Cimentaciones

INTRODUCCIÓN Y CONCEPTOS BÁSICOS
Jorge E. Alva Hurtado, PhD Profesor Principal Facultad de Ingeniería Civil Universidad Nacional de Ingeniería

INTRODUCCIÓN Tal como lo estableciera el Prof. Peck, la Mecánica de Suelos es una ciencia y la Ingeniería de Cimentaciones es un arte. Esta distinción debe ser bien entendida si se desea alcanzar progreso y eficiencia en ambos campos. Los atributosnecesarios para practicar con éxito la ingeniería de cimentaciones son: a) Conocimiento de antecedentes b) Familiaridad con la Mecánica de Suelos c) Conocimiento práctico de Geología Peck (1962) ha indicado que el atributo más importante de los tres es el conocimiento de antecedentes. La experiencia debe contribuir a la formación profesional, y por lo tanto debe buscarse y seleccionarse. Según Peck,la experiencia profesional no es una consecuencia del tiempo transcurrido en el ejercicio, sino más bien de la intensidad con que se adquiere y asimila tal experiencia. Los innumerables hechos acumulados durante la vida profesional no tendrían ningún valor si éstos no se pudieran organizar y aplicar a nuevos problemas. La Mecánica de Suelos hizo posible lo anterior en el diseño y construcción decimentaciones. No obstante, hay que aclarar que la Mecánica de Suelos no es un substituto de la experiencia, su gran papel consiste en darle un mayor significado. Tanto la familiaridad con la Mecánica de Suelos como el conocimiento práctico de la Geología, son atributos básicos del Ingeniero de Cimentaciones. El conocimiento de la Geología permite evaluar las discrepancias de las hipótesissimplificadoras que deben realizarse en los cálculos, con la realidad. La geología local debe entenderse antes de poder cuantificar los posibles errores en los cálculos y predicciones en la Ingeniería de

Cimentaciones. Además, un buen programa de exploración del subsuelo es imposible de realizarse sin un buen conocimiento práctico de la geología. Por limitaciones de tiempo, este curso se concentraráen el tópico sobre la familiaridad con la Mecánica de Suelos, sin que esto signifique que tal punto sea el más significativo en la Ingeniería de Cimentaciones.

REFERENCIAS PECK R.B. (1962) “Art and Science in Subsurface Engineering”, Geotechnique, Vol XII, N° 1. SIMONS N.E. y MENZIES B.K. (1977) “A Short Course in Foundation Engineering”, Butterworth, London.

ESFUERZO EFECTIVO

DefiniciónEl esfuerzo efectivo en cualquier dirección está definido como la diferencia entre el esfuerzo total en dicha dirección y la presión del agua que existe en los vacíos del suelo. El esfuerzo efectivo es por lo tanto una diferencia de esfuerzos.

Naturaleza del Esfuerzo Efectivo El suelo es una estructura semejante a un esqueleto de partículas sólidas en contacto, formando un sistema intersticialde vacíos intercomunicados. Los vacíos del suelo están total o parcialmente llenos de agua. La interacción entre la estructura del suelo y el fluído de los vacíos determina el comportamiento, desde el punto de vista de la ingeniería, único y dependiente del tiempo, de la masa del suelo. La compresibilidad de un suelo sujeto a carga o descarga, es principalmente su capacidad de deformación devacíos, usualmente por desplazamiento de agua. La resistencia de un suelo es su capacidad última de resistencia a tal carga. Los esfuerzos cortantes sólo pueden ser resistidos por la estructura de las partículas sólidas, pues el agua no tiene resistencia cortante. Por otro lado, el esfuerzo normal en cualquier plano es la suma de dos componentes: una debida a la carga transmitida por las partículassólidas de la estructura del suelo, y la otra, una presión del fluído en los espacios vacíos. La compresibilidad y la resistencia de un suelo dependen de la diferencia entre el esfuerzo total debido a la carga externa, σ, y la presión de poros, µ. Esta diferencia se denomina esfuerzo efectivo, y se expresa por:

σ = (σ − µ )

(1)

La naturaleza física de este parámetro puede entenderse...