Tarea Consolidacion (con Pauta)

Problema
En el marco de la expansión de la Compañía minera ‘Terracobre’, en 2008 se proyectó
situar el patio de carga y descarga de camiones sobre una arcilla de 9 m de espesor. En
dicha oportunidad, a partir de un ‘queque’ inalterado obtenido a 7.5 m de profundidad se
realizó un ensayo de consolidación, el cual es representativo de todo el perfil estratigráfico
que se presenta en la Fig. 1.
Resultados Ensayo Consolidación
9m
Arcilla
Esf. Vert.
2
(kg/cm )
Indice de
Vacíos, e
Esf. Vert. Indice de
2
(kg/cm ) Vacíos, e
0.05
0.837
4
0.701
0.1
0.832
8
0.613
0.25
0.826
16
0.508
0.5
0.813
4
0.515
1
0.790
1
0.525
2
0.759
0.1
0.540
Fig. 1.- Propiedades y resultados de ensayo Arcilla natural
Dada la necesidad de emplazar estructuras livianas, cuyas descargas máximas alcanzan
𝜎′𝑣 = 1.5 𝑘𝑔/𝑐𝑚2 (carga infinita), se decidió compactar sobre la arcilla un relleno de
Pumicita de 3 m de espesor a una densidad de 𝛾𝑡 = 1.65 𝑡/𝑚3 . Las estructuras que se
fundarán sobre el relleno no pueden tener asentamientos mayores a 2 cm. No obstante,
post terremoto del 27F (Mw = 8.8) cambiaron las exigencias del proyecto, por lo que las
estructuras definitivas presentarían descargas mayores, 𝜎′𝑣 = 3.0 𝑘𝑔/𝑐𝑚2 , pero son más
restrictivas desde el punto de vista de asentamientos, ya que no pueden superar 1 cm.
a) A partir de la información disponible, se le solicita determinar lo siguiente:
-
Construir la curva idealizada 𝑒 – 𝑙𝑜𝑔(𝜎′𝑣 ) de la condición de terreno.
-
Verificar si las condiciones de diseño consideradas el 2008 eran correctas, es decir,
𝛿 ≤ 2 𝑐𝑚.
-
El ancho máximo de la zapata cuadrada, B, que verifica las nuevas condiciones de
diseño.
Hint: El nivel tensional en profundidad puede ser estimado utilizando el “Método 2:1”
(ver Fig. 2), donde la carga permanece constante en profundidad.
q
B
1
z
1
2
2
q'
B’
Fig. 2.- Método 2:1.
b) En una visita a terreno efectuada a inicios de 2013, una calicata hecha en el sector
indica que el espesor de la Pumicita es 90 cm mayor que el diseñado. ¿Cuál debiera
ser el ancho de la zapata, B’, que permite cumplir las condiciones de diseño post
27F, manteniendo la fuerza vertical 𝑃 = 3.0 𝑘𝑔/𝑐𝑚2 ∙ 𝐵, siendo B el ancho de la
zapata obtenida en punto (a)?
c) Si para la “caluga” de arcilla ensayada de 2.54 cm de espesor, incrementos de carga
de 0.5 y 1.0 kg/cm2 tienen asociados valores de t90 de 2 y 3 min, respectivamente, y
que la información recabada confirma que la Pumicita fue compactada el 1 de Agosto
de 2011, estime el mes y año en el que se pueden empezar a construir las
estructuras sobre el relleno.
Nota: Para efectos prácticos, considerar que un grado de consolidación igual a 90%
representa el término de la Consolidación Primaria.