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An�lisis de estabilidad de la ladera ubicada atr�s del audit�rium de la Universidad Estatal del Sur de Manab�, Jipijapa � Manab�

 

Stability analysis of the slope located behind the auditorium of the State University of the South of Manab�, Jipijapa � Manab�

 

An�lise de estabilidade do talude localizado atr�s do audit�rio da Universidade Estadual do Sul de Manab�, Jipijapa � Manab�

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Correspondencia: parraga-marcos6165@unesum.edu.ec

 

Ciencias T�cnicas y Aplicadas

Art�culo de Investigaci�n

 

* Recibido: 30 de enero de 2024 *Aceptado: 22 de febrero de 2024 * Publicado: �28 de marzo de 2024

 

       I.          Ingeniero Civil. Universidad Estatal del Sur de Manab�. Jipijapa, Manab�, Ecuador

     II.          Ingeniera Civil- Magister en Geotecnia- Docente de la carrera de Ingenieria Civil de la Universidad Estatal del Sur de Manab�. Jipijapa, Manab�, Ecuador

   III.          Ingeniera en Estad�stica Inform�tica � Magister en Comunicaci�n y Marketing � Docente de la Carrera de Ingeniera Civil� de la Universida Estatal del Sur de Manab�. Jipijapa, Manab�, Ecuador.

 

Resumen

Las laderas sin una debida estabilizaci�n, en tiempos de lluvia suelen presentar graves problemas de p�rdidas de material por escurrimiento producto de la saturaci�n del suelo al no contar con un debido dise�o ocasionando p�rdidas econ�micas y lamentablemente de seres humanos. Es necesario realizar estudios que permitan una adecuada estabilizaci�n considerando los tiempos de lluvia anual que se presentan en el pa�s y los constantes sismos como otro factor que afecta al suelo. Considerando lo anterior se propone el an�lisis de estabilidad de la ladera ubicada detr�s del audit�rium de la Universidad Estatal del Sur de Manab� al presentar escurrimientos de material poniendo en riesgo la infraestructura existente. La investigaci�n realizada es de tipo experimental donde se aplicaron m�todos de campo y laboratorio para obtener la informaci�n acerca de las propiedades f�sicas y mec�nicas del suelo basadas en las normas ASTM. Los instrumentos utilizados fueron equipos para ensayo de corte directo, equipo de SPT, equipos de laboratorio para granulometr�a y l�mites de Atterberg y tabla de Munsell para tipos de suelo. Como resultado de la investigaci�n se obtuvieron la clasificaci�n del suelo de las muestras tomadas en diferentes alturas siendo limos a profundidad de 2 a 2,45 metros, arenas limosas de 4 a 6 metros. De acuerdo a la zonificaci�n s�smica expuesta por la NEC 15 se determin� que el tipo de suelo corresponde a un perfil tipo D encontr�ndolos en una zona s�smica VI el an�lisis est�tico fueron realizados con el programa SLIPE obteniendo diferentes factores de seguridad del suelo inalterado con resultados perfil normal de 1,061 hasta 1,428 inestables y para escenarios s�smicos de 0,833 hasta 1,393 inestables y estables.

Palabras Clave: estabilizaci�n; laderas; normas ASTM; propiedades del suelo; zona s�smica.

 

Abstract

Slopes without proper stabilization, in times of rain, usually present serious problems of loss of material due to runoff as a result of soil saturation due to not having a proper design, causing economic losses and unfortunately human beings. It is necessary to carry out studies that allow adequate stabilization considering the times of annual rain that occur in the country and the constant earthquakes as another factor that affects the soil. Considering the above, the stability analysis of the slope located behind the auditorium of the State University of the South of Manab� is proposed as it presents material runoff, putting the existing infrastructure at risk. The research carried out is experimental in which field and laboratory methods were applied to obtain information about the physical and mechanical properties of the soil based on ASTM standards. The instruments used were equipment for direct shear testing, SPT equipment, laboratory equipment for granulometry and Atterberg limits and Munsell table for soil types. As a result of the investigation, the soil classification was obtained from the samples taken at different heights: silt at a depth of 2 to 2.45 meters, silty sand at 4 to 6 meters. According to the seismic zoning exposed by the NEC 15, it was determined that the type of soil corresponds to a type D profile, finding them in a seismic zone VI. The static analysis was carried out with the SLIPE program, obtaining different safety factors of the unaltered soil with profile results. normal from 1.061 to 1.428 unstable and for seismic scenarios from 0.833 to 1.393 unstable and stable.

Keywords: stabilization; slopes; ASTM standards; soil properties; seismic zone.

 

Resumo

Encostas sem a devida estabiliza��o, em �pocas de chuva, costumam apresentar s�rios problemas de perda de material por escoamento superficial em decorr�ncia da satura��o do solo por n�o terem um dimensionamento adequado, causando perdas econ�micas e infelizmente humanas. � necess�ria a realiza��o de estudos que permitam uma estabiliza��o adequada considerando as �pocas de chuvas anuais que ocorrem no pa�s e os constantes terremotos como outro fator que afeta o solo. Considerando o exposto, prop�e-se a an�lise de estabilidade do talude localizado atr�s do audit�rio da Universidade Estadual do Sul de Manab� por apresentar escoamento material, colocando em risco a infraestrutura existente. A pesquisa realizada � experimental na qual foram aplicados m�todos de campo e laborat�rio para obten��o de informa��es sobre as propriedades f�sicas e mec�nicas do solo com base nas normas ASTM. Os instrumentos utilizados foram equipamentos para ensaios de cisalhamento direto, equipamentos SPT, equipamentos de laborat�rio para granulometria e limites de Atterberg e tabela Munsell para tipos de solo. Como resultado da investiga��o, a classifica��o do solo foi obtida a partir das amostras retiradas em diferentes alturas: silte na profundidade de 2 a 2,45 metros, areia siltosa entre 4 e 6 metros. De acordo com o zoneamento s�smico exposto pela NEC 15, foi determinado que o tipo de solo corresponde a um perfil tipo D, encontrando-se numa zona s�smica VI. A an�lise est�tica foi realizada com o programa SLIPE, obtendo diferentes fatores de seguran�a de o solo inalterado com resultados de perfil normal de 1,061 a 1,428 inst�vel e para cen�rios s�smicos de 0,833 a 1,393 inst�vel e est�vel.

Palavras-chave: estabiliza��o; encostas; Padr�es ASTM; propriedades do solo; zona s�smica.

 

Introducci�n

A nivel mundial seg�n datos estad�sticos se sabe que el 40% de deslizamientos ocurren de fuertes lluvias y la segunda causa son los sismo con 20% siendo los factores naturales y el factor humano es provocado por el cambio en la construcci�n de obras civiles las cuales provocan una sobrecarga sobre el material disminuyendo su capacidad al corte (Gidahatari, 2013).

Los pa�ses de Suram�rica al ser de alta sismicidad y de intensas precipitaciones durante el a�o son propenso a la desestabilizaci�n de taludes, en �pocas de lluvia se refleja los da�os que provoca esta falla de suelo al saturarse, a pesar de que se realizan estudios existen gran cantidad de monta�as que no han sido intervenidas (Geostru, 2016).

El Ecuador est� establecido como uno de los pa�ses s�smicamente activos y con un relieve o tipo de suelo discontinuo que, mezclado con la deforestaci�n, la contaminaci�n y la resequedad de la zona en la que se encuentra da como resultado la inseguridad en los suelos existentes en laderas, valles, monta�as, enter otros.

Jipijapa por su ubicaci�n geogr�fica en la zona de las cordilleras costeras, por su clima, por su paisajes naturales y caracter�sticas de los suelos, se presentan problemas de deslizamiento siendo de gran importancia ser considerado para trabajos de prevenci�n y mitigaci�n de acuerdo al mapa de amenazas por movimiento de masa (PDOT Jipijapa , 2015).

En otras palabras, los estudios de suelos han sido muchos a lo largo de la historia principalmente en pa�ses desarrollados, los mismos fueron creados para determinar c�mo funcionan o responden al ser sometidos a cargas y energ�as, en la actualidad no solo se realizan para eso, sino para una gran cantidad de procesos que nos ayudan a comprobar la funcionalidad y comportamiento de varias clases de suelos.

Para ser m�s espec�ficos, al hablar de laderas el ensayo de suelos de corte directo forma parte de uno de los m�todos m�s importantes y vers�tiles en el estudio de las propiedades esfuerzo-deformaci�n de los suelos, correspondiente al �rea de la geotecnia, ya que, ning�n otro ensayo de laboratorio es suficiente para determinar todos los aspectos importantes al momento de realizar un estudio de suelos, al igual que el ensayo de corte directo que cuando las condiciones del suelo no son buenas para realizar el ensayo triaxial este ser�a uno de los m�todos m�s favorables para lograr el objetivo establecido.

Este proyecto de tesis tiene como objetivo principal un an�lisis de estabilidad en una ladera que est� ubicada en la parte posterior de la carrera de Ingenier�a Civil de la Universidad Estatal del Sur de Manab�, con el m�todo de ensayo de corte directo en estado no drenado (UU), el mismo que ser� de utilidad para la construcci�n de un nuevo edificio cubriendo una necesidad vital en la comunidad universitaria como lo es la gran cantidad de alumnos que se presentan a lo largo de los a�os.�

Desarrollo

El suelo

El suelo es la capa que cubre la superficie terrestre y que sostiene la vida vegetal y animal. Es el gran motor energ�tico de la naturaleza, ya que en su interior alberga nutrientes y agua de la que se alimentan las plantas y otros organismos. Tambi�n es un soporte f�sico para el establecimiento de comunidades humanas y una fuente de recursos naturales que suministra materias primas a muchas actividades econ�micas fundamentales (Uriarte, 2021).

Propiedades f�sicas del suelo

Seg�n Uriarte, 2021 indica algunas de las propiedades del suelo son:

Textura. Los suelos var�an entre s� seg�n los elementos que los constituyen y su textura cambia de acuerdo a la cantidad y al tama�o de las part�culas que lo formen. Los porcentajes de arena, arcilla y limo que tenga un suelo le dar�n una textura caracter�stica. Para la FAO (2016) la textura es aquella propiedad que afecta directamente a la fertilidad y la retenci�n de agua, la aireaci�n, el drenaje, el contenido de materia org�nica y otras propiedades.

Fertilidad. Los suelos var�an entre s� seg�n su nivel de fertilidad, es decir, seg�n la capacidad que tengan de poder albergar vida vegetal. A mayor fertilidad, mayor desarrollo agr�cola de un suelo (Uriarte, 2021).

PH. Los suelos var�an entre s� seg�n su nivel de acidez (pH). El pH se mide en una escala que va de 1 a 14, siendo 7 un pH neutro, menor a 7: �cido y mayor a 7: b�sico.

Mutaci�n. Los suelos cambian con el correr del tiempo y debido a factores como la descomposici�n de residuos org�nicos, las lluvias excesivas, entre otros. Un suelo puede hacerse, con el tiempo, m�s f�rtil o menos f�rtil.

Permeabilidad. Los suelos var�an entre s� de acuerdo a su permeabilidad, es decir, a la capacidad de que se filtre agua y aire. Esto va a depender de la estructura del suelo y del tama�o y caracter�sticas de los materiales que lo compongan (Uriarte, 2021).

Estructura. Los suelos var�an entre s� de acuerdo a la forma en la que se agrupan los elementos y materiales que los constituyen.

Salinidad. Los suelos var�an entre s� de acuerdo al porcentaje de sales solubles acumuladas que tengan. Este proceso se puede dar de forma natural o como consecuencia de fen�menos llevados a cabo por el ser humano.

Porosidad. Los suelos var�an entre s� de acuerdo a la cantidad y estructura de los poros, que son aquellos espacios del suelo que est�n vac�os, es decir, que no est�n formados por materia s�lida, sino por agua y aire (Uriarte, 2021). Por otro lado, para la FAO en lo que respecta a �l volumen del suelo se encuentra compuesto por un 50% de organismos s�lidos 45% de minerales y 5% de materia org�nica y finalmente en un 50% de espacio intersticial.

�Mecanismos de falla del suelo en taludes

La mayor�a de los taludes son aparentemente estables y est�ticos, pero realmente son sistemas din�micos en evoluci�n.� Un talud estable puede desestabilizarse con el tiempo y la ocurrencia de un deslizamiento es un fen�meno propio de ese proceso.� Por lo tanto, se requiere conocer detalladamente lo que ocurre dentro de un talud para poder diagnosticar correctamente su comportamiento.� Este diagn�stico es un aspecto fundamental en la ciencia de la estabilidad de los taludes.� Si el diagn�stico es equivocado, las medidas remediales y/o los procedimientos de estabilizaci�n fracasar�an (Suarez-D�az, 2009).

Factores que afectan el comportamiento

Los procesos que ocurren en un talud son generalmente complejos y dependen de gran cantidad de factores, los cuales interact�an entre ellos para definir un comportamiento.� A continuaci�n, se presenta una descripci�n algunos de los factores fundamentales que afectan la estabilidad de los taludes (Suarez-D�az, 2009).

En los taludes donde aparecen varios materiales diferentes se debe elaborar un modelo que incluya todos los materiales, cada cual, con su comportamiento caracter�stico, pero al mismo tiempo, se debe analizar el comportamiento conjunto de los diversos materiales.

Por ejemplo, un material permeable sobre otro menos permeable, puede generar niveles de agua colgados, los cuales pueden afectar la estabilidad del conjunto de materiales. Un suelo duro puede fallar al cortante o deslizarse al deformarse un material subyacente menos duro.� Generalmente, en una formaci�n geol�gica se encuentran varios tipos de material y varios patrones de estructura, los cuales conjuntamente, determinan las caracter�sticas de los deslizamientos (Suarez-D�az, 2009).

Condiciones Originales del Talud (Susceptibilidad)

Todo talud tiene unas propiedades o caracter�sticas f�sicas como son el relieve, geolog�a, propiedades mec�nicas de los materiales y perfiles, condiciones ambientales, cobertura vegetal, etc.� Estas condiciones determinan una susceptibilidad al deterioro, a la acci�n de los factores detonantes y al fallamiento (Suarez-D�az, 2009).

Equilibrio o Desequilibrio de Fuerzas (Factor de seguridad)

En un talud estable hay un equilibrio entre las fuerzas actuantes y las fuerzas resistentes, entre las cuales es determinante la fuerza de gravedad. Si se colocan cargas adicionales en la parte superior del talud o se remueven en el pie, se puede producir la inestabilidad de �ste.� Igualmente, la inestabilidad puede ocurrir por el aumento de la pendiente del talud (Suarez-D�az, 2009).

El Deterioro (Modificaci�n de las condiciones originales)

El deterioro comprende la alteraci�n f�sica y qu�mica de los materiales y su subsecuente desprendimiento o remoci�n. Esto incluye la alteraci�n mineral, los efectos de relajaci�n y la abrasi�n. Los efectos del deterioro pueden ser lentos o r�pidos y se acumulan hasta producir la falla en forma progresiva. Cuando se corta un talud, para la construcci�n de una v�a o de una obra de infraestructura, ocurre una relajaci�n de los esfuerzos de confinamiento y una exposici�n al medio ambiente, cambi�ndose la posici�n de equilibrio por una de deterioro acelerado. La iniciaci�n y propagaci�n de fracturas es de significancia particular en la destrucci�n de la superficie que puede conducir a ca�dos de roca o colapso del talud (Suarez-D�az, 2009).

Factores Detonantes (Activaci�n del movimiento)

Seg�n Suarez-Diaz (2009) los elementos externos m�s comunes que pueden generar la activaci�n de un deslizamiento son los siguientes: Corte del soporte en el pie del talud por acci�n de la erosi�n o de actividades humanas, como la construcci�n de carreteras, lluvias intensas o prolongadas y/o fluctuaciones fuertes del nivel de aguas subterr�neas, sismos o vibraciones fuertes, colocaci�n de cargas sobre el talud o la combinaci�n de algunos de los elementos anteriores.

Resistencia al cortante

La resistencia al corte de un suelo no debe tratarse como un �nico par�metro, ni siquiera como uno constante; ya que la misma depende de distintas caracter�sticas de un suelo como su naturaleza, su estructura, su amalgamamiento, nivel de deformaciones, entre otros. Al modificar el estado tensional del suelo se producen deformaciones que pueden originar su rotura. Aunque los suelos con cohesi�n rompen a veces por tracci�n, como puede ser el caso de las grietas verticales que a veces se observan en la coronaci�n de un talud deslizado, la forma de rotura m�s habitual en los suelos es por esfuerzo cortante (Vallejo, 2004).

La resistencia al corte en los suelos se define como la resistencia al esfuerzo de corte y a la deformaci�n por corte, por tal raz�n cuando la capa superficial del suelo en una colina est� inclinada la fuerza de la gravedad existente en la tierra otorga esfuerzos de corte, de tal manera que cuando estos esfuerzos se exceden se producir� un deslizamiento (Jaimes, 2014). Se presentan los siguientes conceptos claves con respecto a la resistencia al corte: La resistencia de un suelo es el mayor esfuerzo al que puede ser sometido. La geometr�a de la mayor�a de los problemas geot�cnicos es de tal manera que pr�cticamente todo el suelo se encuentra en compresi�n. Aun cuando el suelo pueda fallar debido a la aplicaci�n de grandes esfuerzos de compresi�n, el suelo falla realmente al corte. Muchos problemas geot�cnicos requieren de una evaluaci�n de la resistencia al corte del suelo, tales como: taludes, presas de tierra, fundaciones de estructuras, muros de contenci�n, entre otros factores descritos.

Sistema Unificado de Clasificaci�n de Suelos (SUCS).

De acuerdo al sitio web Geoxnet (2019) indico lo siguiente:

�El Sistema Unificado de Clasificaci�n de Suelos (Unified Soil Classification System (USCS), ha sido usado para describir la textura y el tama�o de las part�culas de un suelo. Este sistema de clasificaci�n puede ser aplicado a la mayor�a de los materiales sin consolidar y se puede clasificar suelos con tama�os menores de tres (3) pulgadas.

Clasificaci�n del SUCS de los suelos

Suelos gruesos. Se dividen en gravas y arena, y se separan con el tamiz N� 4, de manera que un suelo pertenece al grupo de grava si m�s del 50% retiene el tamiz No 4 y pertenecer� al grupo arena en caso contrario (Geoxnet, 2019).

Suelos finos. El sistema unificado considera los suelos finos divididos entre grupos: limos inorg�nicos (M), arcillas inorg�nicas (C) y limos y arcillas org�nicas (0). Cada uno de estos suelos se subdivide a su vez seg�n su l�mite l�quido, en dos grupos cuya frontera es Ll = 50%. Si el l�mite l�quido del suelo es menor de 50 se a�ade al s�mbolo general la letra L (low compresibility). Si es mayor de 50 se a�ade la letra H (hight compresibility). Obteni�ndose de este modo los siguientes tipos de suelos: ML (limos Inorg�nicos de baja compresibilidad), OL (limos y arcillas org�nicas), CL (arcillas inorg�nicas de baja compresibilidad), CH (arcillas inorg�nicas de alta compresibilidad), MH (limos inorg�nicos de alta compresibilidad), OH (arcillas y limos org�nicas de alta compresibilidad) (Geoxnet, 2019).

Suelos org�nicos. Constituidos fundamentalmente por materia org�nica. Son inservibles como terreno para cimentaci�n (Geoxnet, 2019).

Sistema de clasificaci�n AASHTO

El ICCE Ingenier�a (2003) indico lo siguiente: El sistema AASHTO de clasificaci�n de suelos fue desarrollado en 1929 por el Public Road Administration System. Este tuvo sistema experimento varias revisiones, con la presente versi�n propuesta por el Comitte on Classification of Materials for grades and Granular Type Roads of the Highway Research Board en 1975 (ASTM designation D-3282; AASTHO meted M145) (p. 4). La clasificaci�n AASHTO usada actualmente est� dada en la Tabla 3.1. De acuerdo con este sistema, el suelo es clasificado en siete grupos principales: A-1 hasta A-7. Los suelos clasificados bajo los grupos A-1, A-2 y A-3 son materiales granulares de los cuales el 35% o menos de las part�culas pasan a trav�s del tamiz N.� 200. Suelos de los cuales m�s del 35% pasan a trav�s del tamiz N�200 se clasifican bajo los grupos A-4, A-5, A-6 y A-7. Estos suelos son en su mayor�a lomos y materiales de tipo arcilloso.

Ensayos de campo

En el campo se busca la mayor cantidad de informaci�n posible. Para lograrlo este objetivo es necesario realizar los ensayos que mejor se relacionen con el suelo en cuesti�n, ya que a partir de ellos y mediante correlaciones desarrolladas a lo largo del tiempo se pueden inferir ciertas propiedades de los materiales en estudio (OPS, 1997).

Prueba de penetraci�n est�ndar (SPT) Norma ASTM 1586

La empresa Tecno Solum (2018) indico lo siguiente: �Este m�todo permite correlacionar esos datos registrados en campo, para estimar la resistencia del suelo. Adem�s, es posible identificar rellenos o condiciones geol�gicas especiales, detectar la profundidad de nivel fre�tico y otras variables� (p. 1). La informaci�n que provee este ensayo permite determinar la densidad relativa de los suelos granulares y la consistencia de los suelos cohesivos (OPS, 1997).

Materiales y m�todos

La investigaci�n realizada es de tipo experimental donde se aplicaron m�todos de campo y laboratorio para obtener la informaci�n acerca de las propiedades f�sicas y mec�nicas del suelo de la ladera ubicada detr�s del audit�rium de la Universidad Estatal del Sur de Manab�, basadas en las normas ASTM.

Los instrumentos utilizados fueron equipos para ensayo de corte directo, equipo de SPT, equipos de laboratorio para granulometr�a y l�mites de Atterberg y tabla de Munsell para tipos de suelo.

Resultados

Los resultados obtenidos son los que se muestran a continuaci�n:

Las muestras de suelo, obtenidas mediante los trabajos de campo se llevaron al laboratorio a fin de obtener sus caracter�sticas f�sicas y propiedades geomec�nicas. Los ensayos a realizarse son: SUCS, Sistema Unificado de Clasificaci�n de Suelos, (Norma ASTM D 2487) y el ensayo de corte directo (ASTM D 308004). Los resultados obtenidos se presentan a continuaci�n:

 

Tabla 1

�Resumen de resultados de laboratorio

Resultados de clasificaci�n SUCS
No	ID SONDEO	Profundidad	Nombre T�pico	SUCS	AASHTO	LL	LP	IP	Humedad
		M	-	-	-	-	-	-	%
1	P01	2,00 a 2,45	Limo	ML	A-4 (0)	NP	NP	NP	13,48
2		4,00 a 4,45	Arena limosa	SM	A-4 (0)	NP	NP	NP	12,93
3		5,50 a 6,00	Arena limosa	SM	A-4 (0)	NP	NP	NP	15
Resultados de Ensayo de Corte Directo Tipo UU
BLOQUE
No	C�DIGO	Profundidad	Peso espec�fico	Cohesi�n			�ngulo de Fricci�n
		M	kN/m3	kN/m2			�
4	B01	2,00	16,00	32,95			19,74

Nota: SUCS: clasificaci�n, LL: l�mite l�quido, LP: limite pl�stico, IP: �ndice de plasticidad.

 

 

 

 

 

 

Tabla 2

�Perfil estratigr�fico de la zona de estudio

PERFIL GEOT�CNICO DEL SUELO
Tipo de suelo	SIMBOLOG�A	Profundidad		P01
		(m)	L.D.R.	2629,65
De 1.00 a 4.00 m. Limo, clasificaci�n SUCS ML (Arena 40 %, Limo 60 %), color marr�n blanquecino (Tabla Munsell 7.5 YR - 7/8), de estructura granular fina homog�nea, plasticidad de baja a nula, humedad baja (13 %), cohesi�n baja a nula con mediana adhesi�n a los dedos, compresibilidad alta y consistencia r�gida a muy r�gida, sin olor caracter�stico.		1.00   1,00
		2.00   2,00
		3.00   3,00
		4.00   4,00
De 4.00 a 6.00 m. Arena Limosa, clasificaci�n SUCS SM (Arena 60 %, Limo 35 %, Grava 5 %), color marr�n claro (Tabla Munsell 7.5 YR - 5/6), de estructura granular de fina a media heterog�nea, plasticidad de baja a nula, humedad baja (13 % - 15 %), cohesi�n baja con baja adhesi�n a los dedos, compresibilidad baja, compacidad media a compacta, sin olor caracter�stico.		5.00   5,00
		6.00   6,00

 

Tabla 3

Correcci�n de ensayo SPT mediante la f�rmula tomada de Braja M. Das

CORRECCI�N POR SPT N(60)
No	Profundidad	Nspt	ɳH	ɳB	ɳS	ɳR	N(60)
Sondaje P01
1	1.00 - 1.45	9	0,60	1	1	0,75	6,8
2	2.00 - 2.45	8	0,60	1	1	0,75	6,0
3	3.00 - 3.45	17	0,60	1	1	0,75	12,8
4	4.00 - 4.45	18	0,60	1	1	0,85	15,3
5	5.00 - 5.45	26	0,60	1	1	0,85	22,1
6	5.50 - 6.00	48	0,60	1	1	0,95	45,6
N60 prom.							18,1

 

Perfil del suelo para el dise�o sismo resistente

El perfil fue determinado siguiendo las especificaciones del ap�ndice 10.5 de la NEC-SE-DS- Peligro S�smico, literal f (n�mero medio de golpes del ensayo de penetraci�n est�ndar SPT). De acuerdo a ello se obtuvo:

-Se encuentra en la zona s�smica VI, peligro s�smico muy alto, en Ecuador, cuyo factor de aceleraci�n es de 0.50 g.

-El perfil s�smico del suelo del �rea de estudio es del �tipo D�, donde admite un n�mero de golpes en el rango de 50 > N ≥ 15.

-Coeficientes de amplificaci�n: de sitio Fa=1.12; de sustrato rocoso o basamento Fd=1.11; y de cobertura o suelo Fs=1.40.

Determinaci�n de par�metros geot�cnicos

Tabla 4

Par�metros Geot�cnicos de la zona de estudio

Par�metros Geot�cnicos	Unidades	Valor
SUELO (Granular)
Cohesi�n (c)	(kN/m2)	32,95
Peso del suelo (γ)	(kN/m3)	16,00
�ngulo de fricci�n interna (φ)	�	19,74
Peso espec�fico saturado (γsat)	(kN/m3)	16,00
Nivel fre�tico (Nf)	M	-

 

An�lisis de estabilidad de taludes

Para el an�lisis de estabilidad de taludes y determinaci�n de m�todos de estabilizaci�n se ha recurrido del software especializado Slide 6.0, el cual nos permite automatizar estos procesos. Se considera el siguiente criterio del factor de seguridad FS= 1 estabilidad en el l�mite, FS >1 Estable y FS<1 Inestable, sin embargo, se tomar� la tabla proporcionada por la NEC- 15.

Figura 1

An�lisis de estabilidad Perfil 1, escenario normal

 

Figura 2.

�An�lisis de estabilidad Perfil 1, escenario s�smico

Figura 3.

An�lisis de estabilidad Perfil 2, escenario normal

 

Figura 4.

An�lisis de estabilidad Perfil 2, escenario s�smico

 

 

Figura 5.

An�lisis de estabilidad Perfil 3, escenario normal

 

Figura 6.

An�lisis de estabilidad Perfil 3, escenario s�smico

Del an�lisis de suelo y los resultados obtenidos se detalla el siguiente resumen de los factores de seguridad del suelo de acuerdo a los tipos de perfiles examinados en el programa SLIDE.

 

Tabla 5.

Resultados del an�lisis de estabilidad de taludes, en su condici�n actual

 

 

Conclusiones

Luego de haber identificado el �ngulo de fricci�n de 19.74 � y la cohesi�n del suelo de 32.95 obtenidos del ensayo de corte directo se logr� ingresar la informaci�n de manera precisa y completa al programa Slide. De esta manera, se dispone de los datos necesarios para llevar a cabo un an�lisis detallado de las caracter�sticas del terreno.

Mediante el an�lisis de Bishop correspondiente al m�todo de equilibrio l�mite de dovelas se logr� calcular el factor de seguridad con el valor m�s cr�tico de 1,061 para un escenario normal y para el escenario s�smico el valor m�s cr�tico es de 0,836 ambos en el perfil 1. De esta manera los datos permitieron evaluar las fuerzas resistentes y desestabilizadoras del terreno de manera precisa, lo que resulta fundamental para garantizar la estabilidad de la zona y prevenir situaciones de riesgo en futuras construcciones.

Al realizar un an�lisis comparativo est�tico y pseudoest�tico mediante el programa Slide, se puede concluir que existe una falta de estabilidad en los perfiles del suelo del escenario normal y s�smico evaluados. En el escenario normal, los perfiles 1, 2 y 3 presentan factores de seguridad de 1,061 - 1,414 - 1,428 respectivamente, lo que indica una inestabilidad. En el escenario s�smico, el perfil 1 muestra un valor cr�tico de factor de seguridad de 0,836, tambi�n considerado inestable. Sin embargo, es alentador observar que los perfiles 2 y 3 tienen factores de seguridad de 1,356 y 1,393 respectivamente, lo que indica que son estables en el escenario s�smico. Estos resultados resaltan la importancia de tomar medidas preventivas y correctivas en el dise�o y construcci�n para garantizar la estabilidad en la zona de estudio.

 

Referencias

ASTM D 3080. (2018). Corte directo de suelos bajo condicion consolidada y drenada . https://www.studocu.com/pe/document/universidad-nacional-de-cajamarca/mecanica-de-suelos/astm-d3080-11-es-norma-astm-d3080-11-espanol/9328392

Braja, M. (2016). Fundamentos de ingeneria de cimentaciones. https://issuu.com/gustavochonlongalcivar/docs/fundamentos_de_ingenieria_de_ciment

Suarez-D�az� J. (2009). Deslizaminetos y Analisis geotecnico. Bucaramanga, Colombia. https://www.libreriaingeniero.com/2022/03/deslizamientos-analisis-geotecnico-jaime-suarez-diaz-1era-edicion.html

FAO. (2016). Organizaci�n de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentaci�n. Gu�a para la descripci�n de suelo. https://efaidnbmnnnibpcajpcglclefindmkaj/https://www.fao.org/3/a0541s/a0541s.pdf

Geostru. (2016). Estabilizacion de taludes y sus probemas en Latinoamerica . https://www.geostru.eu/blog/2016/06/13/estabilidad-de-taludes/?lang=es

Geoxnet. (2019). Clasificacion de suelos. https://post.geoxnet.com/clasificacion-de-suelos/

Gidahatari. (2013). Estabilidad de taludes, deslizamientos de tierra y sus causas. https://gidahatari.com/ih-es/estabilidad-de-taludes-deslizamientos-de-tierra-causas

ICCE Ingeneria. (2003). Clasificacion de suelo . https://www2.ulpgc.es/hege/almacen/download/31/31448/suelos.pdf

Jaimes, J. A. (2014). Parametros de resistencia al corte para interfases de arena-concreto: propuesta de investigaci�n. Twelfth LACCEI Latin American and Caribbean Conference for Engineering and Technology (LACCEI�2014). Excellence in Engineering To Enhance a Country�s Productivity. Guayaquil, Ecuador.

NEC -SE -GC. (2015). Guia pr�ctica para la ejecuci�n de estudios geot�cnicos y trabajos de cimentaci�n: de conformidad con la norma ecuatoriana de la construcci�n NEC 2015.

OPS. Organizaci�n Panamericana dela Salud. (1997). Vulnerabilidad de los sistemas de agua potable frente a dezlizamientos (PAHO)/(OPS). https://efaidnbmnnnibpcajpcglclefindmkaj/http://www.disaster-info.net/watermitigation/e/publicaciones/EstudioVEN/indice. PDF

PDOT Jipijapa. (2015). Actualizacion del plan de desarrollo y ordenamiento territorial . Jipijapa.

Tecno Solum. (2018). Perforaciones con SPT (Norma ASTM D-1586). https://tecnosolumcostarica.com/2018/07/24/perforaciones-con-spt-norma-astm-astm-d-1586/

Uriarte, J. M. (2021). SUELO. https://www.caracteristicas.co/suelo/

Vallejo, L. I. (2004). Ingenieria Geologica . Espana : ORIMU.

Zuloaga, I. (2021). Geotecnia.ONLINE. https://www.geotecnia.online/grupos/analisis-geotecnico/forum/tema/investigaciones-sobre-la-precision-del-metodo-bishop-simplificado/?reload=506946

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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