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2

INDICE TEM`TICO

Factores de Conversin de Unidades A. Relaciones Volumtricas y Gravimtricas. Anlisi s granulomtrico.

A.1 Valores tpicos de Gravedad Especfica A.2 Relaciones volumtricas y gravimtricas A.3 Curva de distribucin de tamaos de partcula (curva granulomtrica) A.4 - Planilla para el ensayo granulomtrico de suelos

B. Clasificacin de Suelos B.1 - Clasificacin de suelos y mezclas de agregado s para la Construccin Vial B.2 - Clasificacin de suelos para la prctica de Ingeniera

C. Distribucin de Esfuerzos en la Masa del Suelo C.1 - Incremento de tensiones verticales en medio homogneo para faja de ancho B y cuadrada de lado B (solucin de Boussinesq) C.2 - Incremento de tensiones verticales en medio finamente estratificado para faja de ancho B y cuadrada de lado B (solucin de Westergaa rd) C.3 - Incremento de tensiones verticales por efecto de carga lineal C.4 - Incremento de tensiones verticales bajo esquina de carga rectangular C.5 - Incremento de tensiones verticales bajo carga de terrapln en faja C.6 - Incremento de tensiones bajo carga circular (verticales y horizontales Ko = 0.45) C.7 - Incremento de tensiones verticales bajo carga circular C.8 - Incremento de tensiones verticales bajo carga de forma cualquiera. Medio homogneo (solucin de Boussinesq) C.9 - Incremento de tensiones verticales bajo carga de forma cualquiera. Medio finamente estratificado (solucin de Westergaard) C.10 Comparacin de la distribucin de esfuerzos verticales (medio elstico homogneo y sistema de dos capas) C.11 Incremento de tensiones bajo carga de faja (h orizontales y verticales)

D. Teora de la Consolidacin Unidimensional D.1 Relacin entre Tv y U D.2 Iscronas en edmetro con drenaje por ambos l ados

E. Mtodo semiemprico para el clculo de Empuje de Suelos E.1 Superficie de relleno inclinada E.2 Superficie de relleno inclinado cambiando lue go a horizontal

F. Coeficientes de Estabilidad de Taludes F.1 Coeficiente de estabilidad para suelos cohes ivos homogneos saturados F.2 Coeficiente de estabilidad para suelos cohes ivo-friccionales homogneos saturados

G. Capacidad Portante de Fundaciones G.1 Fundaciones superficiales G.2 Fundaciones profundas

H. Ensayo de Penetracin Estndar (S.P.T.)

3

Factores de Conversin de Unidades

4

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5

$-(# gggg * gggg ##2#* 0340,56$1#,5571

6

A.3 C

urva de distribucin de tama

os de partcula

(curva granulom

trica)

2 1/2"1/2"2 mm 1"N4N10N20N40N200 N100

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,001 0,01 0,1 1 10 100

Abertura (mm)

Po

rce

nta

je p

asa

nte

(%

)

TAMICES HIDRMETRO

7

A.4 - Planilla para el ensayo granulomtrico de sue los

Peso Total (g)

Abertura

Tamiz (micras)

Retenido parcial

(g)

Retenido acumulado

(g)

Retenido acumulado

(%)

Pasa acumulado

(%) 2 1/2" 63800

2" 50800 1 1/2 36100 1" 25400

3/4" 19000 1/2" 12700 3/8" 9500 1/4" 6350 #4 4760 #8 2380 #10 2000 #16 1190 #20 840 #30 590 #40 420 #50 297 #80 177 #100 149 #200 74

8

/

B.1 - /*" )!!AABED(2/68."B 6(()8*+

Clasificacin General

Materiales Granulares (35% o menos pasa el tamiz N200)

Materiales limo-arcillosos (ms de 35% pasa el tamiz N200)

A-1 A-2 A-7 Clasificacin de

Grupo A-1-a A-1-b A-3

A-2-4 A-2-5 A-2-6 A-2-7 A-4 A-5 A-6 A-7-5

A-7-6

Anlisis de tamizado (% pasa)

2.00 mm (# N10) 50 mx ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- 0.425 mm (# N40) 30 mx 50 mx 51 min ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- 0.075 mm (# N200) 15 mx 25 mx 10 mx 35 mx 35 mx 35 mx 35 mx 36 min 36 min 36 min 36 min

Caractersticas de fraccin pasa # N40

Lmite Lquido (LL) ---- ---- 40 mx 41 min 40 mx 41 min 40 mx 41 min 40 mx 41 min ndice Plstico (IP) 6 mx NP 10 mx 10 mx 11 min 11 min 10 mx 10 mx 11 min 11 min

Materiales constituyentes significativos

Fragmentos de piedra, grava y

arena

Arena fina Grava y arena limosa o arcillosa Suelos limosos Suelos arcillosos

Clasificacin general como subrasante Excelente a buena Regular a pobre

El IP del subgrupo A-7-5 es igual o menor que LL menos 30. El IP del subgrupo A-7-6 es mayor que LL menos 30 (ver Grfico siguiente). La casilla A-3 antes de la A-2 es debido al proceso de eliminacin de izquierda a derecha. No indica s uperioridad de A-3 sobre A-2.

!F!C 4 "A6(A64+- $ (. $ # > ! C ! A68 G! ! ! ! >

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;0?1@%#$A%#%%?0=B%1CA%#%,0B"B ,B+AB7.2846):

Divisin Mayor

Sm

bolo

Nombres Tpicos Criterio de clasificacin en labora torio

GW Gravas bien graduadas,

mezclas de grava y arena con poco o nada de finos

,!, ?!2,, ?(:

Gra

va li

mpi

a p

oco

o na

da d

e fin

os

GP Gravas mal graduadas,

mezclas de grava y arena con poco o nada de finos

5DBAB0A,5D7DB#DBKBDB7A7A,L5AA D

GM Gravas limosas, mezclas de grava, arena y limo # !$=# A

!H2

GR

AV

AS

M

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mita

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4

Gra

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nos

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idad

apr

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ble

GC Gravas arcillosas,

mezclas de grava, arena y arcilla

# !$# A!H4

A$# A24HH !$$

SW Arenas bien graduadas,

arena con gravas, poco o nada de finos

,!, ?!*,, ?(:

Are

na li

mpi

a p

oco

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da d

e fin

os

SP Arenas mal graduadas,

arena con gravas, poco o nada de finos

5DBAB0A,5D7DB#DBKBDB7A7A,L5AA D

SM Arenas limosas, mezclas de arena y limo # !$=

# A!H2 S

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SC Arenas arcillosas, mezclas de arena y arcilla Dep

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W-S

P)

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A$# A24HH !$$

ML Limos inorgnicos, polvo de roca, limos arenosos o

arcillosos ligeramente plsticos

CL

Arcillas inorgnicas de baja a media plasticidad,

arcillas con grava, arenosas o limosas

LIM

OS

Y A

RC

ILLA

S

Lm

ite l

quid

o m

enor

de

50

%

OL Limos orgnicos y arcillas limosas orgnicas de baja

plasticidad

MH Limos inorgnicos, limos micceos o diatomceos

CH Arcillas inorgnicas de alta plasticidad, arcillas

francas

LIM

OS

Y A

RC

ILLA

S

Lm

ite l

quid

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50

%

OH Arcillas orgnicas de

media a alta plasticidad, limos orgnicos de media

plasticidad

SU

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simpl

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sta.

Suelos altamente orgnicos

Pt Turbas y otros suelos altamente orgnicos

10

C. Distribucin de Esfuerzos en la Masa del Suelo C.1 - `baco para el calculo del incremento de las t ensiones verticales en un medio semi infinito homogneo elstico e istropo, por efecto de una carga q (rectangular) a) faja de ancho B b) cuadrada de lado B (solucin de Boussinesq) Nota: distancias en profundad en funcin de B (Sowers, G.B.; Sowers, G.F.; 1961)

11

C.2 - `baco para el calculo del incremento de las t ensiones verticales en un medio semi infinito finamente estratificado, por efecto de una carga q (rectangular) a) en faja de ancho B b) cuadrada de lado B (soluci n de Westergaard) Nota: distancias de profundidad en funcin de B (Sowers, G.B.; Sowers, G.F.; 1961)

12

C.3 - `baco para el calculo del incremento de las t ensiones verticales por efecto de una carga q lineal uniformemente distribuida en un medi o homogneo semi infinito elstico e istropo (solucin de Boussinesq) (Fadum, R. E. (1948) apud Juarez & Rico, 1969)

13

C.4 - Coeficiente de influencia para el clculo del incremento de la tensin vertical bajo una esquina de una fundacin rectangular flexible. (Fadum, R.E. (1948) apud Juarez & Rico, 1969)

14

C.5 - Coeficiente de influencia para el clculo del incremento de la tensin vertical bajo una carga de terrapln de largo infinito. (Osterberg, J.O. (1957) apud Juarez & Rico, 1969)

15

C.6 - `baco para el incremento de las tensiones baj o una carga uniforme de radio R, en un medio semi infinito elstico e istropo. a) verticales b) horizontales (ko = 0.45) (Lambe, W., Whitman, R., 1969)

16

C.7 - `baco para el clculo del incremento de las t ensiones verticales por efecto de una carga circular uniforme en un medio homogneo elst ico e istropo. (Lambe, W., Whitman, R., 1969)

17

C.8 - Diagrama para el clculo del incremento de la s tensiones verticales por efecto de una carga uniforme de una forma cualquiera en un me dio infinito elstico e istropo (solucin de Boussinesq) (Newmark, N. M. (1942) apud Juarez & Rico, 1969)

18

C.9 - Diagrama para el clculo del incremento de la s tensiones verticales por efecto de una carga uniforme de una forma cualquiera en un me dio semi-infinito, elstico, istropo y finamente estratificado (solucin de Westergaard) (Newmark, N. M. (1942) apud Juarez & Rico, 1969)

19

C.10 Comparacin de la distribucin de esfuerzos verticales, por efecto de una carga uniforme de forma circular, en un medio elstico ho mogneo y en un sistema de dos capas. (Burmister (1945) apud Juarez & Rico, 1969)

20

C.11 `baco para el clculo del incremento de las tensiones en un medio semi-infinito, homogneo, elstico e istropo, por efecto de una c arga rectangular en una faja de ancho 2a (solucin de Boussinesq): a Horizontales b Verticales (Lambe, W., Whitman, R., 1969)

21

D. Teora de la Consolidacin Unidimensional D.1 Relacin entre Tv y U

22

D.2 Iscronas en edmetro con drenaje por ambos l ados

23

E Mtodo semi-emprico para el clculo de empuje de suelos (Terzaghi & Peck, 1948)

Tipos de Suelo de relleno en muros de contencin 1 Suelo granular grueso, sin contenido de partcu las finas (arena limpia o grava) 2 Suelo granular grueso de baja permeabilidad, de bido asu contenido de partculas de tamao limo. 3 Suelo residual con piedras, arena fina limosa y materiales granulares, con una cantidad visible de arcilla. 4 Arcilla blanda o muy blanda, limos orgnicos, arcillas limosas. 5 Arcilla compacta o medianamente compacta, depos itada en trozos o cascotes y protegida en tal forma que la cantidad de agua que penetra en el espacio entre trozos durante las lluvias o inundaciones es despreciable. Si esta condicin no se cumple, la arcilla no debe usarse para el relleno. Cuanto ms compacta es la arcilla, mayores el peligro de una rotura del muro como consecuencia dela infiltracin del ag ua.

Nota: Para materiales del tipo 5, los clculos se efectan con un valor de H 1,20m menor

que el real. E.1 Mtodo semi-emprico para el clculo de empuj e de suelos (Terzaghi & Peck, 1948): Superficie de relleno que forma un plano inclinado desde la cresta del muro Nota: Si el material es de Tipo 5, el valor de H a utilizar en el clculo del empuje debe reducirse en 1,20m, y su punto de aplicacin se toma a 1/3.H encima de la base, sin considerar la reduccin de altura.

24

E.2 Mtodo semi-emprico para el clculo de empuj e de suelos (Terzaghi & Peck, 1948): Superficie de relleno que forma un plano inclinado que va desde la cresta del muro hasta cierta altura donde se torna horizontal Nota: Si el material es de Tipo 5, el valor de H a utilizar en el clculo del empuje debe reducirse en 1,20m, y su punto de aplicacin se toma a 1/3.H encima de la base, sin considerar la reduccin de altura.

25

F. Coeficientes de Estabilidad de Taludes F.1 Coeficiente de estabilidad de taludes y local izacin del crculo crtico de deslizamiento probable. Suelos cohesivos homogne os saturados (condicin no-drenada) (Taylor, 1948)

Coeficiente de estabilidad: FSH

cm

..g=

26

F.2 Coeficiente de estabilidad de taludes en suel os cohesivo-friccionales homogneos saturados (Taylor, 1948)

27

G. Capacidad Portante de Fundaciones

G.1- Capacidad portante de fundaciones superficiale s Brinch Hansen (1967), Vesic (1970) y (1975). Tomados de Delgado (1999) Frmula general:

gg NBNqqNccqult **+*+*=21

Frmula corregida:

ggggg isdNBiqsqdqNqqicscdcNccqult *****+****+****=21

B: dimensin menor de la base de la fundacin L: dimensin mayor (tener en cuenta si B y L se deben corregir segn el punto 3 de Factores de correccin) Factores de capacidad portante Segn Brinch Hansen

* )1(cot -*= NqgNc f ; para =0 14,5=Nc

* fp

ftgeNNq *= con

+==24

2 fpf tgkpN

* fg tgNqN *-*= )1(5,1 Factores de correccin 1- Factores de Profundidad Segn Brinch Hansen (utilizar B si corresponde, ver punto 3 de Factores de correccin) Para D < B

* BD

dc *+= 4,01 para =0

ftgNc

dqdqdc

*-

-=1

para >0

* BD

sentgdq *-**+= 2)1(21 ff

* 1=gd

z

z

28

2- Factores de Forma Segn Vesic (1970) (utilizar By L si corresponde, ver punto 3 de Factores de correccin)

* NcNq

LB

sc *+=1

* ftgLB

sq *+=1

* LB

s *-= 4,01g

Para cimiento circular utilizar B/L = 1 3- Factores de inclinacin y correcciones debido a ca rgas excntricas Segn Brinch Hansen Carga inclinada y excntrica Se definen previamente xeBB *-= 2 yeLL *-= 2

yx ee , : excentricidades segn x y segn y respecto al baricentro de la base de la fundacin

BL

BL

mL+

+=

1

2

LB

LB

mB+

+=

1

2

nsenmnmm BL qq

22cos *+*= H: proyeccin horizontal de P V: proyeccin vertical de P

x

y

z

n: proyeccin horizontal del ngulo formado entre el plano yz y la carga P

P

n

29

Para =0 Para >0

* ( )

+***

*-=

21

pcLBHm

ic *

*-

-=ftgNc

iqiqic

1

* 1=iq * m

gcLBVH

iq

***+

-=fcot

1

* 1=gi * 1

cot1

+

***+

-=m

gcLBVH

if

g

Casos particulares: - Si la direccin de la inclinacin es transversal (paralela al plano xz)

90=nq L

BL

Bmm B

+

+==

1

2

- Si la direccin de la inclinacin es longitudinal (paralela al plano yz)

0=nq B

LB

Lmm L

+

+==

1

2

- Carga excntrica sin inclinacin Rigen las formulas generales con:

xeBB *-= 2

yeLL *-= 2

z

P

30

G.2 Capacidad Portante de Fundaciones Profundas Frmula estadstica de Aoki & Velloso (1975)

D+= LFNK

PFNK

AQ mPPrup21

a

Qrup : carga de rotura [MN] AP : rea de la punta del pilote [m

2] P : permetro de la seccin transversal del pilote [m] NP : valor de NSPT en la punta del pilote Nm : valor medio de NSPT para cada DL; DL : espesor de la capa de suelo considerada [m]

Tipo de pilote F 1 F2Franki 2.50 5.0

Metlico 1.75 3.5

Pr-moldeado de hormign armado 1.75 3.5

Excavado 3.50 7.0

Tipo de suelo K (MPa) aaaa (%)

Arena 1.00 1.4

Arena limosa 0.80 2.0

Arena arcillosa 0.60 3.0

Limo 0.40 3.0

Limo arenoso 0.55 2.2

Limo arcilloso 0.23 3.4

Arcilla 0.20 6.0

Arcilla arenosa 0.35 2.4

Arcilla limosa 0.22 4.0

31

H Ensayo de Penetracin Estndar (S.P.T.) Segn Normas NBR 7250/82 y ASTM D 1586-84

7>G5!5;4./9M8.",!, +

Suelo ndice de resistencia a la penetracin Designacin

Arena o Limo Arenoso 40 muy densa

Arcilla o Limo Arcilloso 19 muy dura

0C >5 B

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32

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