior, lo que permite iniciar la construcción en forma ascendente almismo tiempo que la excavación se practica de forma descendente, soportándose con lostechos o puntales apoyados en ellos, procedimiento que ha sido ejecutado en nuestromedio con éxito en el caso de excavaciones mayores de 20.00 metros de profundidad conedificios adyacentes hasta de 15 a 25 pisos de altura.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

Carrillo Gil, A., 1977, “Correlations of the seismic effects on the soils of Peru”, Procc. IXInternational Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, Tokyo, Japan.

Carrillo Gil, A., 1979, “Estabilidad y resistencia del conglomerado de Lima Metropolitana”,Revista El Ingeniero Civil, Vol. I, Lima, Perú.

Carrillo Gil, A., 1979, “Comportamiento dinámico del suelo fluvio-aluvial de Lima”,Memorias del VI Congreso Panamericano de Mecánica de Suelos, Lima, Perú.

Carrillo Gil, A., 1981, “Geotechnical aspects in the stability and excavation on coarse-

grained soils”, Procc. Symposium on Engineering Behavior of Coarse Grained Soils,Boulders and Rocks, GEOMECH-81, India.




Carrillo Gil, A., 1982, “Excavaciones profundas y calzaduras en suelos granularesgruesos”, Memorias del I Congreso Chileno de Ingeniería Geotécnica, Chile.

Carrillo Gil, A., Ríos, R., 1982, “Problemas de excavaciones profundas en la ciudad de

Lima”, Memorias del IV Congreso Nacional de Ingeniería Civil, Chiclayo, Perú.

Carrillo Gil, A., Garcia, E., 1985, “A study on stability of natural cliff with seismic effects”,Proc. XI International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, SanFrancisco, USA.

Carrillo Gil, A., 1986, “Cimentación y estabilidad dinámica de los suelos del Perú”,Seminario de Actualización de Conocimientos, Vol. 1, Comité Peruano de Mecánica deSuelos, Fundaciones y Mecánica de Rocas, Lima, Perú.

Carrillo Gil, A., 1986, “Prevención y Supervisión en los trabajos especializados de

Ingeniería Geotécnica”, Memorias del VI Congreso Nacional de Ingeniería Civil,Cajamarca, Perú.

Carrillo Gil, A., 1987, “Geotécnia en obras superficiales lineales”, Relator General de laSesión V del VIII Congreso Panamericano de Mecánica de Suelos e Ingeniería deCimentaciones, Cartagena, Colombia.

Carrillo Gil, A., 1987, “Gravas y arena del conglomerado de Lima: Una predicción de sucomportamiento”, Estudio de las Gravas del Comité Regional de la Sociedad Internacionalde mecánica de Suelos, Cartagena, Colombia.

Carrillo Gil, A., 1991, “Propiedades geotécnicas de los suelos de América”, Panelista, IXCongreso Panamericano de Mecánica de Suelos e Ingeniería de Cimentaciones, Vol. IV,Viña del Mar, Chile.

Carrillo Gil, A., 1994, “Estabilidad y tratamiento de taludes en la Costa verde”, Forum PlanMaestro de Desarrollo de la Costa Verde, Lima, Perú.

Carrillo Gil, A., 1996, “ Peligros en el suelos de Lima: las fallas por excavacionesprofundas”, Revista Medio de Construcción, Lima, Perú.




PROBABLE MECANISMO DE FALLA

1- Estado de equilibrio del suelo antes de la excavación.2- Modificación de los esfuerzos existentes y formación de grietas de

tensión Rotura de tuberías de agua o desagüe.

3- Agrietamiento y colapso de estructuras livianas cimentadas en lacoronación del talud vertical.

4- Probable distribución de empujes sobre el muro de calzadura construido.5- Colapso del muro y caída de parte de las edificaciones ya agrietadas.6- Estado final de falla del muro de calzadura.




FALLA EN LA CALZADURA DE LA CALLE

PORTA, EN MIRAFLORESPANEL FOTOGRAFICO

articulo_01_parte_02

Documents