INSTITUTO TECNOLÓGICO DE LA

B I E L Í Ü T E C A
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INSTITUTO TECNOLÓGICO
DELACONSTRUCCIÓN
Conreconocimientodevalidezoficial deestudiosdelaSEP.
segúnacuerdoNo. 00952359,defecha 15denoviembrede1995.
Cuestionarios de Geología aplicada, Geotecnia,
Estructuras, Controlde Calidad,Costosy Controlde
Obra
Seminario deTitulación
QUEPARAOBTENEREL TÍTULO DE:
licenciatura en Ingeniería de Construcción.
PRESENTA:
ULISES MARCELO SALAZAR ORTEGA
MEXICOD.F.
2001
Geologíaaplicadaala
Construcción
Ing.LuisArturoTapiaCrespo
Ge-ci"W,z.% aplicada %
• ia C o n s t r u c t o r
1.- Define los siguientes conceptos:
Geología
Geología aplicada a la ingeniería
Geotecnia
- Geología: es la ciencia que estudia la tierra; es u n conjunto ordenado de conocimientos acerca de
sus montañas, planicies y profundidades oceánicas, así como sobre la historia de la vida y la
evolución del medio físico que ocurrió al mismo tiempo que esta ordenada evolución de los se es
vivos.
- Geología aplicada a la ingeniería: es la ciencia que proporciona la información necesaria para
comprender el futuro comportamiento mecánico de un macizo rocoso o de un suelo. Es el pu1 to
de partida para iniciar cualquier investigación o exploración geotécnica siendo primordia 1 para la ubicación del sitio donde ha de construirse u n a obra civil.
- Geotecnia: es el estudio del comportamiento recíproco del terreno y de las estructuras
establecidas en él.
- ¿Cuál es la causa de terremotos o sismos en el mundo?
- Tectonismo: es la p.mcipal causa de los terremotos en el mundo. El tectonismo es cuando placa tectónica hace contacto con otra, liberando energía en forma de ondas sísmicas.
- Vulcanismo: la actividad volcánica también; produce algunos terremotos y estos se deben a
explosiones o fracturas que ocurren dentro de la estructura de u n volcán.
- Causas artificiales: es cuando los terremotos de baja intensidad son provocados peí
a
excavación de pozos o cuando se inyectan fluidos en campos petrolíferos, así como cu
realizan ensayes nuc eares subterráneos.
3. - ¿En México, donde y cuál es la causa principal de los sismos de mayor intensidad?
Se producen principalmente en las costas de Jalisco Colima, Michoacán, Guerrero y OdXaCa <
causa principal de estos sismos es que en los lugares antes mencionados, se localiza la unión
de las placas tectónicas de Cocos, Norteamericana, del Pacífico y del Caribe las c u a ^
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de la Coií-irucccr
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UíCOl ^$£IH 3 | K Í C £ Í € t 3 . fX ^X * - * 0 1 1 l ; ^ n X 0 C l C ^
colisionar producen grandes cordilleras volcánicas, liberando su energía en forma de o
sísmicas.
34.00
-
3200 h
30.00
-
i
28.00
% 26.00
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-
< 24.00 22.00
-
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20.00
18.00
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-
16.00
14.00
118.00
"
I
i
-1:4 00 -110 00 -106.00 -102.00
i
-98.00
i
i
-94.00
-90.00
- 86.ÜÜ
LONGITUD
Regionalización sísmica de la República Mexicana
4.- ¿Cuáles son los minerales más importantes la construcción?
a) Minerales importantes por ser formadores de roca:
Carbonates: calcita y dolomita
Silicatos: cuarzo, feldespato (ortoclasa y plagioclasa), micas (biotita y moscovita), c
anfibol, piroxeno y olivino
Otros: yeso, anhidrita, balita, pirita y lirafito
b) Minerales importantes por ser potencialmente problemáticos:
minerales solubles: calcita, dolomita, yeso, anhidrita, sal (halita) y zeolita.
minerales inestables: marcasita y pirrotita.
minerales potencialmente inestables: nontronita (arcilla rica en fierro), nefelina, lencita,
ricas en fierro.
minerales que al intemperizarse liberan ácido sulfúrico: pirita, pirrotita y otros sulfuros.
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Geología aplicada a la Construcción
minerales con bajo coeficiente de fricción: arcillas (especialmente montmorillonitas;,
clorita, serpentinita, micas, grafito y molibdenita.
minerales potencialmente expansivos: montmorillonita, anhidrita y vermiculita.
minerales que reaccionan o interfieren con el cemento portland: ópalo, vidrio volcánico,
algunos pedernales, yeso, zeolita y micas.
5. - ¿Cuál es el ciclo de las rocas?
SOLIDIFICACIÓN
FUSIÓN
INTEMPERISMOY EROSIO
LITIFICACION
METAMORFISMO
6.- ¿Cómo se forman las rocas ígneas, tanto extrusivas como intrusivas?
- E l magma, al enfriarse, se convierte en roca ígnea. La roca ígnea intrusiva es cuando el magma
se introduce dentro de otras rocas y su proceso de enfriamiento es tan lento, que se foni
cristales grandes; esta roca no sale a la superficie, normalmente las rocas ígneas intrusivas que se
encuentran en la superficie, corno el granito, son rocas alteradas y fracturadas porque las p._ ~
tectónicas las empujaron hasta la superficie.
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Geología iplicadai a la Con^truccíóp
4
- E l magma, al salir del cráter, se convierte en lava y cuando esta se enfría, produce rocas ' c ^
extrusivas; el proceso de enfriamiento de la lava es más rápido que el del magma y por L .
se forman cristales o se forman cristales más pequeños que las rocas intrusivas; estas rocas se
forman por derrames de lavas y por material piroclástico.
7. - ¿Cuáles son las rocas piroclásticas?
- Son las que durante las erupciones volcánicas, pueden ser lanzadas en fragmentosde diferente
composición, forma y tamaños; algunas acumulaciones son uniformes en composición y textura,
mientras otras son mezclas heterogéneas. (Piros=fuego, Klastos =fragmento)
Ejemplo:
- fragmentos y bombas >32 mm.
- lapilii <32mm y >4 mm.
- cenizas y arenas volcánicas <4 mm.
8.- Menciona algunas rocas ígneas importantes en la construcción.
Volcánicas o extrusivas (lava): tezontle, basalto, riolita, toba, pumicita o pómez, brecha.
Plutónicas o intrusivas (magma): granito, diorita, gabro.
9. - ¿Qué es el intemperismo y cuántas clases de este proceso existen?
- Es la alteración de los materiales rocosos expuestos a la acción de los elementos: aire, húmeda \
calor y los efectos de la materia orgánica; hay dos tipos: intemperismo
mecánico ofísico e
Intemperismo químico
Intemperismo mecánico (desintegración); procesos principales:
Crecimiento cristalino
conglomerado
precipitación
recristalización (hidratación)
hinchamiento
Liberación de esfuerzos residuales:
Exfoliación
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fS^^**^
GcoJo¿r»a aplicada a ía Convtracciot}
5
Expansión térmica diferencial:
coeficiente de expansión térmica
Colapso de masas inestables:
Dimensiones, Rt y grado de debilitamiento por discontinuidades
Procesos menores:
Crecimiento ce raíces de plantas
Efectos del fu-go
Intemperismo químico (descomposición); procesos principales:
Hidrólisis:
arcillas
hidratación:
- anhidrita - yesc
- montmorillonita
caolinita - bauxita carbonatación:
caliza - topografía cárstica
oxidación Yreducción:
laterita
10.- ¿Porqué es importante el intemperismo en la ingeniería de la construcción'.'
- Es importante porque podemos evaluar las condiciones a que los materiales serán sometidos y
con esto agruparlos, clasificarlos N-seleccionarlospara ser utilizados en las muchas actividades „„
la construcción.
11.- ¿Qué es la erosión?
- Es el desgaste o disgregación de la roca producida en la superficie de corteza terrestre debido al
intemperismo.
12.- ¿Porqué es importante la erosión en la ingeniería de la construcción?
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Instituto TecnUoCj!-"
4'- »aCon«trí.i¿""
Jeoío«.a aplicada a la Construe ^ió»
6
- Porque nos permite comprender las diferentes formaciones que producen los agentes de e"o<=;"~
ríos (depósitos de aluvión, profundización de valles), mar (bancos de arena, depósitos u-^ .
,
viento (colinas de arena) y hielo (depósitos glaciáricos) y así prever los problemas relacionados con
dichas formaciones, explotar los depósitos formados, determinar criterios de construcción, cte.
También se pueden prevenir los cambios que puedan ocurrir en los materiales de construcción.
13.- Define los siguientes conceptos:
Suelo
Suelos residuales
Suelos transportados
Suelos gruesos
Suelos finos
Mecánica de Suelos
- Suelo: es todo material "terroso", que abarca desde relleno hasta roca suave o poco c o siendo un conjunto con organización definida y propiedades que siguen leyes fijas y s e 6 w l ^
acción de fuerzas naturales.
- Suelos residuales: son producto de la descomposición de las rocas que están aún en el misino
sitio de origen.
- Suelos transportados: son los que han sido llevados más o menos lejos del lecho original de la
roca de que proceden, para volver a ser depositados en otra localidad.
- Suelos gruesos: constituidos por arenas o gravas, es decir, mayores a la malla #200 v0 C
y menores a 3" (76.2 mm), en donde su comportamiento mecánico e hidráulico está dado por la
compacidad y la orientación de sus partículas.
- Suelos finos: constituidos por limos y arcillas, por lo tanto menores a la malla #^00 (O^ 7
en los que su comportamiento mecánico e hidráulico dependen de su plasticidad o sea cte -^
contenido de agua
- Mecánica de Suelos: "es la aplicación de las leyes de la Mecánica y la Hidráulica a los probler-cs
de ingeniería que tratan con sedimentos y otras acumulaciones no consolidadas de pa-_
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l o w tuto Tectoíóg>cc
Gec»1<5gsa aplicada a 1? ''^«i^tn'vcció*'
7
sólidas, producidas por la desintegración mecánica o descomposición química de las r
independientemente de que tengan o no, contenido de materia orgánica." K, Terzaghi
14.- ¿Cómo se forman las rocas sedimentarias?
- Se forman por u n proceso de acumulación de sedimentos que se llama litificación. Las ro>^s
preexistentes son intemperizadas y erosionadas por procesos naturales, formando partículas de
suelo que son transportadas por viento, gravedad y agua, para luego ser depositadas e- G" lugares, permaneciendo ahí como suelos en forma de estratos o capas, endureciéndose y
convirtiéndose en roca sedimentaria. La estratificación es exclusiva de las rocas sedimentarias.
15. - ¿Cuáles son las rocas sedimentarias clásticas?
- Son rocas formadas por fragmentos de otras rocas.
16. - ¿Cuáles son las rocas sedimentarias químicas y bioquímicas?
- Químicas: Se caracterizan por una estratificación media que va de 10 a 30 cm. Algunos ejemp os
son: caliza, dolomita, limolita, hematita, siderita, yeso, anhidrita, halita (sal), ópalo, calcedonia v
cuarzo.
- Bioquímicas: Se caracterizan por u n a estratificación delgada o laminación, que es meno r _
cm. Algunos ejemplos son: coquina, turba, lignito, carbón.
17.- Menciona algunas rocas sedimentarias importantes en la construcción.
- Caliza, dolomita, limolita, hematita, siderita, yeso, anhidrita halita; conglomerados, brecha
sedimentaria; areniscas como: grauvaca y arcosa, limolita y lutita.
18. - ¿Cómo se forman las rocas metamórficas?
- Son rocas que lían cambiado de otras rocas, producto de altas presiones, altas temperature „
fluidos químicamente activos y como consecuencia de un proceso llamado metamorfismo, que es
el proceso por medio del cual u n a roca cambia su estructura, su composición química o ambas
simultáneamente; se lleva a cabo en o debajo de la superficie terrestre y a grande*? profn^*'-'hay 3 tipos de metamorfismo: regional, de contacto y cataclástico o dinámico, w ¿.
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í k ¡a Con«;li"uccicr
cmic
G-eología aplicada & »a Consti*u.ccíó»
característica de las rocas metamórficas es que las regionales son foliadas y las de contacto no son
foliadas.
19. - ¿Cuáles son las rocas metamórficas regionales?
- Son las que involucran cientos de kilómetros cuadrados y son producto de la sepultación de
masas de roca bajo cientos de metros de otras rocas que ejercen u n a altísima presión litostáti i.
por ejemplo: pizarras, esquistos, filitas y gneiss
20. - ¿Cuáles son las rocas metamórficas de contacto?
- Son aquellas que se forman cuando u n a roca preexistente es intrusionada por una roca í<?~
como son: mármol, cuarcita, hornfels y skarn. Este metamorfismo desarrolla zoia& w
diferentes grados de metamorfismo en función de la cercanía o lejanía del cuerpo magmático.
2 1 . - ¿Cuáles son las rocas metamórficas cataclásticas?
- Son las rocas que se generan en las zonas de fallas. Se refiere a rocas locales relacionen_
desplazamientos de la corteza terrestre, denominados fallas geológicas; el movimiento produce
fricción y por consiguiente altas temperaturas; el movimiento mismo genera grandes esfuerzo?;
produciendo roca metamórfica.
22. - Menciona algunas rocas metamórficas importantes en la construcción.
Regional: filitas, pizarras, esquistos, gneiss
De contacto: mármol, cuarcita, hornfels, corneana, skarn
Cataclásticas: milonitas, cataclasitas brechas de falla
23. - Describe el ciclo hidrológico
- Consiste en lo siguiente: el agua de los océanos se evapora por efecto del sol; este vapor for-ia
nubes, las cuales son arrastradas hacia los continentes precipitándose así en forma ¿c 1
nieve. Gran parte de la lluvia o nieve, al derretirse forma ríos, arroyos y lagos; el agua de los
mismos es evaporada nuevamente, completando así el ciclo hidrológico. El resto del agua lie??
nuevamente al mar o es evaporada a través de la transpiración de los tejidos de las plantas.
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d " N Construcción'"
•jreologta a p l i c a d a u m co»Ntruc«ií>n
24 - Define los siguientes conceptos:
Porosidad
Capilaridad
Permeabilidad
- P o r o s i d a d : es la relación directa entre el volumen de las o q u e d a d e s o vacíos y el volumen t ^
del suelo o roca.
- C a p i l a r i d a d : e s la c a p a c i d a d de las superficies líquidas p a r a ser elevadas c u a n d o e n t r a n en
contacto con los sólidos.
- P e r m e a b i l i d a d : e s la c a p a c i d a d de u n geomaterial p a r a permitir el p a s o de u n fluido a tr¿
ella, sin alterar s u e s t r u c t u r a y bajo u n gradiente Hidráulico unitario.
25.- Dibuja las redes de escurrimientos superficiales hidrológicos siguientes:
Dendrítico
Enrejado
Circular
Angular
Paralelo
Rectangular
DENDR1T1CO
ENREJADO
CIRCULAR
ANGULAR
PARALELO
RECTANGULAR
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de la Construcción
26. -
Define los siguientes conceptos:
Roca
Macizorocoso
Mecánica de Roca
Roca según Terzaghi: son todos aquellos agregados naturales de partículas minerales unidas
firmemente por fuerzas cohesivas permanentes. Para el geólogo implica todo material que
constituye la corteza terrestre, sin considerar el poder de las fuerzas de cohesión que unen a
las partículas minerales. Para el ingeniero es u n agregado de minerales unidos por fuerzas
cohesivas poderosas y permanentes.
Roca: estrictamente cualquier agregado o masa de material mineral formado naturalmente, sea o
no coherente, constituyendo una esencial y apreciable parte de la corteza terrestre.
- Macizo rocoso: está formado por rocas de distinto origen geológico, con diferentes condicic - :.
fracturamiento, grado de alteración variable y discontinuado por fallas tectónicas o cavernas,
además los movimientos de la corteza terrestre introducen esfuerzos naturales variables ° "
magnitud, dirección y sentido, que influyen considerablemente en las propiedades mecánicas
las rocas.
- Mecánica de Rocas: es la ciencia teórica y aplicada que trata del comportamiento mecánico de las
rocas; es la rama de la mecánica que estudia la reacción de las rocas a los campos de fuerza^
su entorno físico.
27. -¿Cuáles son las principales discontinuidades que existen en u n macizo rocoso?
- Pliegues, fracturas, fallas, fisuras, juntas o diaclasas, foliación, discordancias y planos ac
estratificación.
28. - Dibuja u n a falla normal y u n a falla inversa.
/
7
FALLA INVERSA
Falla normal
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Geología aplicad.» « la Construccíói
29. - Dibuja un pliegue sinclinal y uno anticlinal.
Anticlinal
Sinclinal
/ /
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cmic
i-eoiiigia aplicada <& la Coa->trwtcHótt
30-¿Cualesu n aclasificación geotécnica delasrocas en laingeniería dela construcción?
De acuerdo conelgrupo deingeniería dela Sociedad geológica de Londres la información
Geológica relativa oLtológica y otras características quedeben obtenerse en forma sistemática en
la descripción denúcleos deroca esla siguiente:
a) Estado de alteración
b) Estructura y discontinuidades
c) Color
d) Tamaño de grane
1. Tamaño delaspartículas subordinadas.
2. Textura.
3. Estado dealterac ón
4. Estado de cementación.
e) Resistencia delmaterial rocoso
f) Nombre dela roca
Tipo de minerales
Tabla3.2Colorasytonos.
MATIZ
GRIS
CAFÉ
AMARILLO
ROJO
NEGRO
VERDE
BUNCO
ANARANJADO
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TONOS
VALOR
GRISÁCEO
CLARO
OSCURO
AMARILLENTO
ROJIZO
NEGRUZCO
VERDOSO
BLANCUZCO
ANARANJADO
'
1
1
Instituto Tetnoíó&teo
cié ia C o n s t r u e
Geología aplicada a la Construcción
Tabla3.3Clasificación de rocas(característicasypropiedades).(Lageología anlamacanica da rocas.División de Educación Continua, Facultad de Ingeniería, Universidad
NacionalAutónomade Mexico,1984.)
TIPODEROCA
Volcánica
0
extrusrvas
IU
Z
S3.
Piutinicas
0
intrusiva»
Clástica»
0
macánicM
z
IU
2
O
IU
(fí
No
clásticas
Organic»»
y
Química»
COMPOSiaÓN
ROCA
(Volita
Dadla
Trasuda
AndesiU
1.2.4
1.3.5
2.5
3.6
Basalto
S.7.8
Granito
1.2.4
GranocJorftt
Sarita
Diorita
1.3.5
2.5
3.5
Diabasa
Gabro
6.7.3
$.7.3
Conglomerado
Arenisca
Umolt»
(1) SrO,(cuarzo)
(2)KAIS),0(ortoda*a)
(3) CaAl0-NaAISO
(piagioclasas)
AfanWcaodtabastea
Fanertttca
Diquesymanto*
Cuerpo»Intrusivo»
Másdal25%dafragment»daroca
arredondeado»2cmdadiámetro
Rudeces.Fragmente*
2cmdediámetro.
Cuarzo, feldespato, fragmento» da
roca,micas,calcita, mineralesaranoso»,minerales pasado*,siderita,
dolomitaycoiofano.
Arenácea.Fragmento»de
1/16 a2nrndediámetro.
Ettratflcadongruesa
cuerno*lentJcuiares y'•***
decauca*
Estratificación cruzada, on
dutada, graduada, masivay
laminar.
(6) Anfibolesy
ptroxenas
(7) Oilvtno
Estratíflceclondeigeda.
larfinaóoncaracterfallca.Firt,
concrecionasbolsa*delodo.
Calza
Densa, masiva,de granoUno.
cristalina,porosauooMfca
Masiva,estratificada,nociuL'
Marga
Creta
Mineral** carbonatados (calcita,
delimita,etc.)contrazasdeslicatos,
feldespatosyminerales irciloso*.
Calcitaymineraje»arcillosaa
CaCO*(foraminlfifoj)
Cristalna.degrano fino
Granularcristalina
Tufa
Travo*»
CaCO»(calcita)
CaCO»(calcita)
Cristalnaporosa
Cristalna
Coquina
Dolomía
Fó***t decalcita
Borragmantada
Cristalnay sacarrjdaj
Estratificacióndelgaday
laminar
Estratificada
Retallar
Capa*,estalactitas, gotas,
vetas,estalagmita*
Arredfal
Estratificada,vetasymasas
irregulares
Lenticular,estratificadayen
vetas
Vetasylentesparaleloso
cruzandolo*estrato*
Lenticular,envetaso
estratificada*
Estratificadamodular,
bandeada
Estratificada '•OJJ.O- satenfena
Masiva,sefraMcadaynolifec*
Estatificada,bandeado
Ca(Mg.Fe)(CO,),DoiomiU
Sai
Cristalna
MaCI(HaHta)
Yeso
Cristalna
CaSO*2H,0
9 0 (cuarzo,ópaloycalcedonia)
Cristalna
Granular
Merocristsüna
Fosforita
Carbon
P,0,(apatita)
C.H.O.H.S.
Criptocristalna
Criptocristalna
Pizarra
Cuarzo,micas,dorita
Foliada
Ruta
Cuarzo,micas,dorita,
•erratayotros
Micas,piroxenos,dorita.cuarzo,
católa,feldespato»
Cuarzo,feldespato*,mica,
hornblenda,granate
Foliaciónperfecta,crucero
pizarroso
kriermecSaentrepizarrosay
esquistosa
Esquistosa
Bandeada(gneMca)
Foliada
Atanfíca.homféisica
Nofoliada
GranoWestica
GranofetástJca
NoMiada
Nofoliada
Esquisto
Gneis
s
s
Umoeafragmento*de1/16 a
1/266 dediámetro.
Lutácsa. Fragmentos menores
a 1/256mmdadiámetro.
Ulnerate* arcüosoa, micas ardiósas.doritaaNdróxldo*defierro.
Padsmai
Homfals
No
taladas
FanerftJca
Lulta
CaCO»
UJ
Avecesltidal
Derrameslávico*
Derrameslávico*
Derrame* lávico» gruesos y
corto*.
Vesicular, amigdalofdal en
colada*ybloques.
Fan*rflfca
Fanerfflca
Faneritica
Caucha
í
ESTRUCTURA
Grande*cuernosintrusivos
(batoStos)
Cuerpo*Intrusivo*
.
Cuerpo*intrusivospequeños
Cuerpo*intrusivo*
(4) Silicatos
ferromagnesianct
(5) Mlcas(biot)tay
muscovita)
CaSO*
Foliadas
AfanfUcaoponlrMca
Atarjea aporflrtJca
Afanflkaapoffirraca
Atan/Seaaporflrftica
Atanfíca
Anhidrita
<
O
E
oc
o
TEXTURA
Cuarcita
MármolySkam
Seminario de Titulación
Mica,piroenos,dorita,cuarzo,
feldespato*ycarbonato*
Cuarzo,granate,mica
Calcita,dolomita,oSópskJaysücatos
dacatdoyoüvino
Foliada
Foliada
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14
G e o l o g í a a p l i c a d a i¡ la C o o s t í u c o i ó n
Tabla3.4Clasificaciónparagradodaintemperismoenlaroca(Fookes).
RECONOCIMIENTODECAMPO
GRADO
I
GRADODEDESCOMPOSICIÓN
SUELOS(rocas suaves)
ROCAS(rocas duras)
Rocafresca
- Elsuelooriginalnomuestradecoloraciónyotrosefectosdebidoaintemperismo.
- Larocaoriginalnomuestredecoloración o disminución de resistencia y
otrosefectosdebidoa¡ntempensrr-o
Ligeramente intemperizado
-El material está compuesto de fragmentos angulares de suelo fresco, el
cualpuedeonoestardescolorido.
- Algunosmateriales alteradoscomienzan a penetrar hacia adentro de las
discontinuidades separando los bloques.
- La rocapuede e 'a
colorada particuarrs discontinuidades.
- Las discontinuidades pueden estar
abiertasytenersuperficiesligeramentedecoloradas.
Moderadamente intemperizado
-El suelo está compuesto de largos
relictosdelsuelooriginalseparadospor
materialesalterados.
•Elintemperismo penetra pormediode
lassuperficiesdelasdiscontinuidades.
- Larocaestádescolorida
- Las discontinuidades t
abiertasylassuperficiss. __
coloridasporlaalteraciónylaastruc
tura original de la roca cerca de la
discontinuidad está alterada hacia
adentro.
- Larocaintactaestánotablementemás
débilquelarocafresca.
- Elmacizo rocosonoesfriable
n
m
1
Wbta*4(Contlnu«aarL)
IV
Altamenteintemperizado
-B sueloestámuyaheradoconalgunos
fragmentosdelsuelooriginal.
-Pocoonadadelatrazadelaestructura
original.
• Larocaestádescolorida
- Las discontinuidad*^
abiertas y tener dscclc ».:.
perficies.
• La estructura original de la roca se
encuentra alteradacerca de lasdiscontinuidades.
• El intemperismo penetra profundamente hacia abajo,pero los nüc's-'
delarocaestán todavfa
- El macizo de r—a t.
friable.
v
Completamenteintemperizado
-Elsueloestádescoloridoyalterado,sin
ningúnindiciodesuestructuraoriginal.
- Larocaestádescolorida.
- Estátotalmente descompuestaydeleznable, pero su estructura ong'r•.:
estápreservada.
• Laspropiedadesdelarocadepanrtoen parte dela naturaleza do '- - original.
VI
Suelo
-El suelo original estátotalmente cambiado a uno con nueva estructura y
composición.
Estáenarmoníaconlascondicionesdel
terrenosuperficialexistente.
• Larocaestádescoloridaycompletamentecambiadaaunsuelo;laestructuraoriginalestátotalmentedestruida.
- Hayungrancambiodevolumen.
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rñsíi UtO TS€üi;¡0€JÍ€t3
cié la Const
jeoor
Geología aulícacia a la Construcción
1.0
O
2/3
15
Tabular
Equídimensional
IV
III
b/a
Laminada
U
Prismática
0
c/b
a-longitud
2/3
b-ancho
1.0
c-espesor
Rgura 3.1. Clasificacióndelaformadelosgranos,
(Zingg, Texturas,1980.)
Orada d t m t o f t d u
r-
8«|a«Owtcáfcd
Muy«n^idar
Angular
Sabanquhw
Subfxttwdurti
Rgura 3.2.Clasificación delgradode redondezyesfericidad.
(Swanson, Texturas,1981.)
Seminario de Titulación
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Lafigura muestra una
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Seminario efe Titulación
Instituto Tecnológico
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Geología aplicada a la Construcción
Tabla3.5Tamañodelosgranos.
TÉRMINO
Bloque
Cantorodado
Gravagruesa
Grava raía
Arenagruesa
Arenamediana
Arenafina*
Finos
EJEMPLO
LIMITESDETAMAÑO
Mayora300mm
75-300mm
20-75 mm
4.7.-20mm
2-4.7 mm
0.42-2mm
0.074-0.42mm
Menoresque0.074
(MNo, 200)
Mayorpelotabasquetbol
Naranjaasandfa
Uvaanaranja
Chfcharoauva
Saldecocina
Azúcar
Azúcarenpolvo
*Laspartículasmenoresque laarenafinanosepuedendistinguirasimplevistaaunadistancia
de20centímetros.(PetróleosMexicanos,Exploraciónymuastraoansuelosparaproyectosda
cimentaciones, México,1975.)
Tabla3.6Resistenciadelaroca.
TÉRMINO
Rocamuydura
Rocadura
Rocasuave
Rocamoderadamentesuave
Rocamuysuave
Rocamuydébilosueloduro
Muyduro
Duro
firme
Suave
Muysuave
ESTIMACIÓNDECAMPODELADUREZA
RESITENCIA *..
COMPRESIÓNSIMPLE\nnra¡
Requieramásdeungolpedemartillopararomper
lamuestrademano.
Lamuestraserompeconunsimplegolpedemartillo.
Selogranhacerhoyosde5mmconelpicodelmartillo.
Muyduroderomperseconlamanounespaciamientotriaxial.
Elmaterialsedesmoronabajogolpesdemartillo.
Quebradizootenaz,serompeconlamanocondificultad.
Puedesermelladoconlasuñas.
Nopuedesermoldeadoenlosdedos.
Puedesermoldeadosóloporfuertepresiónconlosdedos.
Fácilmentemoldeadoconlosdedos.
Elsueloseescurreentrelosdedoscuandoseremueveen
lasmanos.
(Anónimo,1977.)
Seminario de Titulación
I n s t i t u t o Tecnológico
de la Construcción
100
50-100
12.5-50
5.0-12.5
1.25-5.0
060- 0.30-0.6C
0.15-0.30
0.08-0.15
0.04 -0.08
0.04
Geotecniaaplicada
Ing. CelsoBarreraChávez
Geotecnia
1. ¿Cuál es el concepto de Cimiento?
Es el elemento estructural que tiene como función el transmitir las cargas de la estruct^
niveles de presiones adecuadas a la resistencia del suelo y no generar deformaciones mayores a
las permisibles.
2 . ¿Cuál es el concepto de cimentación?
Es el conjunto formado por el elemento estructural llamado cimiento más el suelo de apoyo ue
este y cuyo trabajo de conjunto debe ser adecuado para el buen comportamiento de la
estructura.
3 . ¿ E n que consiste el diseño de u n a cimentación?
El diseño de u n a cimentación debe cumplir con los siguientes requisitos
•
Debe tener u n a capacidad de carga adecuada
•
Deformaciones en limites
•
Estabilidad
•
Seguridad
•
Funcionalidad
•
Economía
4. ¿Qué es u n a cimentación superficial?
Son las cimentaciones que se ubican en los suelos superficiales que presentan las
características adecuadas de capacidad de carga y deformación para la estructura aue se
pretende construir.
5. ¿Qué es u n a cimentación profunda?
Es aquella en la que su profundidad de desplante no sea mayor que u n par de veces el ancho
del cimiento, aunque no existe un límite preciso en profundidad de desplante que ser
cimentación superficial de u n a profunda.
6. ¿Cuáles son los elementos de cimentación que se usan en las cimentación
superficiales?
•
Zapatas aisladas o superficiales
•
Zapatas corridas
•
Losas de cimentación
•
Cajones de cimentación
Cuando el área de cimentación es mayor al 50% del área por cimentar es más econórr. v una losa de cimentación.
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Instituto Tecnológico
cfc ¡a Construcción
Geotsctiia
7. ¿Cuáles son los elementos de cimentación que se usan en las cimentaciones
profundas?
•
Pilotes
•
Pilas
•
Cilindros
•
Cajones profundos
8. ¿Qué actividades se llevan a cabo en la información preliminar para el estudio á-i
cimentación y cuáles son las fuentes de información?
•
Recopilación de información:
> Uso de fotografías aéreas, satélitales. Sirven para comparar el estado actual del sitio con
estados anteriores, detectar la posible presencia de minas, fallas, oquedades, corrobo zs
cauces de ríos, colindancias.
> Recorridos de campo. Sirven para la observación del estado de las vías de acceso, el
comportamiento de las estructuras aledañas, observar la estratigrafía en pozos
existentes y en cortes, disponibilidad de agua, indicios de capacidad de socavación -V1
agua, características del suelo y de las rocas, la topografía del terreno, etc.
> Información topográfica
> Información geológica
> Información hidrológica
> Información climática
> Información sismológica
> Vías de comunicación
> Corrientes marinas y submarinas
> Fluctuación de mareas, etc.
•
Fuentes de información:
> INEGI
> Instituto de ingeniería
> Sociedad Mexicana de Mecánica de Suelos
> Secretarias de Estado (SCT)
> Paraestatales (CFE, CNA, Pemex)
> Oficinas de Obras de los Estados y Municipios
9. ¿Cuáles son los métodos geofísicos de exploración y que información
proporcionan?
Estos métodos los ubicamos como preliminares.
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lissfriluto Tecnológico
Í*I- sa Construcción
nos
Geotecnia
•
Método de Refracción sísmica; nos proporciona información como estratigrafía, tipos x
suelo y la presencia de oquedades y/o cavernas.
•
Técnicas de transmisión directa de ondas sísmicas
•
Técnicas de investigación de la resistividad y conductancia; nos proporciona información
acerca de la estratigrafía, posición o presencia del NAF, presencia de cavernas.
Se obtiene información acerca de la estratigrafía del suelo y rocas y se pueden conocer sus
propiedades.
10.¿Cuáles son considerados métodos directos de exploración y que tipo de mués*-"--* -obtiene?
Los métodos directos de exploración permiten conocer las condiciones geotécnicas del sitio de
estudio, mediante la observación de las características in situ de suelos y roe .s,
complementando con la obtención de muestras de las mismas.
Pozos a CieloAbierto con muestreo inalterado:
Ventajas:
Desventajas:
Obtención de muestras, sin emplear equipo - Demasiado lento por realizarse en forma manual
especialde perforación
- Elcosto seincrementa notablemente con la
Recolección demuestras inalteradas
profundidad, es económica hasta 5m.
Realización deobservacionesypruebas in
- Senecesita ademar sielmaterial noe?t~.
situ (PPE,prueba deplaca)
cementado, elevando elcostoyeltiempo
- Posibilidad deutilizarlos comopozos de
- Alexcavar debajo delnivelfriático, se presentan
correlación para establecer elperfil
problemas deextracción deagua o
estratigráfico del sitio.
deformaciones por elflujode agua.
•
Método con tubo de pared delgada (Shelby). Se utiliza principalmente en suelos cohes. ^
blandos o semiduros, sin importar el nivel friático.
De manera general consiste en u n muestreador que se atornilla en la parte inferior de a
tubería de perforación. El muestreador es u n tubo de acero o latón de diámetro exte1variable entre 7.5 a 10 cm., de espesor máximo de 1.5 mm y longitud entre n
metro. Es común cortarlo longitudinalmente y extraer la muestra cuidando así el efecto
de fricción lateral.
Se hinca el muestreador ejerciendo u n a presión continua de u n a manera lenta, a una
velocidad constante entre 15 y 30 cm/seg.; se hace reposar u n cierto tiempo
aumentando así la adherencia, y después se gira el muestreador para cortar la base cu
la muestra y extraerla.
Seminario de Titulación
Instituto Tecnológico
de ia Construcción
Geotecaia
•
Métodos rotatorios para roca.
En la exploración geotécnica es común
realizar la perforación y muestreo
simultáneamente por medio de
muestreadores; éstos consisten en tubos que
llevan en su extremo inferior una broca
puede ser de varios tipos: de diamante, „_
carburo de tungsteno, de a r c o Hl ~
tipo cálix.
r
En la figura se presenta el equipo para
nneo de acero^
\UJLtt..w,..»i 1,•- f t ;,jJL-Ú
™
II
tí
muestreo en roca incluidos máquina de
Tubería de odeme
perforación rotatoria, algunos tipos de
Tubería de perforación
Forro duro
-Muestreador
^Broca de diamantes
barriles y brocas.
Cabera de montaje
Esa»
El éxito de una perforación
pende del equilibrio de 3 factores: veioci- c
Elevador de corazones
Cocíneles ~Válvula cortadora del agua
de rotación, presión del agua y presión sobre
la broca.
Varilla de perforador
igua de lavado y municiones
Tubería de odeme
SPedacetía depositada en el cáíiz
Cortador
Tubo muestreador
Corazón (Tuestraf
Igniciones aplastadas
a) Máquina perforadora
bj Muestreador para broca de d amante
c) Muestreador tipo cálix
d) Algunos tipos de brocas
11. ¿En qué consiste el método de exploración de penetración estándar y que ín.^
nos proporciona?
La prueba consiste en introducir en el terreno por medio de golpes u n penetrometro colocado
en el extremo de la tubería de perforación. Los golpes son proporcionados por un martinete de
64 kilogramos que cae desde una altura de 76 centímetros; es necesario contar el r í ^
golpes requeridos para que penetren los 30 centímetros intermedios. Después de penetrar 60
centímetros se saca el penetrometro y se extrae la muestra de él.
CreocectMs
Polea
La utilidad e importancia de la pr^e K ^
penetración
estándar
r,a
radica
correlaciones encontradas en el campo y el
rii - " - Cadena
Masagolpeadura
deacero
laboratorio en diversos suelos, que per—'
relacionar aproximadamente la compacidad \
el ángulo de fricción intern^ ~
<—Barra gula
[
i - Yunquedegolpeo
valor de la resistencia a la compre s / .
en arcillas, con el número de golpes necesarios
en ese suelo, para que el penetróme c
estándar logre entrar los 30 cm. especifica^
?J5WWS)p!
•»-Penetrómetro estándar
\J
Figura 4.11.Pruebadapenetración estándar. (Petróleos Mexicanos,Exploraciónymuestreoensuelosparaproyectosdecimentaciones, México,1975.)
12.¿Porqué procedimientos puede obtenerse muestras inalteradas y que ventajas se tiene
al obtener la m u e s t r a ?
Los procedimientos son los de sondeo definitivo como:
- Pozos a Cielo Abierto con muestreo inalterado
- Muestreo con tubos de pared delgada como: Shelby, Denison y Pitcher.
- Métodos rotatorios para roca
Estos métodos nos proporcionan muestras que conservan las propiedades físicas y mecánica
de los suelos, que al llevarlas al laboratorio se deben obtener los datos definitivos para si
trabajo.
13.¿Cuáles son las propiedades físicas de los suelos?
•
granulometría,
•
límites,
•
contenido de agua,
•
relación de vacíos,
•
densidad de sólidos y
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Instituto Tecno^óCf"
cíe la Cor»¿trjcc. .
Qeotecnia
•
peso volumétrico natural.
14.¿Cuáles son las propiedades mecánicas de los suelos?
•
Cohesión,
•
ángulo de fricción interna,
•
Resistencia al cortante y resistencia la compresión.
15.¿Qué es la cohesión del suelo y que tipos de suelo la t i e n e n ?
La cohesión es u n parámetro de resistencia característico de los suelos finos. Es la unió>se tiene entre las partículas de los suelos finos
16.¿Qué es el ángulo de fricción interna del suelo y de que tipo de suelo es
característico?
El ángulo de fricción interna (<I>) es característico de los suelos gruesos.
17.¿Mediante que pruebas de laboratorio se puede obtener los valores del ángulo de
fricción i n t e r n a ?
•
Prueba de compresión simple
•
Prueba de corte directo
•
Pruebas triaxiales
18.¿Cuál es la ecuación que expresa la resistencia al esfuerzo cortante de un suelo
cohesivo friccionante y cómo se relaciona con las pruebas de laboratorio?
La ecuación general del esfuerzo cortante propuesta por Coulomb para un &^
que tiene fricción y cohesión es:
S =c -r 5tan <>
j
donde:
s = Resistencia al esfuerzo cortante
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Instituto Tecnoiogico
de la Construcción
(cmic
Gectecma
c = Cohesión del material
8= Esfuerzo o presión normal del suelo
<j) =Ángulo de fricción interna del suelo
La resistencia al esfuerzo cortante del suelo
no se mide directamente por medio de
pruebas triaxiales, sino que deben
determinarse por medio de cálculos
empleando los esfuerzos principales
observados p l y p3. La manera más fácil de
hacer el cálculo es emplear el circulo de
esfuerzos de Mohr.
Presión axial
Idp t>orunidad da
dw«
^T
O'O'i
O'D'Í
re- cámara
(p,*Pj)
(p,-p3)
Tapa
Presión da confinamiento
o presión da cámara
Pe " Ps
• Membrana
impermeable
Muestra
Piedra
/'porosa
Mané
vjE&SH&m
4F
Figure 4.2. Drtaltre prtmipalrs rir la cámara dt compresión r
Figura 4.3.i iF^fuer/os en un espéíimen probado en la cámara triaxial c inrjn
dfl piano de falla <»n U hon/oni>il h -Círculo de esfuerzos de MuKr
19.Al diseñar u n a cimentación se revisa que esta cumpla c o n los aspectos fundam
del comportamiento del suelo ¿Cuáles s o n ?
a)
Las deformaciones del suelo deben estar dentro de los límites permisibles
b)
La capacidad de carga del suelo debe ser mayor a las cargas transmitidas
para que el suelo no falle al esfuerzo cortante.
2 0 .Para proponer u n a cimentación ¿Cuáles son los factores que se deben tomar en
cuenta?
Su función
Las cargas que debe soportar
Las condiciones del subsuelo
Costo de la cimentación comparado con el costo de la superestructura
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I n s t i t u t o Tecnológico
cíe la Construcción
^emie
Geocecnia
8
2 1 . ¿Existe una solución única de cimentación de una estructura o hay varias?
Pueden existir múltiples soluciones para una cimentación y depende del c
ingeniero escoger la más óptima en economía, diseño y construcción
2 2 .Para la evaluación de las deformaciones de u n a cimentación por consolidación se
requiere de una prueba de laboratorio ¿Cuál es y qué curvas utilizar- :
resultado de estas pruebas?
Es la prueba de consolidación unidimensional y se realiza con un consolidómetro que tiene un
extensómetro que lleva el registro de deformación. Las cargas se aplican en incremen o&
permitiendo que cada incremento actúe por un periodo de tiempo suficiente para que la
velocidad de deformación se reduzca prácticamente a cero. En cada incremento de c
hacen lecturas en el extensómetro para conocer la deformación correspondiente a diferentes
tiempos y los datos se grafican. Estas curvas se llaman de consolidación y se obtiene una para
cada incremento de carga aplicado.
Una vez que el suelo alcanza su máxima deformación bajo un incremento de carga aplicaA*\ ^i
relación de vacíos llega a un valor menor evidentemente, que el inicial y qudeterminarse a partir de los datos iniciales de la muestra y las lecturas del extensómetro; así
para cada incremento de carga aplicado se tiene finalmente u n valor de la relación de vac'cotro de la presión correspondiente actuante sobre el espécimen. En resumen, u n a vez aplicados
todos los incrementos de carga, se tienen valores para constituir una gráfica er c1^rse ponen los valores, de la presión actuante y en las ordenadas se anotar? los corresp^
de "e"en escala natural. Estas curvas se llaman de compresibilidad y de ellas se obtiene una en
cada prueba de consolidación completa Generalmente u n a curva de compresibilidad se divide
en tres tramos: e! tramo A de la curva se llama tramo de recompresión, el tramo B se lla-na
tramo virgen y el tramo C se llama tramo de descarga.
Los resultados se presentan gráficamente con u n a curva que relaciona la oquedad finai
correspondiente a cada incremento de presión con el valor de dicha presión. El diagrama (curva
e-logp) se conoce como curva de compresibilidad.
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Instituto Tecnológico
clt, *3 CoiiL-t'-ycaon
Geoteenia
«)
a) r e p r e s e n t a c i ó n a r i t m é t i c a
b) r e p r e s e n t a c i ó n s e m i l o g a r í t m i c a
23. Si consideramos las deformaciones con respecto al tiempo ¿Cuántos tipos de
deformaciones t e n e m o s ?
•
Deformación elástica o inmediata, Ae
•
Deformación por consolidación primaria,
Aep
•
Deformación
por
consolidación
secundaria, Aes
•
Deformación total AT =AT=Ae+Aep +Aes
2 4 .De manera física los a s e n t a m i e n t o s se manifíestan de diferentes formas ¿Cuáles son
éstas?
•
Por expansión: cambio de volumen en la masa del suelo manteniendo su forma
•
Por distorsión o deformación desviadora: la masa del suelo cambia de fc1-*^
manteniendo su volumen constante.
2 5 . ¿Qué es la capacidad de carga de u n suelo?
Es la resistencia del suelo al esfuerzo cortante producido por la aplicación de i
26. ¿Cuál es la ecuación general de Terzaghi para la evaluación de la capacidad de carga
de u n cimiento superficial de tipo largo apoyado en u n suelo de tipo friccionante?
qc = CNc +yDf Nq + yayBNy
qc: Capacidad de carga
C: Cohesión del suelo de apoyo del cimiento
y: Peso volumétrico del suelo correspondiente al nivel que se trate
Df: Profundidad de desplante del cimiento
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Insti'uto Tecnológ»"
de Id Construcción
Geotecíiia
B: Ancho del cimiento
Nc, Nq y Ny Factores de capacidad de carga en función del ángulo 0 (se obtiene por la gráfica
propuesta por Terzaghi
2 7 . ¿Qué puede suceder e n u n cimiento superficial sujeto a excentricidades entre «u*
centro de gravedad y su centro de cargas?
Pueden ocurrir hundimientos diferenciales, provocando u n a inclinación de la estructura, en
caso de no haber previsto estas excentricidades.
2 8 . ¿Cuál es la diferencia principal entre los elementos de tipo superficial?
La diferencia principal es el área de apoyo o de contacto entre la cimentación y el suelo.
2 9 . ¿Cuáles son las modifícaciones propuestas de Terzaghi para considerar la falla lo**-1
de u n suelo?
Terzaghi propuso efectuar las siguientes reducciones a los parámetros de resistencia CyOC=2/3C, are tan O =are tan 2/30), donde:
Cy (>
| son los valores originales de resistencia del suelo. La ecuación general de Terzaghi para
u n a falla local queda de la siguiente forma:
Qc=2/3CNc+.DfNq ~1/2yBNydondeNc,NqyN<j>, sonlosmismosvalores reducidospor2/3 §
3 0 .Para la evaluación de capacidad de carga de u n suelo cohesivo se recomienda utilizar
la teoría de Skempton ¿Cuál es la diferencia entre su teoría y la de Terzaghi?
La teoría de Skempton establece, que el suela arriba del nivel de desplante p r o p e c , ^
resistencia al esfuerzo cortante, la chai se reflejará en el valor de Nc que tendrá un valor de
acuerdo a la relación D/B, donde D es el empotramiento del cimiento en el estrato resister"
B es el ancho del cimiento; el valor de Nc se obtiene de la gráfica de Skempton con la relación
Qc =CNc+ yDF, Nc en función de D/B
3 1 . ¿Cuál es la diferencia principal entre los elementos de cimentación profundas?
Se diferencia por su diámetro o lado, según sea de sección cuadrada, circular o rectangular:
Pilotes: 0.15 a 0.60 m
Pilas: 0.60 a 2.0 m
Cilindros: mayores a 3.0 m
Cajones: mayores a 3.0 m
Seminario de Titulación
instituto Teenofóg^ * ^jíf^":
de ¡a Confeti i»cc>* ^<Na&
Geotecnia
3 2 . ¿Cuál es la forma de trabajo de las cimentaciones profundas?
Las cimentaciones profundas buscan trasmitir las cargas a estratos menos c o m p r e s ^ c ^
mantos rocosos apoyados en estos, el trabajo se realiza en la p u n t a (sean cargas verticales u
horizontales), cuando los estratos resistentes se encuentran a grandes profundidades las
cargas se trasmiten a través de sus lados laterales por medio de la fricción (debido a fuer as
verticales o de extracción) que se origina con el suelo que los rodea. También pued
en forma mixta, es decir, aprovechan a la vez estos dos efectos.
3 3 . ¿Cuál es la forma de fabricación de los pilotes colados in situ y cuál la de los
precolados?
Fabricados In Situ: los procedimientos son sumamente variados y comprenden la exca\
perforaciones, ademadas o no que puede ser permanentes para evitar el colapso bajo la presión
del terreno que lo rodea antes de que se llene de concreto, que después se rellenan de concrr ,
gatos que hacen penetrar los ademes a presión; Chiflones que permiten hacer llegar los
trabajos al nivel deseado o métodos que involucran la utilización de explosivos
Precolados: Estos pilotes deben reforzarse para soportar el manejo de transporte e izaje
hasta que están listos para hincarse, y deben estar reforzados para resistir los esfuerzos
causados por el hincado. Estos pilotes requieren lugar de colado, tiempo para curado, espaci i
para almacenaje y equipo especial para izado y manejo. Frecuentemente se cuelan en trmanejables, que se unen en la posición de hincado por medio dejuntas cuya resistencia
garantice ampliamente la del conjunto.
Los pilotes pueden ser simplemente reforzados o presforzados.
3 4 . ¿Cómo se fabrican las pilas?
Las pilas suelen ser pre-excavadas a mano o con maquinaría especial, pues sus dimen- prohiben su hinca a golpes. El procedimiento denominado del pozo seco consiste simplemente
en fabricar manualmente un pozo hasta el estrato resistente, convenientemente ademad
dimensiones tales que u n hombre por lo menos pueda trabajar en su interior. El
Chicago en u n a variante del anterior,
en la que se va excavando el materir
profundidad del orden de 1a 2 m según su consistencia; la excavación se adema con largueros
de verticales de madera, que se mantienen con anillos de acero; se continua después la
excavación, repitiendo las operaciones de ademado en cada tramo; al alcanzarse el nl\^
apoyo suelo ampliarse la base para mejorar el poder portante del elemento.
3 5 . ¿Cómo se fabrican los cilindros de cimentación?
11
G-eotecnia
El procedimiento de construcción (Método del pozo indio) consiste en colocar sobre el terre.^
elemento, excavando en su interior con u n a cuchara de almeja para retirar el mate -V
cilindro va descendiendo a medida que se retira el material bajo él, hasta llegar al i s
resistente.
3 6 . ¿Qué es u n a cimentación compensada?
Consiste en desplantar a u n a profundidad tal que el peso de la tierra excavada iguale a1 r
la estructura, de manera que el suelo no sienta la sustitución efectuada.
3 7 . ¿Qué problema se puede tener cuando se tiene u n a cimentación sobrecompensadal
El cimiento puede emerger por el empuje del suelo debido a la descompensación de la carga
anterior por el peso del suelo excavado.
3 8 . ¿Cuál e s la separación mínima e n t r e pilotes?
La distancia mínima entre pilotes que parece ser la más adecuada es la de 3d (medida de centro
a centro del pilote), siendo d el diámetro de la cabeza del pilote.
3 9 . ¿El pilote de p u n t a apoyado en u n estrato arenoso que sucede cuando se tiene un
empotramiento en este e s t r a t o ?
El pilote trabaja como de punta. La capacidad de carga a rotura de pilotes aumenta cor e1
cuadrado de la profundidad de penetración, mientras que su costo aumenta con la long
pilote, en u n a proporción mucho menor, por ello resulta económico en arena hasta qus*«
penetración se torne lenta y difícil. El asentamiento depende en especial de la relación de la
resistencia
de punta y la carga que actúa sobre el pilote. El asentamiento medio de ..
cimentación es mayor que el asentamiento individual de u n solo pilote sometido a la c a v c
admisible.
4 0 . ¿Cuál e s la diferencia entre el comportamiento de u n muro de contención y u n
ademe?
El muro de contención es u n elemento de soporte rígido, mientras que el ademe es un e1prr>p«^
de soporte flexible Los muros están sujetos a presiones con variaciones lineales, mientr
las tablestacas deoído a los troqueles están sujetos a presiones con variación irregular.
4 1 . ¿Qué es u n empuje activo y uno pasivo en u n muro de contención?
EMPUJE PASIVO
En el empuje pasivo el muro actúa contra el relleno presionándolo, mientras que en u c
activo el relleno actúa contra el muro presionándolo:
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Instituto Tecnológico
de la Construcción
Geotecnia
Kp =NO =tg (45 +<E)/2)
Ka= 1/NO =tg (45 - <t/2)
4 2 . ¿Cuál e s el procedimiento para calcular los empujes por el método de Coulomb?
El método de Coulomb es u n método gráfico basado en fuerzas en equilibrio:
a) Se dibuja la geometría del muro y el relleno a escala
b) Se elige la cuña del suelo a analizar
c) Se determina el peso de la cuña
d) Se ubica la fuerza F y E
4 3 .El método semiempirico de Terzaghi para calcular el empuje en muros de contención
Debido a lo poco conveniente de las teorías clásicas, antes únicas y a la falta de otras de
superior arrastre, se han desarrollado en 01 pasados algunos métodos empíricos y
semiempiricos para la valuación de los empujes ejercidos por los rellenos de tierra co 1- '--- '
elementos de soporte. E l Dr. Terzaghi ha propuesto un método específico que reúne v.i ^
parte de la experiencia anterior con la suya propia y que constituye quizá, el método más
seguro para la valuación de empujes contra elementos de soporte, con tal de que éstos caiga:
dentro del campo de aplicabilidad del método propuesto, desgraciadamente restringido a m u : ;
de escasa altura (alrededor de unos 7.0 m, como máximo),
a) El primer paso para la aplicación del método estriba en clasificar el material de relleno ».u i
el que ha de trabajarse, en uno de los siguientes cinco tipos:
I.
Suelo granular grueso, sin finos.
Seminario de Titulación
Instituto Jecnah:¡ü
de la Construcción
át"¿
^-^¿,4,
Geetecnia
II.
Suele granular grueso, con finos limosos.
III.
Suelo residual, con cantos, bloques de piedra, gravas, arenas finas y finos
arcillosos en cantidad apreciable.
IV.
Arcillas plásticas blandas, limos orgánicos o arcillas limosas.
V.
Fragmentos de arcilla dura o medianamente dura, protegidos de modo que el agua
proveniente de cualquier fuente no penetre entre los fragmentos.
b) El método propuesto cubre cuatro casos muy frecuentes en la práctica, a lo que se
refiere a la geometría del relleno y la condición de cargas.
o
I La superficie del relleno es plana, inclinada o no y sin sobre carga alguna.
2° La superficie del relleno es inclinada, a partir de la corona del muro, hasta un cierto
nivel, en que se torna horizontal.
3 o La superficie del relleno es horizontal y sobre ella actúa u n a sobrecarga uniformemente
repartida.
4° La superficie del relleno es horizontal y sobre ella actúa u n a sobrecarga linea , ^
ala corona del muro y uniformemente distribuida.
c) Se determina el valor del coeficiente KH (En función de Ay b y usando gráficas)
d) Se aplican las fórmulas:
2
EH =1/2 KH H
Ev = 1/2 Kv H3
que proporcionan las componentes horizontal y vertical del empuje actuante en el plano vertical
que pasa por el punto extremo inferior del muro, en el lado del relleno (fig. IV-19).
1
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Seminario de Titulación
Instituto Tecnológico
ele la Construcción
Geotecnia
44. ¿Por qué es importante m a n t e n e r libre de agua el relleno de u n muro y como se
puede evitar la presencia de é s t a ?
^ Para evitar empujes hidrostáticos
^ Para evitar el fenómeno de tubificación
^ En suelos expansivos para evitar la expansión por el agua
^ Para evitar el efecto de congelamiento
Para evitar esto se cubren los rellenos con u n a capa de suelo con u n a permeabilidad menc
del relleno dándole u n a pendiente hacia u n a cuneta.
Para eliminar el agua que se infiltra en el terraplén durante las lluvias se colocar
(barbacanas)
4 5 . ¿Cuál es la definición de t a l u d ?
"Se comprende bajo el nombre genérico de taludes cualesquiera superficies inclinadas respe. ^
a la horizontal que hayan de adoptar permanentemente las estructuras de tierra, bien sea sn
forma natural o como consecuencia de la intervención humana en u n a obra de ingeniería.
Desde este punto de vista los taludes se dividen en naturales (laderas) o artificiales (cortes y
terraplenes)".
4 6 . ¿Cuáles son los tipos de falla más comunes en los taludes?
a) Falla por deslizamiento superficial
b) Deslizamiento en laderas naturales sobre superficies de falla preexistentes
c) Falla por movimiento del cuerpo del talud
d) Flujos (rotación)
e) Fallas por licuación
f) Falla por falta de capacidad de carga en el terreno de cimentación
4 7 . ¿En qué consiste el método de análisis propuesto por Arturo Casagrande para un
talud formado por suelos cohesivos?
Seminarlo de Titulación
Instituto Tecnológico
cié la Construcción
16
Geotecnia
Considérese u n arco de circunferen
centro 0 y radio R como la traza r1superficie hipotética de falla coi- i-
±
del papel. La masa del talud que se
movilizaría, si esa fuera la superficie A*
falla aparece rayado en la Fig, V - 4, Pu
considerarse que las fuerzas actúan+e-* ~»
decir las que tienden a producir ei
deslizamiento de l a masa de tierra, son el
RG.V4.tocWteJMfo * Á. CifWü* pmm«Acor •
M4fo* SMC* « M Hité pwmmtoH "cofari**"
peso del área ABCDA (nótese que -_
considera un espesor de talud normal al
papel de magnitud unitaria y que bajo esa
base se hacen todos los análisis
H uc
siguen) más cualesquiera sobrecargas que
pudieran actuar sobre la corona del tal- Se dibuja el talud a escala
- Se elige en forma arbitraria la supuesta superficie de falla que se va a analizar
- Se ubican en el talud las fuerzas que producirán el movimiento del talud y se deterrr'"^
punto de aplicación
- Se determinan las fuerzas resistentes que actúan en la supuesta superficie de falla
- Se calcula el momento motor que es la magnitud de las fuerzas que producen el movimiento
X, la distancia entre su punto de aplicación y la línea de acción del centro de la superficie de
falla.
- Se determina el momento resistente que es la magnitud de las fuerzas que se opone i -"
movimiento del talud y que actúan a lo largo de la superficie de falla, multiplicadas po_
del segmento circular que determinan la misma.
- Se calcula el factor de seguridad que es la relación entre la sumatoria de los momencub
resistentes entre la sumatoria de los momentos motores y se compara este factor de ?*•-con el factor de seguridad de diseño.
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Instituto Tecnológico
de la Construcción
'- '
Geotecnia
4 8 . ¿ E n qué consiste el método de las dovelas para el análisis de u n talud formaÍ*suelo cohesivo - friccionante?
Análisis con esfuerzos totales
Este método se basa también en el análisis >de u n a superficie circular de falla en la H L, determina el factor de seguridad en la misma superficie:
- Se dibuja el talud a escala
- Se dibuja la superficie que se analizará
Se divide la masa del suelo delimitada por la superficie, en dovelas o
segmentos (de 9 a 1 1 dovelas)
- Se determinan las fuerzas motoras vresistentes de cada dovela
- Se obtiene el factor de seguridad que le corresponde a cada dovela
•a
(O
fig. V-5 Procedimiento de las "Dovelas" o de Fellenius
4 9 . ¿Cuáles son algunos procedimientos para corregir la falla de los taludes?
a) Tender taludes
b) Empleo de bermas laterales o frontales
c) Empleo de materiales ligeros
d) Consolidación previa de suelos compresibles
e) Empleo de materiales estabilizantes
f) Empleo de muros de retención
g) Precauciones de drenaje
h) Soluciones especiales
50.¿Qué es el SUCS y en que consiste?
El Sistema Unificado de Clasificación de Suelos, según este sistema los suelos se dividen en
tres grupos principales: de grano grueso, de grano fino y altamente orgánico (suelos - turbas).
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instituto Tecnológico
ele la Construcción
*.
Geotecma
Los suelos de granos gruesos se dividen en gravas (G)y arenas (S) según tengan más o meno
del 50% de granos visibles retenidos en el tamiz No. 4 (mayores de 1mm). Asu vez, c^a_
de estos tipos de suelos se divide en cuatro grupos:
W: bien graduados (coeficiente de uniformidad U > 4); limpios (<5% que pasa el tar-V
200: partículas menores de 0.074 mm).
P: pobremente graduados (con granulometría discontinua, o U <4 para g~?
arena); limpios (<5%de partículas menores de 0.074 mm).
C: bien graduados; sucios (>12% de partículas menores de 0.074 mm); finos arcillosos o
plásticos (Iw >7, ubicados por encima de la línea Aen el gráfico de las plasticidad*
F: pobremente graduados
Los suelos de granos finos se dividen en tres grupos: limos inorgánicos (M),arcillas ,(C)y limos y arcillas orgánicos (O). Cada uno de ellos se subdivide a su vez en los que tienen
líquidos menor de 50% (L)o mayor de 50% (H).
18
Limoa y arcillas
Limo*yarcillas
Con límite Líquttdo con Límite Líquido
mayor de 5 0 %
de 6 0 %o menor
_. Suelosde Grano Fino
6 0 %o más pasa lamalla No. 200
*
S
2
o
*3
ell
B
B •A-S
5
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I
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I
«
I
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I
S
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s
sí
lí8 111 ¡8«J
J Sí
•I
1.1
o
B
Clarificación tegon el pereentaje de fine*
Paaa menea del S% por la malla No. 200
G*7, GP, SW, SP
GM, GC, SM,SC
Pasa ma*del 12% por la malla No.200
Claaifioaemn Indetarminad*
Pasa del 5al 12% por 1*malla No.200
qne requiera el n*ode eiav g|a
bolo*doble*
K
Suelosdepartículas Gruesas
Máadal 60%esretenido ea la malla No. 200
Gravas
&MU*
6 0 %o más de la fracción
Másdel 60%de la fracción
gruesa se retiene
gruesa pasala malla No. 4
en lamalla No. 4
Arenas
Gravas
Gravas
Arenas
con
limpias
limpias
con
finos
finos
Estructuras
Ing.AlfonsoD'Abbwrtt Pantoja
Estructuras
1. Calcule el Centroide de la siguiente área plana:
0.01
X,
FIGURA
A
1
5.00
2.50
6.00 , 0.50
0.07
I
11.00
12.50
0.50
2.50
3.00
4.00
24...J
15.50
26.50
x =XAx,/IA = 15.50/11.00 =11.41 cm
f-— 0.05 —-^ |
Y =SAy,/ZA =26.50/11.00 =12.41cm'
2. Calcule el momento de inercia centroidal respecto al eje x de la siguiente figura:
Y
Ix =I x +d3A
Ix = i/i2 b h 3
(Fig. 1)Ix = i/i2 x 35x5 3 =364.58 cm 4
(Fig. 2) Ix = i/i2 x 5x30 3 = 11.25 c(Fig. 3) Ix= 1/12 x 35x5 3 =364.58 cm 4
(Total) Ix = 2x( Ix +dl 2 Ai) + (Ix + d22A^
Ix = 2x((364.58 + (32.5 2 xl75) + 11.25)
Ix= 370,416.66+ 11.52
i x = 381,936.66 cm4|
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Estructuras
3 . Determine los d i a g r a m a s de m o m e n t o flexionante y c o r t a n t e p a r a la siguiente viga
Por simetría:
5ton
2ton/m
RA = RB
RA= % x(4+8+5+4)
RA= 10.50 Ton.
RB=
10.50 Ton
I M A = (x)(2)(y2x) = x 2
A-B:
Zfy= 1 0 . 5 0 - x ( 2 )
I M A = -10.50(x-2) + x 2
A-C:
Ify = 10.50 - 5.0 - x(2)
I M A = - 1 0 . 5 (x-2) + 5 (x-4) +Xa
-. 25
Diagrama de Cortantes obtenido con Staad
ver. 3
SI
"#
Diagrama de Momentos obtenido con Staad
ver. 3
Estructuras
4. Para la siguiente armadura, determine las fuerzas normales en cada una de sus barras,
indicando si existe tensión y compresión.
E
D
3m
V
I
3m
5 ton
|
V
y
5ton
3m
,
5ton
,
3m
3m
Por simetría:
RA = RE¡;RA=1/2 (5+5+5)
RA = 7.50 Ton.; RB = 7.50 Ton.
ZF x = 0
AF- AC Coseno 45° = 0
AF- 10.61 Coseno 45° =0
AF= 10.61 Coseno 45°
AF
SFY = 0
7.50 Ton. - AC Coseno 45° =u
-AC = 7.50 -i-Coseno 45°
AC = 10.61 ToñlCómpre3ic.-.
AF = 7.50 Ton (Tensión)
RA = 7.5 TON
-CD +10.61 Coseno 45° = 0
10.61 Coseno 45° - CF=
CD = 10.61 Coseno 45°
CF = 10 Coseno 45°
CD = 7.50 Ton (Compresion)l ICF=7.50 Ton (Tensión)
NUDOC
!^
C D
."7P"
I¿
A
| CF
FD
CF
NUDOF
AF
GH
5TON
AF +FG -FD Coseno 45° = 0
FG =FD Coseno 45° +7.50
FG = 7.50 Ton (Compresión)
FD = (7.50 - 5) + C: ~
t'D = 3.54 Ton (Compresiónj
4
Estructuras
CD +FD Coseno 45° - DH
Coseno 45° - DE =O
ÜE=7.50Ton (Compresión)
DE
NUDODfc N
FD Coseno45°+DHCoseno45
DG= O
3.54Coseno 45°+DHCoseno45
- 5 =0
DH = (-3.54 Coseno 45° + 5)-H
Coseno 45°
AC
]
ÜH = 3.54 Ton (Compresión)
AC
J
DG
FG - GH = 0
DG
DG - 5 = 0
DG = 5.0 Ton (Tensión)'
FG =GH
GH GH = 2.5 ton
NUDOG
IDE= 2.50 Ton (Tensión)l
FG
5TON
9 7.50C
9
7.50C
DiagramadeFuerzasResultantes(Normales)obtenidoconStaad ver. 3
AC = 10.61 ton. (Compresión)
GH = 10.0 ton. (Tensión)
AF = 7.50 ton. (Tensión)
DH = 3.54 ton. (Compresión)
CF = 7.50 ton. (Tensión)
DE =7.50 ton. (Compresión)
CD = 7.50 ton. (Compresión)
EB = 10.61 ton. (Compresión)
FD =3.54 ton. (Compresión)
EH =7.50 ton. (Tensión)
FG = 10.0 ton. (Tensión)
HB =7.50 ton. (Tensión)
DG = 5.0 ton. (Tensión)
Estructuras
5. El peso de la barra ABes de 5,000 kg; dicha barra esta apoyada mediante u n perno en B
sobre una superficie vertical lisa en A. Determine el diámetro del perno más pequeño «.^^
puede usarse en B, si su esfuerzo cortante esta limitado a 1,000 kg/cm 2 .
i/r
BARRA
APOYO
ARTICULADO
ENB
iT
¥
T = 1,000 k g /cm 2 = y2 P -s- (TI x 1/4xd2)
1,000 k g /cm 2 x (n x 1/4d2) = % P
W = 5,000 kg
x = 1,000 kg/cm
d = V(4 x P -r (2,000x71)) = V (P-1,570.8)
2
d = 0.0252 x VP
1
Coseno 6 = 5/10 =0.5 Cos-
Si P = 5,000 kg; d = 1.78 cm
9 =60°
|d = 0.0252VP,
a = 30°
6. Se colocan dos marcos distantes 250 mm sobre u n a varilla de aluminio con _ i ..
15 mm; al aplicar u n a carga axial de 6,000 N, la longitud base inicial se convierte en 250.Li
mm. Determine el módulo elástico del material.
A=7 t d 2 - 4 ; d = 1.50 cm
5= (PL)+(AE)
A= 1.767 cm 2
8=Alargamiento total de la baz-r
P =6,000 N
p =Fuerza total de extensión
6,000 N=611.62 kg
E = (611.62 x 25) +(1.767 x 0.018),
K=480,742.t>3 kg/cm 2 !
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Titulación
A=área de la sección recta de la barra
L= Longitud de la barra inicial
E =Módulo de elasticidad del material
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Estructuras
7. Calcule el momento resistente de ola siguiente sección de madera si su esfuerzo de trabajo
es igual a 60 k^/cm 2
M= (o-xx I) +g
M=Momento resistente
ax = Esfuerzo de trabajo =60 kg/cm 2
30crr.
I =Momento de inercia con respecto a la base
g =Distancia al eje neutro
c=15cm
M= (60 x 1/12X (15 x3o 3 )-;- 15
M= 135,000 kg-cm
8. Determine la deflexión máxima para la siguiente viga:
1500
Ix= 394 in 4
1500
E =30 x 106 lb/in 2
2000 LB/FT
18ft = 216 in
w =2,000+12 = 166.67 lb/in
Ymáx para una viga uniformemente
distribuida
Ymáx = 5+384 x (wL4) +(El);
6 FT
FT
6 FT
Y máx = (5x166.67x216 4 ) +
(384x(30xl0 6 )x394)
lYmáx=ü.ayyb in.l
Para u n a carga puntual:
C = E I = 1.182 x 10 1 0
F =3,000 :->
L=216in
E =30 x lí,o lb/in
I =394 in
fmáx = (F13) + (48EI)
fmáx = (3,000 x 2163) + (48x(30xl06)x39 ',
2
4
tt'máx - 0 . 0 5 3 2 8 tai
Flecha máxima al centro del claro:
0.39965 + 0.05328 =0.4529 in,
0.4529 x 2.54 =1 1.15 cml
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de la Construcción
m
Estructuras
9. Sabiendo q u e oadm. = 1,520 k g / c m 2 (tensión) y Tadm. = 1,010 k g / c m 2 (cortante), elija el perL
comercial m á s a d e c u a d o p a r a la siguiente viga.
E s = 2.1 x 106 k g / c m 2
10ton
RA = 5 Ton.
RB = 5 Ton.
JL
£
V= P/2
Proponiendo u n a sección
2m
IMCAA-36, IR 24" x 104
2m
Propiedades: d =61.1 cm; alma tw = 1.27
cm;
Patín: bt = 32.4 cm y tf = 1.91 cm; fy 0 2,530
kg/cm 2
M = PL - 4
M = 10.0 Ton-m
Requisitos p a r a sección compacta:
5 ton
a) Simetría respecto al eje me ^
b) Carga al centro del eje m e n o r (Sí cumple)
c) Sección l a m i n a d a (Sí cumple)
d) P a n d e o del p a t í n (bf)+(2tf) < 5 4 5 * Vfy iSi
cumple)
e) Pandeo del a l m a d+(tw) < 5370+Vfy
í) Pandeo lateral general
g) Li = 637+fy
La = l'410,000-(fyxd/(Af)); <\:
= tfxbf
Li-410cm.
L2= 5 6 4 . 4 6 cm.
Ib = 1 = 4 0 0 c m
Lc = 4 1 0 . 3 cm e s la m e n o r de L l y L2
Lu = 5 6 4 . 4 6 c m e s la mayor de L l y L2
Ib < Lc y Lb >Lu
4 0 0 < 4 1 0 . 3 y 4 0 0 < 5 6 4 . 4 6 .\ es u n a s c ^ . u ,
compacta
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Estructuras
F b = 0.66 x 2,53G = 1,669.8 k g / c m 2
fv = V H- (d-2tf X tw)
Revisión del elemento por c o r t a n t e
fv = 6 8 . 7 3
fv = VQ -T- It < fu; -~A = c o r t a n t e permisible =
1,010 kg/cm
2
fv<fu
6 8 . 7 3 < 1010 .-. Sí c u m p l e
d = 6 1 . 1 cm
tf = 1.91 cm.
t w = 1.27 cm.
Deflexión:
F m á x = wL3 + (48EI)
E = 2.1 x 10 6 k g / c m 2
8adm. < L / 3 6 0
F m á x = 4.84 x l o 2 cm
1= 131,112.89 c m 4
5adm.< 400+360
Oadm. > r m á x
L= 400 c m
Sadm.< 1.11 Cm
1.11 > 0.0484 c m .-. Cumpld
W=10xl03kg
por ílexión
A máx = PL * AE; P+A = A máx x E * L
adiseño = P - A = 0 . 0 4 8 4 ( 2 . 1 x 10 6 ) + 4 0 0 c m .
a d i s e ñ o < aadmisible .•. Sí cumple
2 5 4 k g / c m 2 < i , S 2 0 kg/cm^
10. P a r a la siguie: te p l a n t a general de u n a c a s a habitación de d o s niveles, determine la carge
gravitacional , u e baja a la cimentación.
Carga por entrepiso = 1,000 k g / c m 2
Peso de los m u r o s = 7 5 0 k g / c m 2
Expresar el re ,altado por t r a m o y ejes:
Estructuras
I T
4.00m
6.00 m
TRAMO 1-2:
TRAMO 3,A-B:
Peso de losa =9.75x^ = 9.75
|15.76Ton| Peso de losa = (A4), 2.25x1 = 2.25
Peso de muro =0.75 x8 = 6
TRAMO 1-2:
Peso de muro (0.75x2) = 1.50
|7.0 Ton|
TRAMO 3, B-C:
Peso de losa =4x1 = 4
Peso de losa = (A7), 9x1 = 9
Peso de muro = 0.75x2 = 1.50
Peso de muro (0.75x6) = 4.50
TRAMO B-C:
|I2775|
Peso de losa = 9 x 1 - 9
Tan
TRAMO B, 2-3:
Peso losa = (A2+A5), (9.75+15)xl =
Peso de muro =0.75 x 5 = 5.75
24.75
TRAMO 2,A-B:
Peso de muro (0.75x7) = 5.25
Peso losa = (a3 +Aló) (2.25+4)xl =6.25 |8.50 Tor
TRAMO B, 1-2:
Peso de muro =0.75x3 = 2.25
Peso de losa = (A14+A9), (4+4)xl = 8
TRAMO 2, B-C:
Peso de muro (0.75x4) = 3
Peso de losa = (A6+A12), (9+6)xl = 15
Peso de muro (0.75x3) = 2.25
[I735|
for
Peso de m u r o (0.75x4) = 7
Seminario de
Titulación
TRAMO C, 2-3:
130.0Toril
írr.oton
EOTTos
Peso de losa = (A8), 15x1 = 15
Peso de muro (0.75x8) = 6
TRAMO 1, A-B':
Peso de losa = (Al5), 4x1 = 4
|3.75Toi^
7.0 ton
TRAMO C, 1-2:
17.0Ton|
Peso de losa = (A10), 4x1 = 4
Instituto Tecnológico *
de la Construcción VAL,,.,,
1 0
Estructuras
Peso de muro (0.75x4) = 3
TRAMO 1 , B ' - C :
Peso de losa = (Al í), 6x1 = 6
©rrg
Peso de m u r o (0.75x5) = 3.75
Ton
11. De las siguientes secciones de viga de concreto simplemente reforzado, ¿Cuál presen sección Sobreforzada?
F'c =250 k g / , Fy = 4,200 k g / c m 2
4 Vs %" p a r a t o d a s ^
50cm
40 cm
10cm
OOOO
20cm
Pmin = 0.7Vf c+fy (Por reglamento) = 0.00217
00 0 0
20 cm
Porcentaje de acero:
Pmáx = 0.75 p b = 0 . 0 1 4 2 5
5 = As-Kbd)
f'c = 0.85 f*c
0.0228
f'c= 170 k g / c m
2
f*c= 0.8 fe
f*c= 200 k g / c m
Si = 0 . 0 1 6 3 ; 5 2 = 0.0126; 5 3 =
s i ; pb < 81;0.019 < 0 . 0 1 6 3 => S u b r t f o . z . .
s2; pb < 8 2 ; 0.019 < 0.0126 => Subreforzada
2
s 3 ; pb < 83; 0.019 > 0 . 0 2 2 8 => Sobreforzada
Relación tensión y compresión:
pb = fos-fy x 4,800 -s-(fy+6,000) = 0.019
La sección 1y ¿$ e s t á sobrereforzada.
12. Diseñe por flexión la siguiente viga (simplemente reforzada)
f e = 2 0 0 k g / c m 2 , fy = 4,200 k g / c m 2 (refuerzo longitudinal)
fy = 2,000 k g / c m 2 (alambren refuerzo transversal), d^b = 2.5
E s z o n a sísmica
fe = 2 0 0 k g / c m 2 ,
fy = 4,200 k g / c m 2
f*c = 0.8fy
f'c = 0.85 f*c
rec = 5 cm
fr = 0.8 (flexión)
Pmin = 0.7Vf c-fy = 0.00235
Prequendo = f'C -5- fy X V ( 2 M U - ( F R b d 2 f ' C ) ) =
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0.00876
24ton
prequerido > pmínimo .\ Si c u m p l e
As requerida = preqaerido x b d = 0 . 0 0 8 7 6 x 25 x
55
As requerida = 12.05 cm
£
2
2 Vs # 9 =>As real = 12.82 cm 2
\L
Preai = 12.82-^(25x55) = 0 . 0 0 9 3 2
E c u a c i o n e s del reglamento y N.T.C. 2.17 y
2.18
12 ton
p < 0.01 (2.17) Contribución del concreto
p > 0 . 0 1 (2.18)
VCR = Fr bd (0.2 - 30p) Vf*c
V
VCR = 6 , 6 7 3 kg
Corte máximo
-L o-
Vu = 12 Ton
Vu > VCR .-. Se requieren estribos
Separación de estribos:
S = (Fr Avfyd (seno 9+coseno 9)-f-(Vu - VCR) <FrAv
fy-r3.5b
Se p o n e n estribos de a l a m b r ó n (2 ramas)
Arco de acero AV = 0.32 cm 2 x 2
M
AV - 0.64 cm 2
Estribos
S = 2 2 <, 2 4 . 5 7 .-. Sí cumple
24 cm. E s p a c i a d o s a c a d a medio peralte
efectivo (separación al centro)
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Estructuras
13. Dimensionar u n a c o l u m n a con refuerzo e n s u s 4 c a r a s e n sección cuadrade
Pu = 2 5 0 Ton
p = As+bh ; q = p fy -i-f c
Mu = 4 5 T o n - d
F'c = 3 0 0 k g / cm
p = f'c -s-fy q = 0.0242
2
Fy = 4,200 k g / c m
As requerida
2
As = (0.0242) (60x40)
Recubrimiento libre = 3 cm.
As = 1.452x1.008 = 1.46 cm 2
Detalle el refuerzo longitudinal y
U s a r refuerzo longitudinal
transversal
8 # 1 0 = 6 3 x 3 6 cm 2 Real
F*c = 0.8 (300) = 2 4 0 k g / c m
2
S máx . = 850+Vfy = 2.78
F"c = 0.85 (240) = 2 0 4 k g / c m 2
Proponiendo b
4 8 0 = 48(0.71) = 3 4 . 0 8
30+2
15 cm
d+h = 54H-60 = 0.9
k = Pu+(FR bhf'c) = 0.01215
60
d=54
R = Mu+(FR bh 2 f'c) = 0.2183
Se toma el menor valor y de la
40
gráfica de lafig. C-2se toma:
q = 0.5
14. Determine la c a p a c i d a d de carga axial de u n t u b o de acero A-36 de 1" de diámetro nomin
espesor = 3.38 m m , A 0 3.15 cm 2 , I = 3.64 cm 4 , r = 1.07 cm, u s a r las ecuaciones :I
Fy= 2,530 kg/cm2
SSSSSS
Ecuaciones de Euler:
r=V(I+A)
•
= PCR-A
k=l
kL+r= 180+1.07= [158^2241
Ce = V(2TI 2 (2X106)+2,530) =ÍT24T92,
9
Fa=(1 -(kL+r)2+(2Cc2))fy +C.S.
l.SOm
|Fa = 2 3 5 . 9 5 k g / c m :
fer = PCR+A
fer = esfuerzo crítico,Per=Carg?
C.S.= 5+3+ 3+8 x(kL+r)+Cc -(kL ^
/>w»
v
Pcr = 235.95x3.15cm 2
IPcr = 7 4 3 . 2 4kM
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Titulación
I n s t i t u t o Tecnológico
de la Construcción
13
Estructuras
15. Diseñar elperfil rectangular adecuado para resistir una carga de 10Ton. Auna altura de3m. Usar acero A36,considerar extremos empotrados.
Proponiendo unesfuerzo de aproximadamente 50%defy,
F= P-A; A= p-f
tenemos:
5.08
Fy=2,530 kg/cm2 .-.
Fa= 1,265 kg/cm2
A m i n =7.91cm 2
Proponiendo unperfil de2 1/2" x2"(6.35cmx5.08 cm)
espesor =4mm.;tenemos queA= 8.824cm2
I ext.=6.35x5.08^12 =69.37 cm4
Iint. = 5.55x4.283-12 =36.26 cm4
Itotal =33.11 cm4
R= V33.11-8.824 = ¡.94 cm.
kL-r =0.5x300-r = ^7.32 cm
Ce>kL-H- .-. Ce= V(2;i2x(2x10)6-2,530 = 124.92; C.S.= 5-3 +3-8 x(kL-r)-124.92 -(kL-r)'
Fa=(1 -(kL-r)2-(2Cc2))fy - C.S.= 1,704.48kg/cm2
Per = fa x A
Per= Ib.ü4 ion.
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Instituto Tecnológico
de la Construcción
i^strMecoras
16. Diseñar unazapata corrida demampostería yen lindero para los siguientes datos:
Carga= 30Toneladas m
Capacidad de carga del suelo= 15ton/m2, Factor de
seguridad =2
a = P-^-A; A= P^-a, "0-5-15=2
A=2m2xFS,A= -2x2 =4m2 para labase
B = Wu+CT= 10ton^l5 ton/m = 0.66m
V =0.66 -0.30 =0.36 m
H=0.54 m
17. Determine la separación devarilla más adecuadoparauna losamacizaperimetralmente apoyada, colada
monolíticamente, detallando el esfuerzo correspondiente
H=15cm
F'c=200 kg/cm2
Fy=4,200 kg/cm2
Tablero con unborde discontinuo
Referencia a laTablade coeficientes de momentos
7.00
CasoI
m=400/700;|m = 0.57 s 0.601
Según lastablas de lasN.T.C.
Si dVs =3/8";as = 0.71 cm2
Sih= 15cmyr= 3cm;d= 12cm
¿00
S= a s f y d - 1 . 4 M
S = 0.71x4,200x12 * 1.4 M
S =25.56 -fin
< 3 h ; Smáxima á 4 5 c m
Separación práctica de45 cm.En amboslados:seg
Reglamento de Construcciones del D F.'a c . p .- >
máxima debe serde30 cm.
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d e ia Construcción
(cmic
Tabla 4.1.Coeficientes de momentos paratableros rectangulares,
franjas centrales
Para lasfranjas multipliqúense los coeficientes por 0.60
Relación de lados corto a largo, m - ai/a2
Tablero
0
0.6
0.5
0.8
0.7
1.0
0.9
Momento
Claro
i
II
1
II
I
II
1
II
1
II
1
II
t
«
Interior
Neg. en bordes
corto
998
1018
533
565
489
498
432
438
381
387
333
338
288
todos tos
interiores
largo
516
544
409
431
391
412
371
388
347
361
320
330
283
292 |
2?-5
corto
630
663
312
322
268
276
228
236
192
199
158
164 * T -
continuos
positivo
largo
175
181
139
144
134
139
130
135
128
133
127
131
126
130
D e borde
Neg. en bordes
corto
998
1018
568
594
506
533
478
478
403
431
357
388
315
345
369
326
341
297
311
0
206
0
190
G
bordes
U n lado
corto dis-
interiores
Neg. en bordes
largo
largo
516
326
544
0
409
258
431
0
391
248
412
0
372
236
392
0
350
222
1
dis.
corto
630
668
329
356
292
306
240
261
202
219
167
1B
positivo
largo
179
187
142
149
137
143
133
140
131
137
129
1J O
D e borde
Neg. en bordes
corto 1060 1143
563
624
514
548
453
481
397
420
346
364
297
311
U n lado '
interiores
largo
587
687
465
545
442
513
411
470
379
426
347
384
315
346
largo dis-.
Neg. en bordes
corto
651
0
362
0
321
0
283
0
250
0
219
0
continuos
dis.
corto
751
912
334
365
285
312
241
263
202
218
164
175
positivo
largo
185
200
147
158
142
153
138
149
135
146
134
145
Deesqui-
Neg. e n bordes
toítb»
1060 1143
598
653
530
582
471
520
419
464
371
412
324^ 364
3 2 4 ' 364
continuo
13- '
190 ! C
129 j n -
na. Dos la-
interiores
<™g?
600
713
475
564
455
541
429
506
394
457
360
410
dos adya-
Neg. en boceles
corto
651
0
362
0
321
0
277
0
250
0
219
0
190
centes dis-
discontinuos
largo
326
0
258
0
248
0
236
0
222
0
206
0
190
0
continuos
positivo
corto
751
912
358
416
306
354
259
298
216
247
176
199
137/
153 !
largo
191
212
152
168
146
163
142
158
140
156
138
154
1 3 7 / 143
0
Aislado
N e g . en bordes
corto
570
0
550
0
530
0
470
0
430
0
380
0
330
0
cuatro
discontinuos
largo
330
0
330
0
330
0
330
0
330
0
330
0
330
0
lados dis-
positivo
c o n o 1100 1670
830
1380
800
1190
720
1190
640
1070
570
950
500
830
largo
500
830
500
830
500
830
500
830
500
830
500
331,
continuos
200
250
Caso I. losa colada monolíticamente con susapoyos.
Caso //. Losa no colada monolíticamente con susapoyos.
Los coeficientes multiplicados por 1 0 4 wa 2 i dan momentos por unidad de ancho.
Parael caso I, ai y a2pueden tomarse como los claros libres entre pañosde vigas; para elcaso I'
setomarán como los claros entre ejes, pero sin exceder del claro libre másdos veces el espeso
de la losa.
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de ¡a Construcción
Estructura:»
CLARO LARGO
CLARO CORTO
CLARO LARUO
CLARO CORTO
FAJACENTRAL
FAJASEXTREMAS
M
S
321
79.63
285
89.68
514
49.73
192.6
132.71
190
134.71
308.4
82.88
|
M
442
FAJA
142
CENTRAL
FAJAS
EXTREMAS
57.83
442
57.83
294.67
86.74
94.67
26.99
294.67
86.74
18. Revisarpor cortante eltablero de losamacizaperimetralmente apoyada por los lados siguientes:
D= 8.0 cm
F*c= 200x0.8 = 160kg/cm2
F"c= 160x0.85 = 136kg/cm2
Esfuerzo Normal queresiste el concreto a cortante
Ve= (FR)(0.5)Vfc, Ve =0.8x0.5xVl60= 5.05 kg/cm2
400crn
V C R = Vebd
VCR= (5.05)x(l,000x8)= 4.04 kg
La fuerza cortante por carga de servicio según sr, >
crítica
V= wxL; w= 3.5 Ton/m2= 35kg/cm2; L= 100cm
Vv= 35kg/cm x 100cm
W= 3.50 Ton/m2
F'c=200 kg/cm2
Fy=4,200kg/cm2
Vm =3,500kg
5
Ver < Vu /. Sí c u m p l e
Estructuras
19.-Defina diagrama de interacción de miembros sujetos a flexocompresión y describa su
diagrama correspondiente.
El punto Poccorresponde a u n a carga axial de compresión pura. De igual manera La carga ax?
máxima de tensión sería la correspondiente al punto P0t- Si la sección se sujetara solo a
momento flexionante, el máximo sería marcado con Mo. El máximo momento flexionante que la
sección es capaz de resistir no es el que corresponde a u n a carga axial nula.
Cuando aumenta la carga externa el momento y la carga axial crecen en la misma proporción,
la historia de carga queda representada por u n a recta desde el origen, con u n a pendiente igual
M momento
flexionante
t
Figura 6.2 Diagrama de interacción típico para
una sección rectangular.
al cociente P/M = 1/e. Para las combinaciones de carga representadas por la recta OA, La
resistencia correspondería a la combinación MaPa. Se observa también que para un mismo
momento, Mb, existen dos valores de carga axial que hacen que la sección alcance so
resistencia. Finalmente la linea OC representa u n a historia de carga cualquiera
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Instituto Tecnológico
ele la Construcción
Estructuras
20. Describa los mecanismos de falla a flexión y cortante en vigas de concreto x. ^r« .
Existen dos modos principales de falla de elementos sujetos a flexocompresión: falla en
compresión y falla en tensión.
En el primer caso la falla se produce por aplastamiento del concreto. El acero del lado mas
comprimido fluye, en tanto que el del lado opuesto no fluye en tensión.
En segundo modo de falla se produce cuando el acero de un lado fluye en tensión antes de qu^
se produzca el aplastamiento del concreto en el lado opuesto, mas comprimido.
El tipo de falla depende esencialmente de la relación entre momento y carga axial en el colapso.
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Instituto Tecnológico
de ¡a Con&trucción
cmic
ControldeCalidadenla
Construcción
Ing.HéctorS.SandovalValle
C o n t r o l tie C a l h d a d
1. Defina el concepto de control de calidad e n la Construcción.
• El control de calidad es la actividad técnica y administrativa mediante
la cual se miden las características de u n producto, se comparan cor.
especificaciones o requisitos y se toman acciones correctivas apropiadas
cuando existe u n a discrepancia entre el funcionamiento real y t,
estándar.
• Consiste en certificar que durante el proceso constructivo se vaya
asegurando el nivel de calidad establecido, especialmente en el
producto ya terminado apoyándose, en el muestreo, el ensaye, la
inspección y la selección de los materiales previamente a, y durante la
ejecución de la obra.
• Es el sistema integrado de actividades, factores,
influencias,
procedimientos, equipos y materiales que afectan al establecimiento y
posteriormente al logro del nivel de calidad estipulado para que la obra
cumpla con su propósito.
2. Enuncie la fínalidad de la construcción de escolleras marinas y
describa la importancia de su conocimiento para lograr el control
de calidad de e s t a obra.
Finalidad: Son estructuras de protección para puertos y bahías evitando
el arrastre de sedimentos en la costa y previniendo el azolve y sirven para
dar entrada a los barcos en los muelles. Como son estructuras de gran
importancia deben reunir ciertas características como son: tamaño de los
bloques, resistencia a la corrosión del agua de mar, y a la abrasión
producida por las olas. Por lo tanto es de vital importancia conocer la
calidad de los materiales a utilizar, el sistema constructivo a emplear y así
garantizar la funcionalidad de la obra.
3. Defina el nivel de calidad.
Seminario d e Titulación
I n s t i t u t o Tecnol<'.t,
mf
Control 4e Cailidad
Conjunto de características cualitativas y cuantitativas que deben
satisfacer los materiales, las instalaciones y los componentes de la obra en
los aspectos de resistencia alas cargas por soportar, asentamientos totales
y diferenciales,
deformaciones,
geometría, apariencia,
durabilidad,
capacidad de carga, etc.
4. Describa quienes intervienen e n el nivel de calidad.
Responsable
Acción
Cualidad Principal
Criterios básicos del Ingeniero
Planificación
Define
Proyecto
Establece
Construcción
Asegurar
Normas,reglamentos, especificaciune^
manuales
}
¡Personal, maquinaria y equipo.
Supervisión
Verificar
iPersonal, equipo
Control de Calidad
Certifica
Pruebas en Laboratorio yen campo
5. Enuncie las e t a p a s del control de calidad y descríbalas brevemente.
a) Previsión. Tener los conocimientos técnicos necesarios, de ic
m a t e r i a l s , y así conocer el posible comportamiento de estos para
prevenir situaciones durante el proceso constructivo y cuando ya
este en servicio.
b) Acción. Se refiere al procedimiento constructivo, aquí entrar. ^
cartas áe control para llevar a cabo adecuadamente la obra dentro
de las especificaciones y normas establecidas.
c) Historia. Se refiere a la recopilación de especificaciones y norman
ya depuradas para obras futuras para que de esta manera s,
puedan hacer especificaciones y normas generales.
Seminario de Titulación
I n s t i t u t o Tecnológico
de la Construcción
C o n t r o l de Cailidad
3
Tabla 1 Etapasdecontrol decalidad.
Etapas del control d e calidad.
ETAPA
Concepto
Previsión
Materiales o característica
Grava, arena, agua,
cemento y adffiv-r
Construcción
Ingredientes
Actividad
Antes
Separados
(Dosificaciones
básicas).
Control y a c e p tación
(Selección
y
equipo e instalaciones).
Ajuste.
ejecu- Suelo a compactar
ción, control y con o sin adicionantes
(agua o cemento),
aceptación.
mezclas d e concedo
Informe y análisis C o m p a c i d a d •> r e tenido
de
tiqueo
estadístico.
(agua o asfalto) d e las
capas, resistentes o
rigideces del concreto.
Acción
Durante
Historia
1 Después
¡
Mezclados
Transformados
(nuevo material).
ii
i
6. Mencione las calidades de los materiales que e s t á n d e n t r o de la
construcción de u n a cimentación.
En agregados para concretro.
Composición. Se requiere de materiales que no reaccionen químicam^rj-r
con los álcalisis del cemento.
Forma. Se buscan formas angulosas con las que se logra u n a mejor u n a
buena adherencia con el cemento y u n a mejor resistencia.
Dureza. Se requiere de materiales duros e inalterados.
Porosidad. Es importante que tengan u n a porosidad baja.
Resistencia al intemperismo y abrasión.
Piedra.
Resistencia al intemperismo.
Dureza.
Tamaño adecuado.
Acero.
Una propiedad importante es la facilidad del boblado, que es u n a mee1 indirecta de ductibilidad y u n Índice de su trabajabilidad.
El límite de fluencia debe ser el adecuado.
Seminario de Titulación
I n s t i t u t o Tecnológico
•JjPP^*
t
Control de Caliídad
7. Mencione las t é c n i c a s de m u e s t r e o e x i s t e n t e s y describa al menos
2 de ellas.
a) De criterio. Se basa en el juicio de quien toma las muestras sin
ninguna restricción. Quien lo u s a decide cuándo y dónde se debe
tomar u n a muestra.
b) De cuota. Muestreo de criterio basado en la hora del día, las áreas
geográficas, etc. De acuerdo con la distribución conocida de
hechos.
c) Sistemático. Encierra la selección de observaciones sucesivas c^
u n a secuencia e tipo, área, etc. Aintervalos uniformes.
d) Estratificado. Comprende la división de u n a cantidad dada de
material en partes independientes a cada uno de los cuales se !etoman muestras por separado. Cuarteo.
e) Aleatorio. Involucra la selección de u n a muestra de tal manera
que cada incremento que comprenda al lote, tenga la misma
posibilidad de ser seleccionado para la muestra. Muestras
representativas. Es el más usado en ingeniería.
8. Enuncie las pruebas de laboratorio que rigen la calidad de la
construcción de u n muro de contención.
Principalmente la prueba triaxial para conocer la cohesión, el ángulo de
fricción interna y el peso volumétrico del material que va a soportar dicho
muro.
En muros de contención se hacen las siguientes revisiones para que ha/c
u n buen funcionamiento de éste:
• Revisión por volteo
• Revisión por deslizamiento
• Revisión por capacidad de carga, y
• Revisión por esfuerzos internos
Seminario de Titulación
Instituto Tecnológico
cJe «a Construcción
5
Control de CalíMad
9. Describa b r e v e m e n t e que es la supervisión y la diferencia que
existe con la inspección.
Supervisar es verificar los procesos e ir corrigiendo las desviaciones que se
presentan, mientras que Inspección, es u n a revisión rutinaria y de
carácter informativo.
10.Durante la construcción de la e s t r u c t u r a e n u n pavimento flexible
mencione la finalidad de é s t e , así cómo el control de calidad de
é s t a obra; describiendo los c o n c e p t o s críticos, i m p o r t a n t e s , p e e .
i m p o r t a n t e s y de c o n t r a t o involucrados e n t ésa obra.
Finalidad: proporcionar u n a superfiecie de rodamiento que acepte
deformaciones.
Punto crítico: Deformabilidad. La carpeta de éste pavimento no tiene
capacidad estructural por lo tanto las deformaciones no deben de
sobrepasar las admisibles, brindando el servicio requerido, tanto d c
seguridad y comodidad.
P u n t o s i m p o r t a n t e s : las diferentes capas que constituyen el terraplén
deben tener u n buen control de calidad tanto de los materiales como del
proceso
constructivo
para
que
en
conjunto
pueden
trabajar
adecuadamente.
El control de la calidad de u n pavimento, es u n parámetro muy importante
para la construcción y funcionamiento del mismo.
Durante la ejecución de pavimentos de concreto asfáltico se controlan :
Calidad de los materiales, temperatura,
características
Marshall,
compactación, contenido de asfalto, espesor, etc. De los cuales dos de los
parámetros importantes de controlar son :
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Instituto Tecnológico
jf¡^^^^-.
de»la Construcción ^ S s U f e ' V ' '
Control de Callidad
Compactación
Contenido de Cemento Asfáltico
Normalmente se utilizan :
Para el control de densidades : Los ensayos AASHTO :T-166 ó T-275 ósu«=
similares ASTM :D-2726 ó D-l 188 según el caso y el que fuera a p l l c ^
Para el control de contenido de asfalto : Los ensayos AASHTO : T-164 ó su
similar ASTM D-2172.
11.Enuncie los c o m p o n e n t e s del círculo de la calidad en
,
construcción.
Especr."eaciones inicialesparael
diseño
Redaccióndelproyecto
Entregadefinitiva a cliente
Replanteodeobra
PuKifre^aSpW^onal
Plandeobra
Aprovisionamiento
Revisión delProyecto
Ejecución deObra
Inspecciónyensayo
12.Describa los requisitos de u n b u e n programa de control de cal:'.*•*
1) Fundarse
en aspiraciones
realistas
para
no conducir
a
confusiones.
2) Basarse en ensayes de significación desde el punto d~
técnico, para obtener indicaciones apropiadas sobre el estado real
de trabajo.
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Instituto Tecnológico
de la Construcción
Control de t a l u d a d
3) El sistema de inspección debe avocarse a los aspectos
fundamentales del comportamiento de la obra y no a los
accesorios.
4) Que la interpretación del programa sea clara, para lo que u n
enfoque científico es de vital importancia.
13.Mencione las cualidades de los e n s a y e s para el control de calidad.
1) Estar dirigidos a la comprobación de las características esenciales.
2) Ser sencillos y rigurosamente estandarizados.
3) Ser rápidos en su ejecución.
4) Ser de fácil interpretación.
5) Emplear equipos de manejo simple y económicos fáciles de calibrar
y corregir.
6) Contar con gente capacitada.
14.Describa el propósito de u n a c a r t a de control.
Una gráfica de control consiste en u n a línea central, u n par de límites -t
control, uno de ellos consiste en u n a línea central y otro por debajo; y en
unos valores característicos registrados en la gráfica que representa e*
estado del proceso. Si todos los valores ocurren dentro de los límites de
control, sin ninguna tendencia especial, se dice que el proceso está c
estado controlado. Sin embargo, si ocurren por fuera de los límites de
control o muestran u n a forma peculiar, se dice que el proceso está fuera
de control.
Se utilizan para la aceptación o el rechazo de lo que estamos haciendo, es
decir, determinamos si el comportamiento de u n proceso mantiene u n
nivel aceptable de calidad viendo las desviaciones o variaciones y asi poder
corregir.
15.Mencione los t i p o s de gráficas de control.
seminario de Titulación
Instituto Tecnológico
de m Corssti u *
8
Control de CallMad
a) Mediciones o por variables
b) Datos o atributos
Tabla1 listadefórmulasparafinaosdecontrol.
Tipode gráfica
decontrol
Valor continuo - promedio
x
Valor continuo - rango
R
Valor continuo -valor medido
x
Límitesuperiordecontrol(LCs;.
Líneacentral(LC),
Límiteinferiordecontrol(LCD
LCs= x+A2R
LC= x
LCi= x-A2R
LCs= I\R
LC= R _
LCi= D.R
LCs=x+2.66#v
LC= x
LCi= x-2 66/ív
Valor discreto - fracción
de unidades defectuosas
pn
LCs=pnT3<jpn(I- p)
LC= p
Valor discreto- fracción
d e unidades defectuosas
P
LCs= pn -r 3 V T?( \-p)¡
Valor discreto -número de defectos
c
Valor discreto - número
d e defectos por unidad
u
LCi=
pn-3y¡pn(]-p)
n
LC= p
LCi=pn- 3y¡p(\ pjTñ
LCs=c+3>/?
LC$=c
LCs=c- 3>/f
LCS=M+3V« In
LCs=/7
LCs=iT-3Vw ín
16.Enuncie las e t a p a s que se siguen para la construcción de I:
gráficas de control.
1) Selección de la característica de calidad
Seminario de Titulación
Instituto Tecnológítc
ele la Construcción
Control de Callidad
2) Recolección de datos tomados de cierto número de muestras
3) Determinación de los límites de control, de acuerdo con los datos
proporcionados por las muestras
4) Decidir
si esos límites
de
control
son
económicamente
satisfactorios para el trabajo
5) Trazar estos límites de control sobre u n a hoja cuadriculada e
iniciar el registro de los datos o resultados de las muestras
6) Cuando las características de las muestras de la producción ^ - '
fuera de los límites de control, tomar la acción correctiva necesaria
en base al análisis del material
17.Describa los objetivos principales que p r e s e n t a n las diferen*?
gráficas de control.
1) Establecer o cambiar especificaciones o bien determinar si u n
proceso dado puede cumplirlas
2) Establecer o cambiar los procedimientos de construcción. Estos
cambios pueden llevar a la eliminación de causas que originan la
variación o cambios fundamentales en los métodos de construcción
que podrían ser necesarios en dado caso que se concluya q^c , ,
los métodos presentes no es posible cumplir la especificaciones
3) Establecer o cambiar procedimientos de inspección y de aceptador
o ambos.
Control de Callídad
18.Describa b r e v e m e n t e
la importancia
de laboratorio
era *
Construcción.
Previo al inicio de u n a obra civil es importante contar con el apoyo del
laboratorio pues nos previene de posibles problemas que se pueden
presentar en las distintas etapas y procesos de nuestra obra y la forma
como podemos resolverlos, además de ayudarnos a cumplir las
especificaciones establecidas en el proyecto logrando la calidad requerida.
Entre las pruebas de laboratorio para el análisis de muestras de suelo y de
control de calidad se pueden mencionar:
Para Suelos: Límites de Atterberg, Humedades, Gravedad Específica,
Granulometrías de agregados fino y grueso, Peso Unitario, Consolidación,
Permeabilidad de cabeza variable, Triaxial, Compresión no confinada,
Corte Directo, Densidad de roca, Contenido de Cloruros y Sulfuros,
Determinación de expansividad de los suelos.
Especiales para agregados: Gravedad Específica para agregado fino y
grueso, Desgaste de los Angeles, Equivalente de Arenas, Desgaste por
Sulfates (Nay Mg), Impureza Orgánica, Peso Unitario, Material fino menor
al tamiz 200.
Para Control de Calidad: CBR, tomado, curado y compresión de cilindros y
viguetas de concreto, Densidades de campo, Relación Densidad Humedad, Corte de Núcleo de Pavimentos de Hormigón y Asfálticos,
porcentaje de vacíos y resistencia a la compactación en mezclas asfálticas.
Diseño de mezclas de hormigón asfáltico e hidráulico.
Seminario de Titulación
Instituto Tecnológica
de la Construcc!--,.,
Control ele CallMad
Seminario de Titulación
Instituto Tecnológico
de Sa Construcción
CostosyControldeObra
Ing.MarioJ.ValdésCastillo
Costos y control de Obra
Aplicaciones del costo en las constructoras:
1. Cuando se finca el pedido.
2. Cuando se recibe el pedido.
3. Cuando se paga el pedido en forma total o parcial y que puede ser antes o después de
recibirlo.
4. Cuando se use el insumo.
Todo lo que usamos para valorizar es el costo.
Costo de producción
Costo de operación
Costo del dinero
Otros costos
Utilidad antes de
impuestos
Costo directo
Costo indirecto
Costo financiero
Cargos adicionales
Utilidad bruta
Insumos:
Materiales
Mano de obra
Equipo mayor y menor
Herramienta de mano
Equipo de seguridad
-\
>• Costodirecto(C.D.)
Costo indirecto (C. I.) =% C. D.Valorizado =$ C. I./$ C. D.
Costo financiero es el costo del dinero propio o de otras personas, usado en la prcd-
r
operación. Este costo varía según la ley por la cual se determina.
En la ley de obra pública del Distrito Federal =% C. D. =$ C. F. / $ C. D.
En la ley de obra pública Federal
En el Sector Privado
=% (C. D. +C. I.) =$ C. F. / ($ C. D. +$ C. I.)
=% (C. D. +C. I.) =$ C. F. / ($C. D. + ^ ¿
Utilidad. Se determina según la ley.
En la ley de obra pública del Distrito Federal =% C. D.
En la ley de obra pública Federal
En el Sector Privado
=% (C. D. +C. I. + C. F.)
=% (C. D. +C. I. + C. F.)
Costo de los materiales:
Es el precio de Adquisición del mercado considerando otros insumos.
-
Flete
Movimiento de carga y descarga.
Seminario de Titulación
Instituto Tecnológico
de la Construcción
«
Costos y control de Obra
Mermas por movimientos de descarga y acarreos.
-
Robo.
Costo de la mano de obra, esta integrado por:
Salario•
diario
mercado
nominal
( T e y federal deltrabajo (L. F. T.)
- Prestaciones - J
¡Contrato colectivo
Obligaciones Patronales
Salario (Art. 82 y 83 de la L.F.T.) Esta integrado por los pagos en efectivo por cuota diane
gratificaciones, percepciones, habitación, primas, comisiones, prestaciones en espec.^ ¿
cualquier otra cantidad o prestación que se entregue al trabajador.
Prestaciones.
Aguinaldo (Art. 87 L.F.T.). Son 15 días de salario como mínimo.
Prima vacacional (Art. 80 L.F.T.) 25 % por los días de vacaciones como mínimo.
Obligaciones. Son prestaciones que se le dan al trabajador pero las paga el patrón.
Seguro Social^
y
Infonavit.
Prestaciones Federales, sobre el salario base de cotización (S.B. C
i
Nómina. Prestación estatal sobre el salario base de cotización (S. B. C), en U D .
2%
Salario base de cotización (Art. 27 Ley del Seguro Social). Son pagos en efectivo, más
gratificaciones, habitación, comisiones, primas y en especie.
Salario base de cotización (Seguro Social) =Salario (Ley Federal del Trabajo).
El salario base de cotización no incluye:
Herramientas para hacer su trabajo o equipo de seguridad y ropa
Ahorro
Infonavit
Ayudas
Despensa (-40%)
-
Premios (-10%)
Costos y control de Obra
Riesgo de trabajo.
Cuota patronal en porcentaje que varia desde 0.25 % hasta 15%.Esta determinada con
relación al número de accidentes (incapacidades, muertes y enfermedades).
Alternativas para disminuir el porcentaje.
1. Usando médicos externos
2. Implementando equipos de seguridad, logrando con ello no pagar médicos externos,
disminuir el porcentaje de riesgos de trabajo, mayor producción y obreros con mcjoi
condiciones de trabajo.
Esta cuota sólo disminuye o aumenta en 1% al año.
Integración del salario para precio unitario.
Ley de obra pública
Ley de obra pública
para el Distrito
Para obra Privada
Federal
Reglamento de obra
pública Federal
Federal
Salario Nominal
Salario Nominal
Salario Nominal
Salario Nominal
Aguinaldo
Aguinaldo
Aguinaldo
Aguinaldo
Prima Vacacional
Prima Vacacional
Prima Vacacional
Prima Vacacional
Seguro Social, incluye
Seguro Social no
S.A.R e Infonavit
incluye S.A.R.
S.A.R e Infonavit
Nomina
Nomina
Anual
Anual
Anual o por el tiempo
Seguro Social, incluye Seguro Social, ir
S.A.R e Infonavit
Por el tiempo de
ejecución de los
de ejecución de los
trabajos
trabajos
Días Calendario
Días Calendario
Días Calendario
Días Calendario
Séptimo día
Séptimo día
Séptimo día
Séptimo día
Vacaciones
Vacaciones
Vacaciones
Vacaciones que no
las toman. Page
proporcional
Enfermedad
Enfermedad
Enfermedad
Mal tiempo
Mal tiempo
Mal tiempo
Enfermedad
Analizar el tiempo en
que se va a construir
y el tipo de obra para
determinar si afecta o
no el mal tiempo.
Seminarlo de Titulación
Instituto Tecnológico
de la Construcción
C o s t o s y c o n t r o l de O b r a
ANUAL
Dí a s t r a b a j a d o s :
D ías c a l e n d a r i o
365.00
f
Días no t r a b a j a d o s
Descanso semanal
Ley
Vacaciones
Mal tiempo
En f e r m e d a d
Total
365.00 días / 293.00 dias
52.00
7.00
6.00
4.00
3.00
~<
k_
fíM
1-Ene
5-Feb
21-Mar
1-May
16-Sep
20-Nov
25-Dic
S o b r e c o s t o p o r d í a s no t r a b a j a d o s
D í a s t r a b a j a d o s = D í a s c a l e n d a r i o - D í a s no t r a b a j a d o s
Días trabajados =
293.00
Días p a g a d o s sn el a ñ o
D ias c a l e n d a r i o
Ag uinaldo
P rim a V a c a c i o n a l (25 % p o r
d i a s de v a c a c i o n e s )
Total
365
15
1 .5
3 8 1 .50 d í a s / 2 9 3 . 0 0 d i a s =
1.3020
N o s c u e s t a e l 30 % d e s o b r e c o s t o m ínim o
P O R T I E M PO
P e r i o d o 10 E n e r o al 14 d e O c t u b r e
Dí a s c a l e n d a r i o
Dí a s n o t r a b a j a d o s
Descanso semanal
Ley
Vacaciones
M a l tiem po
En f e r m e d a d
Total
365.00 días / 2 9 3 . 0 0 dias =
276.00
39.00
4.00
0.00
4.00
2.27
MES
/-Enero
Febrero
Ma r z o
Abril
Mayo
Junio
<
Julio
Agosto
Se p t i e m b r e
Octubre
V^ T O T A L
DÍAS
22
28
31
30
31
30
31
31
30
12
276
S o b r e c o s t o p o r d í a s no t r a b a j a d o s
D í a s t r a b a j a d o s = D í a s c a l e n d a r i o - D í a s no t r a b a j a d o s
Días trabajados =
2 2 6 . 7 3 Días de p r o d u c c i ó n
Días p a g a d o s en el a ñ o
D ias c a l e n d a r i o
Ag uinaldo
Vacaciones
Septim o día
P rim a V a c a c i o n a l (25 % p o r
d i a s de v a c a c i o n e s )
Total
276.00
1 1 .34
4.54
0.50
1 .14
'AQÜ.b'A
=
=
(276X15)/365
(276X6)/365
1ra s e m a n a 4 / 6 , 2 d a s e m a n a 5
t o t a l 9/6 = 1.5
(4.54X0.25)
=
293.52 días / 226.73 dias =
1.2946
N o s c u e s t a e l 29 % de s o b r e c o s t o m í n i m o
Seminario de
Titulación
I n s t i t u t o Techólos-».de ¡a Construcción
vj¡y^|¿fci*<
Costos v control de Obra
Propuesta técnica.
Factor de incremento (ya no en la económica)
Precios unitarios en matrices ciegas sin costo
Destajo
a) Incluye prestaciones más obligaciones
b) Noincluye prestaciones y obligaciones
La empresa da de alta a los trabajadores para evitar riesgos
Loque estoy cobrando viene en la mano de obra del precio unitario.
El destajo incluye el séptimo día.
ANUAL
Días pagados
Calendario
Aguinaldo
Primavacacional
Vacaciones
Total
Días no trabajados
365.00 Ley
6.00 Enfermedad
1.50 Maltiempo
6.00
378.50
Total
7.00
3.00
4.00
Días trabajados
365-14=
351.00
14.00
Factor =387.50 / 351.00 = 1.1039
Obligaciones.
Suponiendo que:
Seguro social =23%
Infonavit
= 5%
28%
1.1039 x 1.28= 1.413
Es lo que le aumenta al patrón al salario de producción
1/1.413 = 0.7077.
0.70 + 0.30 (costo empresa) = 1
Ejemplo.
En u n precio unitario de la mano de obra es $ 20.00 el 30 % (8 pesos) son prestaciones y
obligaciones.
387.50 x 1.28 =496 días nos cuesta el trabajador.
351/496 =0.7077 factor por el cual estoy cobrando.
Alinicio
0.60
Ala mitad 0.65
Altermino 0.70
mano de obra $ 20.00/m2
8 0 % pago en base al volumen $ 11.00
Seminario de Titulación
$ 8.80
Instituto Tecnológica ^^PíP^t •
de ¡aConstrucciór» VSfclM»' *•
Coseos v c o n t r o l de Obta
1 0 % pago de detalles
$14.00
$ 1.40
1 0 % pago de superdetalles
$20.00
$ 2.00
$12.20/m2
Si u n destajo es de $ 5,000.00 y la lista de raya es solamente de $ 4,500.00, el resto se tendrá
que facturar a la empresa.
Si u n destajo es de $ 5,320.00 y la lista de raya es solamente de $ 5,000.00 se ,^i\ ^
raya entre el destajo obteniendo el porcentaje de incremento a la lista de raya
Equipo de seguridad (ES) =ks x M.O.
Ventajas.
Se cobra.
Disminuye accidentes.
Disminuye el porcentaje de riesgos de trabajo del Seguro Social.
Tanto en la L.O.P.D.F. y L.O.P.F en el rubro de mano de obra se coloca aparte de la
herramienta el equipo de seguridad que como la herramienta es un porcentaje de la m?.i.
obra.
Utilidad. Obra en el D.F.
CD.
CI.
CF.
Utilidad (12.72%+ 0.40%)
C A . (3.62%)
100.00%
10.00%
110.00%
1.00%
r D.F. =3.5% del P.U
111.00% CargosAdicionalesJ Fed.=0.50%del P.U
13.12%
1
Priv. 0.00 %
124.12%
4.49% 3.50 / (1-3.50%) = 3.62%
128.61%
La utilidad para el D. F. incluye:
- Utilidad bruta
- Nomina que se paga mes con mes aunque este en este rubro y es igual al 2% de la mane c1
obra
La mano de obra incluye seguro social e infonavit y el impuesto de nomina no incluye seguro
social e infonavit por lo tanto hay que quitarlo.
Seminario de Titulación
Instituto Tecnológico
ele la Constru"
Costos y c o n t r o l de Obra
La suma del costo financiero mes con mes da el total del costo financiero que se tuvo y que
repercute en los precios.
Suma $ C. F. / C. D. =% Financiamiento (L.O.P.D.F.)
Suma $ C. F. / (C. D.+ C.I.) =% Financiamiento (L.O.P.F.)
El porcentaje del costo de financiamiento representa el costo financiero que se esta
recuperando.
El responsable de obra debe considerar el porcentaje del concepto a ejecutar mes con mes para
hacer el estudio de financiamiento.
Porcentaje del costo directo en ambas leyes.
D.F
CD.
C.I.
C.F.
Utilidad
FEDERAL
100.00%
100.00%
12.00%
12.00%
112.00%
112.00%
1.12%
1.12% D.F. es 1.12%C.D. FED.es 1%(C.D.+C.I.)
Enelestudio de financiamiento es la misma cantidad,laaplicación es diferente
113.12%
113.12%
12.34%
12.34% D.F. es 12.34%C.D. FED.es 10.90%(C.D.+C.I.+C.F.)
125.46%
125.46%
Si se desea ganar u n a utilidad neta del 6% después de impuestos.
I.S.R =35%
P.T.U = 10%
UB =UN/1-( I.S.R+ P.T.U)
UB = UN/1-(0.35+0.10)
Factores de Operación de Costo de Obra (FOCO)
Foco = (CD. + C.I. +C.F) / Precio de Venta
= (100+12+1.12)/125.46=0.90
El diferencial con la unidad es la utilidad, si da mayor a la unidad estas dejando de ¿
Si se calcula 0.90 y se tiene 0.885, se esta ganando la utilidad planeada y una utilidad sobre
precio de venta.
Para determinar en donde se esta perdiendo es recomendable determinar los focos por
separado.
El ingreso proviene del anticipo y estimaciones, en general el tiempo de cobro de una
estimación es de 2.5 meses.
Las estimaciones en obra pública se hacen por:
Seminario de Titulación
Instituto Tecnoióg
de ia Construcción
Costos y control de Obra
Cantidades del catálogo en las que se amortiza el anticipo.
Cantidades excedentes
I
Cantidades extraordinarias]
no amortizan anticipo
Ajuste de costos
Si no se paga en el tiempo estipulado podemos cobrar gastos financieros.
Cuando se recibe dinero de más generalmente en la última estimación se ajusta al porcentaje
de anticipo por variación del catálogo ya sea en cantidad o eliminación de conceptos.
25 de Febrero
Propuesta técnica. ^
El primer ajuste supongamos que es del 2%
15 de Abril inicio
1%
1 de Mayo (3 %)
2%
1 de Junio (5 %)
1%
1 deJulio (6%)
L.
El ajuste se hace siempre con relación con el porcentaje anterior
Incorrecto
5% 0.80 =4.00 ajuste final. Estamos perdiendo
Correcto
Ajuste inicial 1.02 no se ajusta por el anticipo
1%x 0.80 = 0.80
2% x 0.80 = 1.60
I % x 0 . 8 0 =0.80
4.42 %
Tipos de Contratos.
Administración
Precios unitarios
Precio alzado o Llave en mano, conlleva más riesgos (precio unitario +contingencias +
deslizamiento + inflación)
EPC (IPC) Ingeniería Proyecto y Construcción
Mixto
Máximo garantizado (loque se pase nos cuesta a nosotros)
Seminario de Titulación
Instituto Tecnológico
de la Construcción
t
Bibliografía
1. Geología aplicada a la ingeniería civil
Ruiz Vázquez, Mariano/ González Huesca, Silvia
Editorial Limusa, México, 2000
2. Mecánica de suelos Tomos Iy II
Juárez Badillo/Rico Rodríguez
Limusa, México 2 a ed. 1975
3. Mecánica de suelos en la ingeniería práctica
Terzaghi, K., Peck, R.B.
El Ateneo, Argentina 1976
4. Ingeniería de Cimentaciones
Peck/ Hanson/Thornburn
Limusa, México, 1998
5. Nuevo Reglamento de Construcciones del D.F.
Arnal, TriLr.s, México 1998
6. Diseño Estructural de Casas Habitación
Gallo/Espino/ Olvera
McGraw Hill, 1997
7. Aspectos fundamentales del concreto reforzado
González Caevas/Robles
Limusa 3 a ¿d., México, 2000
8. Diseño de estructuras Metálicas
McCormac, Jack C.
Alfaomega México, 1995
9. Control Estadístico del Proceso
Eduardo Valle Robles
Tesis de Licenciatura, I.T.C. 1996
10. Costo y Tiempo en edificación
Suárez Saíazar, Carlos
Limusa, México, 1998
11. Ley de Obras Públicas y servicios relacionados con las mismas
Vigente desde el 04 de enero 2000
http/ /www.secodam.gob.mx/unaopspf/ unaop1.htm
De la Unidad de Normatividad de Adquisiciones, Obras Públicas, Servicios y Patrimonio
Federal
12. Ley de Adquisiciones del D.F.
Vigencia 1998
http/ /www.df.gob.mx
Seminario de Titulación
InsOTu^ Tet -ioSogtco
do ii i.onstryccsor.