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B I E L Í Ü T E C A INSTITUTO TECNOLÓGICO DE LA CONSTRUCCIÓN

Con reconocimiento de validez oficial de estudios de la SEP.

según acuerdo No. 00952359 , de fecha 15 de noviembre de 1995.

Cuestionarios de Geología aplicada, Geotecnia, Estructuras, Control de Calidad, Costos y Control de

Obra

Seminario de Titulación

QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE:

licenciatura en Ingeniería de Construcción.

PRESENTA:

ULISES MARCELO SALAZAR ORTEGA

MEXICO D.F. 2001

Geología aplicada a la Construcción

Ing. Luis Arturo Tapia Crespo

Ge-ci"W,z.% aplicada •% ia Con 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 un 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 primordia1-

para la ubicación del sitio donde ha de construirse una 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 un 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 cua^

Seminario de Titulación Instituto Tecnológico de la Coií-irucccr <i2a>

UíCOl ^$£IH 3 |K ÍC£ Í€ t3 . fX ^X * - * 011 l ; ^ nX0C lC^

colisionar

sísmicas.

34.00

32 00 h

30.00

28.00

% 26.00

< 24.00 -

22.00

20.00

18.00

16.00

producen grandes cordilleras volcánicas, liberando su energía en forma de o

14.00

-

-

-

-

-

N& i ^ V

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A

118.00 -1:4 00 -110 00 -106.00 -102.00 -98.00 -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.

Seminario de Titulación Instituto Terno'ógico de la Construcción cmi

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

INTEMPERISMO Y EROSIO

METAMORFISMO LITIFICACION

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.

Seminario de Titulación Inst i tu to Tecnológico de la Construcción

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 o físico e

Intemperismo químico

Intemperismo mecánico (desintegración); procesos principales:

Crecimiento cristalino

conglomerado

precipitación

recristalización (hidratación)

hinchamiento

Liberación de esfuerzos residuales:

Exfoliación

Seminario de Titulación Instituto Tzi.~olog.\ fS^^**^

GcoJo¿r»a aplicada a ía Convtracciot} 5

Expansión térmic a 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 Y reducción:

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-seleccionarlos para 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?

Seminario de Titulación Instituto TecnUoCj!-" 4'- »a Con«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 se 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- c s

de ingeniería que tratan con sedimentos y otras acumulaciones no consolidadas de pa-_

Seminario de Titulación 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 un 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 una 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 una 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 ¿.

Seminario de Titulación I rs t i tuto Tecnológica ík ¡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 una 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 una roca preexistente es intrusionada por una roca í<?~

como son: mármol, cuarcita, hornfels y skarn. Este metamorfismo desarrolla zo ia& 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.

Seminario de Titulación InsHhito Tecnofóoicf; d " N Construcción'"

•jreologta ap l i cada u m co»Ntruc«ií>n

24 - Define los s iguientes conceptos:

Porosidad

Capilaridad

Permeabilidad

- Po ros idad : es la relación directa entre el volumen de las oquedades o vacíos y el volumen t ^

del suelo o roca.

- Capi la r idad: es la capacidad de las superficies l íquidas p a r a ser e levadas cuando en t ran en

contacto con los sólidos.

- P e rmeab i l idad : es la capacidad de u n geomaterial p a r a permitir el paso de u n fluido a tr¿

ella, s in a l terar su e s t ruc tu ra y bajo u n gradiente Hidráulico uni tar io.

25.- Dibuja las redes de escurrimientos superficiales hidrológicos siguientes:

Dendrítico

Enrejado

Circular

Angular

Paralelo

Rectangular

DENDR1T1CO CIRCULAR

ANGULAR

ENREJADO

RECTANGULAR PARALELO

Seminario de Titulación In s t i t u to Tecnológico de la Construcción

26. - Define los siguientes conceptos:

Roca

Macizo rocoso

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 un 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, const i tuyendo 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 un macizo rocoso?

- Pliegues, fracturas, fallas, fisuras, juntas o diaclasas, foliación, discordancias y planos ac

estratificación.

28. - Dibuja una falla normal y una falla inversa.

/ 7

FALLA INVERSA Falla normal

Seminario de Titulación Instituto TecmoSógico ele la Construcción

Geología aplicad.» « la Construccíói

29. - Dibuja un pliegue sinclinal y uno anticlinal.

Anticlinal

Sinclinal

/ /

Seminario de Titulación Instituto Tecnológico de la Construcción cmic

i-eoiiigia aplicada <& la Coa->trwtcHótt

30 - ¿Cual es una clasificación geotécnica de las rocas en la ingeniería de la construcción?

De acuerdo con el grupo de ingeniería de la Sociedad geológica de Londres la información

Geológica relativa o Ltológica y otras características que deben obtenerse en forma sistemática en

la descripción de núcleos de roca es la siguiente:

a) Estado de alteración

b) Estructura y discontinuidades

c) Color

d) Tamaño de grane

1. Tamaño de las partículas subordinadas.

2. Textura.

3. Estado de alterac ón

4. Estado de cementación.

e) Resistencia del material rocoso

f) Nombre de la roca

Tipo de minerales

Tabla 3.2 Coloras y tonos.

MATIZ

GRIS CAFÉ AMARILLO ROJO NEGRO VERDE BUNCO ANARANJADO

TONOS

GRISÁCEO

AMARILLENTO ROJIZO

NEGRUZCO VERDOSO

BLANCUZCO ANARANJADO

VALOR '

CLARO OSCURO

1

1

Seminario de Titulación Instituto Tetnoíó&teo cié ia Const rue

Geología aplicada a la Construcción

Tabla 3.3 Clasificación de rocas (características y propiedades). (La geología an la ma-canica da rocas. División de Educación Continua, Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional Autónoma de Mexico, 1984.)

TIPO DE ROCA

IU Z S3.

z IU 2 O IU (fí

< O E oc o s í UJ

s

Volcánica

0 extrusrvas

Piutinicas 0

intrusiva»

Clástica»

0 macánicM

No clásticas Organic»»

y Química»

Foliadas

No taladas

ROCA

(Volita Dadla Trasuda AndesiU

Basalto

Granito

GranocJorftt Sarita Diorita

Diabasa Gabro

Conglomerado

Arenisca

Umolt»

Lulta

Calza

Marga Creta

Tufa Travo*»

Coquina Dolomía

Sai

Yeso

Anhidrita

Caucha

Padsmai

Fosforita Carbon

Pizarra

Ruta

Esquisto

Gneis

Homfals

Cuarcita

Mármol y Skam

COMPOSiaÓN

1.2.4 1.3.5 2.5 3.6

S.7.8

1.2.4

1.3.5 2.5 3.5

6.7.3 $.7.3

(1) SrO, (cuarzo) (2)KAIS),0(ortoda*a)

(3) CaAl 0-NaAISO (piagioclasas)

(4) Silicatos ferromagnesianct

(5) Mlcas(biot)tay muscovita)

(6) Anfiboles y ptroxenas

(7) Oilvtno

Más dal 25% da fragment» da roca arredondeado» 2 cm da diámetro

Cuarzo, feldespato, fragmento» da roca, micas, calcita, minerales ara­noso», minerales pasado*, siderita, dolomita y coiofano.

Ulnerate* arcüosoa, micas ardió-sas. dorita a Ndróxldo* de fierro.

Mineral** carbonatados (calcita, delimita, etc.) con trazas de slicatos, feldespatos y minerales irciloso*. Calcita y mineraje» arcillosaa CaCO* (foraminlfifoj)

CaCO» (calcita) CaCO» (calcita)

Fó***t de calcita

Ca (Mg. Fe) (CO,), DoiomiU

MaCI(HaHta)

CaSO* 2H,0

CaSO*

CaCO»

9 0 (cuarzo, ópalo y calcedonia)

P,0, (apatita) C.H.O.H.S.

Cuarzo, micas, dorita

Cuarzo, micas, dorita, •errata y otros Micas, piroxenos, dorita. cuarzo, católa, feldespato» Cuarzo, feldespato*, mica, hornblenda, granate

Mica, piroenos, dorita, cuarzo, feldespato* y carbonato* Cuarzo, granate, mica Calcita, dolomita, oSópskJa y sücatos dacatdoyoüvino

TEXTURA

AfanfUcaoponlrMca Atarjea a porflrtJca Afanflkaapoffirraca Atan/Sea a porflrftica

Atanfíca

FanerftJca

Fan* rflfca Fanerfflca Faneritica

AfanWca o dtabastea Fanertttca

Rudeces. Fragmente* 2 cm de diámetro.

Arenácea. Fragmento» de 1/16 a 2 nrn de diámetro.

Umoea fragmento* de 1/16 a 1/266 de diámetro. Lutácsa. Fragmentos menores a 1/256 mm da diámetro.

Densa, masiva, de grano Uno. cristalina, porosa u ooMfca

Cristalna. de grano fino Granular cristalina

Cristalna porosa Cristalna

Borragmantada Cristalna y sacarrjdaj

Cristalna

Cristalna

Cristalna

Granular

Merocristsüna

Criptocristalna Criptocristalna

Foliación perfecta, crucero pizarroso kriermecSa entre pizarrosa y esquistosa Esquistosa

Bandeada (gneMca)

Atanfíca. homféisica

GranoW estica GranofetástJca

ESTRUCTURA

Avecesltidal Derrames lávico* Derrames lávico* Derrame* lávico» gruesos y corto*. Vesicular, amigdalofdal en colada* y bloques.

Grande* cuernos intrusivos (batoStos) Cuerpo* Intrusivo* . Cuerpo* intrusivos pequeños Cuerpo* intrusivo*

Diques y manto* Cuerpo» Intrusivo»

Ettratflcadon gruesa cuerno* lentJcuiares y '•*** de cauca* Estratificación cruzada, on dutada, graduada, masiva y laminar.

Estratíflceclondeigeda. larfinaóoncaracterfallca. Firt, concrecionas bolsa* de lodo.

Masiva, estratificada, nociuL'

Estratificación delgada y laminar Estratificada Retallar Capa*, estalactitas, gotas, vetas, estalagmita* Arredfal Estratificada, vetas y masas irregulares Lenticular, estratificada y en vetas Vetas y lentes paralelos o cruzando lo* estrato* Lenticular, en vetas o estratificada* Estratificada modular, bandeada Estratificada '•OJJ.O- -satenfena Masiva, sefraMcada y nolifec* Estatificada, bandeado

Foliada

Foliada

Foliada

Foliada

No foliada

No Miada No foliada

Seminario de Titulación Instituto Tecnológico de la Construcción

Geología ap l i cada i¡ la C o o s t í u c o i ó n 14

Tabla 3.4 Clasificación para grado da intemperismo en la roca (Fookes).

GRADO

I

n

m

GRADO DE DESCOMPOSICIÓN

Roca fresca

Ligeramente intemperizado

Moderadamente intemperizado

RECONOCIMIENTO DE CAMPO

SUELOS (rocas suaves)

- El suelo original no muestra decolora­ción y otros efectos debido a intempe-rismo.

- El material está compuesto de frag­mentos angulares de suelo fresco, el cual puede o no estar descolorido.

- Algunos materiales alterados comien­zan a penetrar hacia adentro de las discontinuidades separando los blo­ques.

-El suelo está compuesto de largos relictos del suelo original separados por materiales alterados.

• El intemperismo penetra por medio de las superficies de las discontinuidades.

ROCAS (rocas duras)

- La roca original no muestre decolora­ción o disminución de resistencia y otros efectos debido a ¡ntempensrr-o

- La roca puede e 'a colorada particuarrs -discontinuidades.

- Las discontinuidades pueden estar abiertas y tener superficies ligeramen­te decoloradas.

- La roca está descolorida - Las discontinuidades t

abiertas y las superficiss. __ coloridas por la alteración y la astruc tura original de la roca cerca de la discontinuidad está alterada hacia adentro.

- La roca intacta está notablemente más débil que la roca fresca.

- El macizo rocoso no es friable

1

Wbta*4(Contlnu«aarL)

IV

v

VI

Altamente intemperizado

Completamente intemperizado

Suelo

- B suelo está muy aherado con algunos fragmentos del suelo original.

- Poco o nada de la traza de la estructura original.

- El suelo está descolorido y alterado, sin ningún indicio de su estructura original.

- El suelo original está totalmente cam­biado a uno con nueva estructura y composición. Está en armonía con las condiciones del terreno superficial existente.

• La roca está descolorida - Las discontinuidad*^

abiertas y tener dscclc ».:. perficies.

• La estructura original de la roca se encuentra alterada cerca de las dis­continuidades.

• El intemperismo penetra profunda­mente hacia abajo, pero los nüc's-' de la roca están todavfa

- El macizo de r—a t. friable.

- La roca está descolorida. - Está totalmente descompuesta y de­

leznable, pero su estructura ong'r •.: está preservada.

• Las propiedades de la roca depan rto-en parte de la naturaleza do '- - -original.

• La roca está descolorida y completa­mente cambiada a un suelo; la estruc­tura original está totalmente destruida.

- Hay un gran cambio de volumen.

Seminario de Titulación rñsí i UtO TS€üi;¡0€JÍ€t3 cié la Const j e o o r

Geología aulícacia a la Construcción 15

1.0

2/3

b/a

O Tabular

Equídimensional

III IV

Laminada

U Prismática

0 c/b 2/3 1.0

a-longitud b-ancho c-espesor

Rgura 3.1. Clasificación de la forma de los granos, (Zingg, Texturas, 1980.)

8«|a «Owtcáfcd

Orada d tmtof tdu

r-

Muy «n^idar Angular Sabanquhw Subfxttwdurti 6-#A «-

Rgura 3.2. Clasificación del grado de redondez y esfericidad. (Swanson, Texturas, 1981.)

Seminario de Titulación Inst i tu to Tecnológica ele !a Construcción

La figura muestra una o tamaño de grano.

para estimar el porcentaje

Mess

un tipo de roca, mineral

Seminario efe Titulación Instituto Tecnológico de ¡c Construcción

Geología aplicada a la Construcción

Tabla 3.5 Tamaño de los granos.

TÉRMINO

Bloque Canto rodado Grava gruesa Grava raía Arena gruesa Arena mediana Arena fina* Finos

LIMITES DE TAMAÑO

Mayor a 300 mm 75 - 300 mm 20-75 mm 4.7. - 20 mm 2 - 4.7 mm 0.42 - 2 mm 0.074 - 0.42 mm Menores que 0.074 (MNo, 200)

EJEMPLO

Mayor pelota basquetbol Naranja a sandfa Uva a naranja Chfcharo a uva Sal de cocina Azúcar Azúcar en polvo

* Las partículas menores que la arena fina no se pueden distinguir a simple vista auna distancia de 20 centímetros. (Petróleos Mexicanos, Exploración y muastrao an suelos para proyectos da cimentaciones, México, 1975.)

Tabla 3.6 Resistencia de la roca.

TÉRMINO

Roca muy dura

Roca dura Roca suave Roca moderadamente suave Roca muy suave Roca muy débil o suelo duro Muy duro Duro firme Suave Muy suave

ESTIMACIÓN DE CAMPO DE LA DUREZA

Requiera más de un golpe de martillo para romper la muestra de mano. La muestra se rompe con un simple golpe de martillo. Se logran hacer hoyos de 5 mm con el pico del martillo. Muy duro de romperse con la mano un espaciamiento triaxial. El material se desmorona bajo golpes de martillo. Quebradizo o tenaz, se rompe con la mano con dificultad. Puede ser mellado con las uñas. No puede ser moldeado en los dedos. Puede ser moldeado sólo por fuerte presión con los dedos. Fácilmente moldeado con los dedos. El suelo se escurre entre los dedos cuando se remueve en las manos.

RESITENCIA *.. COMPRESIÓN SIMPLE \nnra¡

100 50-100 12.5 - 50 5.0 - 12.5 1.25-5.0

0 60 - -0.30 - 0.6C 0.15-0.30 0.08-0.15 0.04 - 0.08

0.04

(Anónimo, 1977.)

Seminario de Titulación Inst i tu to Tecnológico de la Construcción

Geotecnia aplicada

Ing. Celso Barrera Chávez

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 c imentación?

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 . ¿En que consiste el diseño de una c imentación?

El diseño de una cimentación debe cumplir con los siguientes requisitos

• Debe tener una capacidad de carga adecuada

• Deformaciones en limites

• Estabilidad

• Seguridad

• Funcionalidad

• Economía

4. ¿Qué es una c imentación 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 una c imentación profunda?

Es aquella en la que su profundidad de desplante no sea mayor que un par de veces el ancho

del cimiento, aunque no existe un límite preciso en profundidad de desplante que ser

cimentación superficial de una profunda.

6. ¿Cuáles son los e lementos de c imentación 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.

Seminario de Titulación Instituto Tecnológico cfc ¡a Construcción

Geotsctiia

7. ¿Cuáles son los e lementos de c imentación 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

c imentación 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 nos

proporcionan?

Estos métodos los ubicamos como preliminares.

Seminario de Titulación lissfriluto Tecnológico Í*I- sa Construcción

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 s us

propiedades.

10. ¿Cuáles son considerados métodos directos de exploración y que t ipo 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 Cielo Abierto con muestreo inalterado:

Ventajas: Desventajas:

Obtención de muestras, sin emplear equipo - Demasiado lento por realizarse en forma manual

especial de perforación - El costo se incrementa notablemente con la

Recolección de muestras inalteradas profundidad, es económica hasta 5 m.

Realización de observaciones y pruebas in - Se necesita ademar si el material no e?t~.

situ (PPE, prueba de placa) cementado, elevando el costo y el tiempo

- Posibilidad de utilizarlos como pozos de - Al excavar debajo del nivel friático, se presentan

correlación para establecer el perfil problemas de extracción de agua o

estratigráfico del sitio. deformaciones por el flujo de 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 un muestreador que se atornilla en la parte inferior de a

tubería de perforación. El muestreador es un tubo de acero o latón de diámetro exte1-

variable 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 una presión continua de una manera lenta, a una

velocidad constante entre 15 y 30 cm/seg.; se hace reposar un 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.

rnneo de acero^

^Broca de diamantes

Esa»

\UJLtt..w,..»i 1, •- f t;,jJL-Ú ™ I I t í

Tubería de odeme

Tubería de perforación

-Muestreador Forro duro

Cabera de montaje

Elevador de corazones Cocíneles ~ Válvula cortadora del agua

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

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.

En la figura se presenta el equipo para

muestreo en roca incluidos máquina de

perforación rotatoria, algunos tipos de

barriles y brocas.

El éxito de una perforación

pende del equilibrio de 3 factores: veioci- c

de rotación, presión del agua y presión sobre

la broca.

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 un 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

La utilidad e importancia de la pr^eK^ r,a

penetración estándar radica

correlaciones encontradas en el campo y el

laboratorio en diversos suelos, que per—'

relacionar aproximadamente la compacidad \

el ángulo de fricción intern^ ~

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 ̂

\J Figura 4.11. Prueba da penetración estándar. (Petróleos Mexicanos, Explo­ración y muestreo en suelos para proyectos de cimentaciones, México, 1975.)

12. ¿Porqué procedimientos puede obtenerse muestras inalteradas y que ventajas se t iene

al obtener la mues t ra?

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

Seminario de Titulación Instituto Tecno^óCf" cíe la Cor»¿trjcc. .

Polea

? J5WWS)p !

r i i -" -Cadena

Masa golpeadura de acero

<—Barra gula

[ i - Yunque de golpeo

•» -Penetrómetro estándar

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 t ipos de suelo la t i enen?

La cohesión es un 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 t ipo 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 in terna?

• 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 5 tan <j>

donde:

s = Resistencia al esfuerzo cortante

Seminario de Titulación 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 I dp t>or unidad da

Presión da confinamiento o presión da cámara

Pe " Ps

vjE&SH&m

dw« Tapa ^T

Muestra

Piedra /'porosa

re­ cámara

O'O'i (p,*Pj)

O'D'Í (p,-p3)

• Membrana impermeable

Mané

4F Figure 4.2. Drtaltre prtm ipalrs rir la cámara dt compresión r

Figura 4.3. i i F^fuer/os en un espéí imen 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 una c imentación se revisa que es ta cumpla con los aspectos fundam

del comportamiento del suelo ¿Cuáles son?

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.

20 . Para proponer una c imentación ¿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

Seminario de Titulación Inst i tuto Tecnológico cíe la Construcción ^emie

Geocecnia 8

2 1 . ¿Existe una solución única de c imentación de una es t ructura o hay varias?

Pueden existir múltiples soluciones para una cimentación y depende del c

ingeniero escoger la más óptima en economía, diseño y construcción

22 . Para la evaluación de las deformaciones de una c imentación 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 aplica A*\ ^ i

relación de vacíos llega a un valor menor evidentemente, que el inicial y qu-

determinarse a partir de los datos iniciales de la muestra y las lecturas del extensómetro; así

para cada incremento de carga aplicado se tiene finalmente un valor de la relación de vac'c-

otro de la presión correspondiente actuante sobre el espécimen. En resumen, una vez aplicados

todos los incrementos de carga, se tienen valores para constituir una gráfica er c1 ̂ r-

se 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 una 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 una curva que relaciona la oquedad finai

correspondiente a cada incremento de presión con el valor de dicha presión. El diagrama (curva

e-log p) se conoce como curva de compresibilidad.

Seminario de Titulación Instituto Tecnológico clt, *3 CoiiL-t'-ycaon

Geoteenia

«)

a) r e p r e s en t a c i ón a r i tmé 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 t iempo ¿Cuántos t ipos de

deformaciones t enemos?

• Deformación elástica o inmediata, Ae

• Deformación por consolidación primaria,

Aep

• Deformación por consolidación

secundaria, Aes

• Deformación total AT = AT=Ae + Aep + Aes

24 . De manera física los asentamientos se manifíestan de diferentes formas ¿Cuáles son

és tas?

• 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.

25 . ¿Qué es la capacidad de carga de un 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 un c imiento superficial de t ipo largo apoyado en un suelo de t ipo 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

Seminario de Titulación 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

27 . ¿Qué puede suceder en un c imiento superficial sujeto a excentricidades entre «u*

centro de gravedad y su centro de cargas?

Pueden ocurrir hundimientos diferenciales, provocando una inclinación de la estructura, en

caso de no haber previsto estas excentricidades.

28 . ¿Cuál es la diferencia principal entre los e lementos de t ipo superficial?

La diferencia principal es el área de apoyo o de contacto entre la cimentación y el suelo.

29 . ¿Cuáles son las modifícaciones propuestas de Terzaghi para considerar la falla lo**-1

de un suelo?

Terzaghi propuso efectuar las siguientes reducciones a los parámetros de resistencia C y O-

C=2/3C, are tan O = are tan 2/30), donde:

C y (|> son los valores originales de resistencia del suelo. La ecuación general de Terzaghi para

una falla local queda de la siguiente forma:

Qc=2/3CNc+. DfNq ~ 1/2y BNy donde Nc, Nq y N<j>, son los mismos valores reducidos por 2/3 §

30. Para la evaluación de capacidad de carga de un 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 e lementos de c imentación 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 11

32 . ¿Cuál es la forma de trabajo de las c imentaciones 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 punta (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 s i tu 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 tr-

manejables, que se unen en la posición de hincado por medio de juntas cuya resistencia

garantice ampliamente la del conjunto.

Los pilotes pueden ser simplemente reforzados o presforzados.

34 . ¿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 un hombre por lo menos pueda trabajar en su interior. El

Chicago en una variante del anterior, en la que se va excavando el materir

profundidad del orden de 1 a 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.

35 . ¿Cómo se fabrican los cilindros de c imentación?

G-eotecnia

El procedimiento de construcción (Método del pozo indio) consiste en colocar sobre el terre.^

elemento, excavando en su interior con una 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.

36 . ¿Qué es una c imentación compensada?

Consiste en desplantar a una profundidad tal que el peso de la tierra excavada iguale a1 r

la estructura, de manera que el suelo no sienta la sustitución efectuada.

37 . ¿Qué problema se puede tener cuando se t iene una c imentación sobrecompensadal

El cimiento puede emerger por el empuje del suelo debido a la descompensación de la carga

anterior por el peso del suelo excavado.

38 . ¿Cuál es la separación mínima ent re 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.

39 . ¿El pilote de punta apoyado en un es trato arenoso que sucede cuando se t iene un

empotramiento en este es t ra to?

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 una 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 un solo pilote sometido a la c a v c

admisible.

40 . ¿Cuál es la diferencia entre el comportamiento de un muro de contención y un

ademe?

El muro de contención es un 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 de oído a los troqueles están sujetos a presiones con variación irregular.

4 1 . ¿Qué es un empuje activo y uno pasivo en un 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:

Seminario de Titulación Instituto Tecnológico de la Construcción

Geotecnia

Kp = NO = tg (45 + <E)/2) Ka= 1/NO = tg (45 - <t/2)

42 . ¿Cuál es el procedimiento para calcular los empujes por el método de Coulomb?

El método de Coulomb es un 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 co1-' --- '

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 mu : ;

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 át"¿ de la Construcción ^ - ^ ¿ , 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.

Io 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.

3o La superficie del relleno es horizontal y sobre ella actúa una sobrecarga uniformemente

repartida.

4° La superficie del relleno es horizontal y sobre ella actúa una sobrecarga linea , ^

ala corona del muro y uniformemente distribuida.

c) Se determina el valor del coeficiente KH (En función de A y b y usando gráficas)

d) Se aplican las fórmulas:

EH = 1/2 KH H2

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).

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Seminario de Titulación Instituto Tecnológico ele la Construcción

Geotecnia

44. ¿Por qué es importante mantener libre de agua el relleno de un muro y como se

puede evitar la presencia de és ta?

^ 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 una capa de suelo con una permeabilidad menc

del relleno dándole una pendiente hacia una cuneta.

Para eliminar el agua que se infiltra en el terraplén durante las lluvias se colocar

(barbacanas)

45 . ¿Cuál es la definición de ta lud?

"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 una obra de ingeniería.

Desde este punto de vista los taludes se dividen en naturales (laderas) o artificiales (cortes y

terraplenes)".

46 . ¿Cuáles son los t ipos de falla más comunes en los ta ludes?

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

47 . ¿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

Geotecnia 16

Considérese un arco de circunferen

centro 0 y radio R como la traza r1-

superficie 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

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 Huc

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 momen cu b

resistentes entre la sumatoria de los momentos motores y se compara este factor de ?*•-- '- '

con el factor de seguridad de diseño.

Seminario de Titulación Instituto Tecnológico de la Construcción

RG. V 4 .tocWteJMfo * Á. C i fWü* pmm «Acor • M4fo* SMC* « M Hité pwmmtoH "cofari**"

Geotecnia

48 . ¿En qué consiste el método de las dovelas para el análisis de un talud forma Í* -

suelo cohesivo - friccionante?

Análisis con esfuerzos totales

Este método se basa también en el análisis > de una superficie circular de falla en la HL , -

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 v resistentes de cada dovela - Se obtiene el factor de seguridad que le corresponde a cada dovela

fig. V-5 Procedimiento de las "Dovelas" o de Fellenius

49 . ¿Cuáles son algunos procedimientos para corregir la falla de los ta ludes?

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 consis te?

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).

Seminario de Titulación instituto Tecnológico ele la Construcción

•a

(O

* .

Geotecma 18

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 1 mm). A su 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 A en 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).

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Fin

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Estructuras

Ing. Alfonso D'Abbwrtt Pantoja

Estructuras

1. Calcule el Centroide de la siguiente área plana:

0.07

0.01 FIGURA A X,

f-— 0.05 —-^ |

1 5.00 2.50 12.50 0.50 2.50

6.00 , 0.50 3.00 4.00 24... J

I 11.00 15.50 26.50

x = XAx,/IA = 15.50/11.00 = 11.41 cm

Y = SAy,/ZA = 26.50/11.00 = 12.41 cm'

2. Calcule el momento de inercia centroidal respecto al eje x de la siguiente figura:

Y Ix = Ix + d3A

Ix = i /i2 b h 3

(Fig. 1) Ix = i/i2 x 35x53 = 364.58 cm4

(Fig. 2) Ix = i/i2 x 5x303 = 11.25 c-

(Fig. 3) Ix = 1/12 x 35x53 = 364.58 cm4

(Total) Ix = 2x( Ix + dl2Ai) + (Ix + d22A^

Ix = 2x((364.58 + (32.52xl75) + 11.25)

Ix= 370,416.66+ 11.52

ix= 381,936.66 cm4|

Seminario de Titulación Instituto Tecnológico de la Construcción

E s t r u c t u r a s

3 . Determine los d iagramas de momento flexionante y cor tante p a r a la s iguiente viga Por s imetría:

5 ton

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= 10 . 50 -x (2 )

I M A = -10.50(x-2) + x2

A - C :

I fy = 10.50 - 5.0 - x(2)

IM A = -10 .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 V y 5 ton 5 t o n 5 ton

I 3m | 3 m , 3 m , 3m

Por simetría:

RA = RE¡;RA=1/2 (5+5+5)

RA = 7.50 Ton.; RB = 7.50 Ton.

NUDOF

AF

RA = 7.5 TON

N U D O C ! ^ C D

."7P" A | CF

CF

I¿ FD

GH

ZFx = 0

AF - AC Coseno 45° = 0

SFY = 0

7.50 Ton. - AC Coseno 45° = u

AF - 10.61 Coseno 45° = 0 -AC = 7.50 -i-Coseno 45°

AF= 10.61 Coseno 45° AC = 10.61 ToñlCómpre 3ic.-. A F AF = 7.50 Ton (Tensión)

-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)

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

5 TON

Estructuras 4

NUDOG

FG

NUDODfc N DE

AC J A C

] DG

DG

ÜE = 7.50 Ton (Compresión)

CD + FD Coseno 45° - DH FD Coseno 45° + DH Coseno 45

Coseno 45° - DE = O DG = O

3.54Coseno 45° + DH Coseno 45

- 5 = 0

DH = (-3.54 Coseno 45° + 5)-H

Coseno 45°

ÜH = 3.54 Ton (Compresión)

FG - GH = 0

FG = GH

GH GH = 2.5 ton

IDE = 2.50 Ton (Tensión)l

DG - 5 = 0

DG = 5.0 Ton (Tensión)'

5 TON

9 7.50C 9 7.50C

Diagrama de Fuerzas Resultantes (Normales) obtenido con Staad ver. 3

AC = 10.61 ton. (Compresión)

AF = 7.50 ton. (Tensión)

CF = 7.50 ton. (Tensión)

CD = 7.50 ton. (Compresión)

FD = 3.54 ton. (Compresión)

FG = 10.0 ton. (Tensión)

DG = 5.0 ton. (Tensión)

GH = 10.0 ton. (Tensión)

DH = 3.54 ton. (Compresión)

DE = 7.50 ton. (Compresión)

EB = 10.61 ton. (Compresión)

EH = 7.50 ton. (Tensión)

HB = 7.50 ton. (Tensión)

Estructuras

5. El peso de la barra AB es de 5,000 kg; dicha barra esta apoyada mediante un 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/cm2.

W = 5,000 kg

x= 1,000 kg/ cm2

Coseno 6 = 5/10 = 0.5 Cos-1

9 = 60°

a = 30°

i/r

¥

BARRA

APOYO ARTICULADO ENB

i T

T = 1,000 kg / cm2 = y2 P -s- (TI x 1/4xd2)

1,000 kg / cm2 x (n x 1/4d2) = % P

d = V (4 x P -r (2,000x71)) = V (P-1,570.8)

d = 0 .0252 x VP

Si P = 5,000 kg; d = 1.78 cm

|d = 0.0252VP,

6. Se colocan dos marcos distantes 250 mm sobre una varilla de aluminio con _ i ..

15 mm; al aplicar una 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 cm2 8 = Alargamiento total de la baz-r

P = 6,000 N p = Fuerza total de extensión

6,000 N = 611.62 kg A = área de la sección recta de la barra

E = (611.62 x 25) + (1.767 x 0.018), L = Longitud de la barra inicial

K = 480,742.t>3 kg/cm2! E = Módulo de elasticidad del material

Seminario de Titulación Instituto Tecnológica de la Construcción

Estructuras

7. Calcule el momento resistente de ola siguiente sección de madera si su esfuerzo de trabajo

es igual a 60 k^/cm2

M = (o-x x I) + g

M = Momento resistente

ax = Esfuerzo de trabajo = 60 kg/cm2

I = Momento de inercia con respecto a la base

g = Distancia al eje neutro

M = (60 x 1/12X (15 x3o3)-;- 15

M = 135,000 kg-cm

30crr.

c=15cm

8. Determine la deflexión máxima para la siguiente viga:

Ix = 394 in4

1500 1500

6 FT FT

Para una carga puntual:

F = 3,000 :->

L = 2 1 6 i n

E = 30 x lí,o lb/in2

I = 394 in4

2000 LB/FT

6 FT

E = 30 x 106 lb/in2

18ft = 216 in

w = 2,000+12 = 166.67 lb/in

Ymáx para una viga uniformemente

distribuida

Ymáx = 5+384 x (wL4) + (El);

Ymáx= (5x 166.67x2164) +

(384x(30xl06)x394)

lYmáx = ü.ayyb in.l

fmáx = (F13) + (48EI)

C = E I = 1.182 x 1010

fmáx = (3,000 x 2163) + (48x(30xl06)x39 ',

tt'máx - 0 .05328 tai

Flecha máxima al centro del claro:

0.39965 + 0.05328 = 0.4529 in,

0.4529 x 2.54 =1 1.15 cml

Seminario de Titulación Instituto Tecnológico m de la Construcción

E s t r u c t u r a s

9. Sabiendo que oadm. = 1,520 k g / cm 2 (tensión) y Tadm. = 1,010 kg / cm 2 (cortante), elija el perL

comercial m á s adecuado pa r a la s iguiente viga.

E s = 2.1 x 106 k g / cm 2

RA = 5 Ton. 10 ton

£ JL

2m 2m

5 ton

RB = 5 Ton.

V = P / 2

Proponiendo u n a sección

IMCA A-36, IR 24" x 104

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/ cm2

M = PL - 4

M = 10.0 Ton-m

Requisitos p a r a sección compacta:

a) Simetría respecto al eje me ^

b) Carga al centro del eje menor (Sí cumple)

c) Sección l aminada (Sí cumple)

d) Pandeo del pa t ín (bf)+(2tf) < 545 * Vfy iSi

cumple)

e) Pandeo del a lma d+(tw) < 5370+Vfy

í) Pandeo lateral general

g) Li = 637+fy La = l '410,000-(fyxd/(Af)); <\:

= tfxbf

L i - 4 1 0 c m . L2= 564.46 cm.

Ib = 1 = 400 cm

Lc = 410 .3 cm e s la menor de L l y L2

Lu = 564.46 cm es la mayor de L l y L2

Ib < Lc y Lb > Lu

400<410.3 y 400<564.46 .\ es u n a s c ^ . u ,

compacta

Seminario de Titulación Inst i tu to Tecnológico de la Construcción

E s t r u c t u r a s

Fb = 0.66 x 2,53G = 1,669.8 k g / cm 2

Revisión del e lemento por cor tante

fv = VQ -T- It < fu; -~A = cor tante permisible =

1,010 kg/cm2

d = 61 .1 cm

tf = 1.91 cm.

t w = 1.27 cm.

Deflexión:

8adm. < L /360

5adm. < 400+360

Sadm. < 1.11 Cm

fv = V H- (d-2tf X tw)

fv = 68 .73

fv<fu

68 .73 < 1010 .-. Sí cumple

Fm á x = wL3 + (48EI)

Fm á x = 4 .84 x l o 2 cm

Oadm. > rmáx

E = 2.1 x 106 k g / cm 2

1= 131,112.89 cm 4

L = 400 cm

1.11 > 0 .0484 cm .-. Cumpld W = 1 0 x l 0 3 k g

por ílexión

Amáx = PL * AE; P+A = Amáx x E * L

adiseño = P - A = 0 . 0 4 8 4 ( 2 . 1 x 106) + 4 0 0 c m .

adiseño < aadmisible .•. Sí cumple

254 k g / cm 2 < i ,S20 kg/cm^

10. Para la siguie: te p l an ta general de u n a c asa habi tación de dos niveles, determine la carge

gravitacional , u e baja a la c imentación.

Carga por entrepiso = 1,000 k g / cm 2

Peso de los mu ro s = 750 kg / cm 2

Expresar el re , a l tado por t r amo y ejes:

Estructuras

I T 4.00 m

6.00 m

TRAMO 1-2:

Peso de losa = 9.75x^ = 9.75

Peso de muro = 0.75 x 8 = 6

TRAMO 1-2:

Peso de losa = 4x1 = 4

Peso de muro = 0.75x2 = 1.50

TRAMO B-C:

Peso de losa = 9 x 1 - 9

Peso de muro = 0.75 x 5 = 5.75

TRAMO 2, A-B:

Peso losa = (a3 + Aló) ( 2.25+4)xl = 6.25 |8.50 Tor

Peso de muro = 0.75x3 = 2.25

TRAMO 2, B-C:

TRAMO 3, A-B:

|15.76Ton| Peso de losa = (A4), 2.25x1 = 2.25

Peso de muro (0.75x2) = 1.50

TRAMO 3, B-C:

|3.75 Toi^

|7.0 Ton|

|I2775|

Tan

Peso de losa = (A6+A12), (9+6)xl = 15

Peso de muro (0.75x3) = 2.25

TRAMO 1, A-B':

Peso de losa = (Al5), 4x1 = 4

Peso de muro (0.75x4) = 7

[I735|

for

7.0 ton

Peso de losa = (A7), 9x1 = 9

Peso de muro (0.75x6) = 4.50

TRAMO B, 2-3:

Peso losa = (A2+A5), (9.75+15)xl =

24.75

Peso de muro (0.75x7) = 5.25

TRAMO B, 1-2:

Peso de losa = (A14+A9), (4+4)xl = 8

Peso de muro (0.75x4) = 3

TRAMO C, 2-3:

Peso de losa = (A8), 15x1 = 15

Peso de muro (0.75x8) = 6

TRAMO C, 1-2:

Peso de losa = (A10), 4x1 = 4

130.0 Toril

írr.o ton

EOTTos

17.0 Ton|

Seminario de Titulación Instituto Tecnológico * de la Construcción VAL,, . , ,

E s t r u c t u r a s 1 0

TRAMO 1 ,B' -C:

Peso de losa = (Al í ) , 6x1 = 6

Peso de mu ro (0.75x5) = 3 .75

Peso de muro (0.75x4) = 3

©rrg

Ton

11. De las s iguientes secciones de viga de concreto s implemente reforzado, ¿Cuál presen -

sección Sobreforzada?

F'c =250 k g / , -

Fy = 4 ,200 kg /cm 2

40 cm

O O O O

50 cm

20 cm

00 0 0

4 Vs %" p a ra todas ^

10 cm

20 cm

Pmin = 0.7Vf c+fy (Por reglamento) = 0 .00217 Porcentaje de acero:

Pmáx = 0.75 pb = 0 .01425

f'c = 0.85 f*c

f'c= 170 kg / cm 2

f*c= 0.8 fe

f*c= 200 kg / cm 2

Relación tensión y compresión:

pb = fos-fy x 4 ,800 -s- (fy+6,000) = 0 .019

5 = As-Kbd) Si = 0 .0163; 52 = 0 .0126; 53 =

0 .0228

s i ; pb < 81; 0 .019 < 0 .0163 => Subr t fo .z . .

s2 ; pb < 82; 0 .019 < 0 .0126 => Subreforzada

s 3 ; pb < 83; 0 .019 > 0 .0228 => Sobreforzada

La sección 1 y ¿$ e s t á sobrereforzada.

12. Diseñe por flexión la s iguiente viga (simplemente reforzada)

f e = 200 kg / cm 2 , fy = 4 ,200 kg / cm 2 (refuerzo longitudinal)

fy = 2,000 kg / cm 2 ( a lambren refuerzo t ransversal) , d^b = 2.5

E s zona s ísmica

fe = 200 kg / cm 2 ,

fy = 4 ,200 kg / cm 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 ) ) =

^Seminario de Titulación Inst i tu to Tecnológico de la Construcción

Estructuras

0.00876

prequerido > pmínimo .\ Si cumple

As requerida = preqaerido x bd = 0 .00876 x 25 x

55

As requerida = 12.05 cm2

2 Vs # 9 => As real = 12.82 cm2

Preai = 12.82-^(25x55) = 0 . 0 0 9 3 2

Ecuaciones del reglamento y N.T.C. 2 .17 y

2 .18

p < 0.01 (2.17) Contribución del concreto

p > 0 . 0 1 (2.18)

VCR = Fr bd (0.2 - 30p) Vf*c

VCR = 6 ,673 kg

Corte máximo

Vu = 12 Ton

Vu > VCR .-. Se requieren estr ibos

£

24 ton

\L

12 ton

V

Separación de estr ibos:

S = (Fr Av fy d (seno 9 +coseno 9)-f-(Vu - VCR) < Fr Av

fy-r3.5b

Se ponen estr ibos de a l ambrón (2 ramas)

Arco de acero AV = 0.32 cm2 x 2

Estr ibos AV - 0.64 cm2

M

S = 22 <, 24 .57 .-. Sí cumple

-L o-

24 cm. Espaciados a c ada medio peralte

efectivo (separación al centro)

Seminario de Titulación Inst i tu to Tecnológico de la Construcción

E s t r u c t u r a s

13. Dimensionar u n a co lumna con refuerzo en s u s 4 c a ras en sección cuadrade

Pu = 250 Ton

Mu = 45 T o n - d

F'c = 300 kg / cm2

Fy = 4 ,200 k g / cm 2

Recubrimiento libre = 3 cm.

Detalle el refuerzo longitudinal y

t ransversa l

F*c = 0.8 (300) = 240 kg / cm 2

F"c = 0.85 (240) = 204 kg / cm 2

Proponiendo b

60 d = 54

40

d+h = 54H-60 = 0.9

k = Pu+(FR bhf 'c) = 0.01215

R = Mu+(FR bh2f'c) = 0.2183

Se toma el menor valor y de la

gráfica de la fig. C-2 se toma:

q = 0.5

p = As+bh ; q = p fy -i- f c

p = f 'c -s- fy q = 0 .0242

As requerida

As = (0.0242) (60x40)

As = 1.452x1.008 = 1.46 cm2

Usar refuerzo longitudinal

8#10 = 63x36 cm2 Real

Smáx. = 850+Vfy = 2 .78

480 = 48(0.71) = 34 .08

30+2 15 cm

14. Determine la capacidad de carga axial de u n tubo de acero A-36 de 1" de diámetro nomin

espesor = 3.38 mm, A 0 3 .15 cm2 , I = 3.64 cm4 , r = 1.07 cm, u s a r las ecuaciones : I

Fy = 2,530 kg/cm2

SSSSSS

l . SOm

/>w»

r = V(I+A)

k = l

Ecuaciones de Euler: • = PCR-A

kL+r = 180+1.07 = [158^2241

Ce = V(2TI2(2X106)+2,530) = ÍT24T92, 9 Fa = (1 - (kL+r)2+(2Cc2))fy + C.S.

|Fa = 235 .95 kg /cm :

fer = PCR+A fer = esfuerzo crítico, Per = Carg?

C.S. = 5+3 + 3+8 x (kL+r)+Cc - (kL ^ v

Pcr = 235.95x3.15cm2

IPcr = 743 .24 kM

Seminario de Titulación Inst i tu to Tecnológico de la Construcción

E s t r u c t u r a s 13

15. Diseñar el perfil rectangular adecuado para resistir una carga de 10 Ton. A una altura de 3 m. Usar acero A-

36,considerar extremos empotrados.

Proponiendo un esfuerzo de aproximadamente 50% de fy, F = P-A; A = p-f

tenemos:

Fy = 2,530 kg/cm2 .-.

Fa= 1,265 kg/cm2

Amin=7.91cm2

5.08

Proponiendo un perfil de 2 1/2" x 2" (6.35cmx5.08 cm)

espesor = 4 mm.; tenemos que A = 8.824 cm2

I ext. = 6.35x5.08^12 =69.37 cm4

Iint. = 5.55x4.283-12 = 36.26 cm4

I total = 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(2x 10)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. = 1,704.48 kg/cm2

Per = fa x A

Per = Ib.ü4 ion.

Seminario de Titulación Instituto Tecnológico de la Construcción

i^strMecoras

16. Diseñar una zapata corrida de mampostería y en lindero para los siguientes datos:

Carga = 30 Toneladas m

Capacidad de carga del suelo = 15 ton/m2, Factor de

seguridad = 2

a = P-̂ -A; A = P^-a, "0-5-15 = 2

A = 2 m2xFS, A = -2x2 = 4 m2 para la base

B = Wu + CT = 10 ton^l5 ton/m = 0.66 m

V = 0.66 -0.30 = 0.36 m

H = 0.54 m

17. Determine la separación de varilla más adecuado para una losa maciza perimetralmente apoyada, colada

monolíticamente, detallando el esfuerzo correspondiente

H=15cm

F'c = 200 kg/cm2

Fy = 4,200 kg/cm2

Tablero con un borde discontinuo

Referencia a la Tabla de coeficientes de momentos

Caso I

m = 400/700; |m = 0.57 s 0.601

7.00

¿00

Según las tablas de las N.T.C.

Si dVs = 3/8";as = 0.71 cm2

Si h = 15 cm y r = 3 cm; d = 12 cm

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 de 45 cm. En ambos lados: seg

Reglamento de Construcciones del D F . 'a c . p . - >

máxima debe ser de 30 cm.

Seminario de Titulación In s t i t u to Tecnológico de ia Construcción (cmic

Tabla 4 .1. Coeficientes de momentos para tableros rectangulares, franjas centrales

Para las franjas multipliqúense los coeficientes por 0.60

Tablero

Interior

todos tos

bordes

cont inuos

De borde

Un lado

corto dis­

cont inuo

De borde

U n lado '

largo dis-.

continuos

De esqui­

na. Dos la­

dos adya­

centes dis­

continuos

Aislado

cuatro

lados dis­

cont inuos

Momento

Neg. en bordes

interiores

positivo

Neg. en bordes

interiores

Neg. en bordes

dis.

positivo

Neg. en bordes

interiores

Neg. en bordes

dis.

positivo

Neg. en bordes

interiores

Neg. en boceles

discontinuos

positivo

Neg. en bordes

discontinuos

positivo

Claro

corto

largo

corto

largo

corto

largo

largo

corto

largo

corto

largo

corto

corto

largo

toítb»

<™g? corto

largo

corto

largo

corto

largo

cono

largo

Relación de lados corto a largo, m - ai/a2 0

i

998

516

630

175

998

516

326

630

179

1060

587

651

751

185

1060

600

651

326

751

191

570

330

1100

200

II

1018

544

663

181

1018

544

0

668

187

1143

687

0

912

200

1143

713

0

0

912

212

0

0

1670

250

0.5

1

533

409

312

139

568

409

258

329

142

563

465

362

334

147

598

475

362

258

358

152

550

330

830

500

II

565

431

322

144

594

431

0

356

149

624

545

0

365

158

653

564

0

0

416

168

0

0

1380

830

0.6

I

489

391

268

134

506

391

248

292

137

514

442

321

285

142

530

455

321

248

306

146

530

330

800

500

II

498

412

276

139

533

412

0

306

143

548

513

0

312

153

582

541

0

0

354

163

0

0

1190

830

0.7

1

432

371

228

130

478

372

236

240

133

453

411

283

241

138

471

429

277

236

259

142

470

330

720

500

II

438

388

236

135

478

392

0

261

140

481

470

0

263

149

520

506

0

0

298

158

0

0

1190

830

0.8

1

381

347

192

128

403

350

222

202

131

397

379

250

202

135

419

394

250

222

216

140

430

330

640

500

II

387

361

199

133

431

369

0

219

137

420

426

0

218

146

464

457

0

0

247

156

0

0

1070

830

0.9

1

333

320

158

127

357

326

206

167

129

346

347

219

164

134

371

360

219

206

176

138

380

330

570

500

II

338

330

1.0

t

288

283

« 292 | 2?-5

164 * T -

131

388

341

0

126

315

297

190

130

345

311

G

1B1 13- '

1 J O

364

384

0

175

145

412

410

0

0

199

154

0

0

950

830

297

315

311

346

190 ! C

129 j n -

324^

324 '

364

364

190 0

190

137/

137/

330

330

500

500

0

153 !

143

0

0

830

331,

Caso I. losa colada monolíticamente con sus apoyos. Caso //. Losa no colada monolíticamente con sus apoyos. Los coeficientes multiplicados por 1 0 4 wa2 i dan momentos por unidad de ancho. Para el caso I, ai y a2 pueden tomarse como los claros libres entre paños de vigas; para el caso I' se tomarán como los claros entre ejes, pero sin exceder del claro libre más dos veces el espeso de la losa.

Seminario de Titulación Inst i tu to Tecnológico de ¡a Construcción

Estructura:»

CLARO LARGO

CLARO CORTO

FAJA CENTRAL

FAJAS EXTREMAS

CLARO CORTO

M

321

285

514

192.6

190

308.4

S

79.63

89.68

49.73

132.71

134.71

82.88

FAJA

CENTRAL

FAJAS

EXTREMAS

CLARO LARUO |

M

442

142

442

294.67

94.67

294.67

57.83

57.83

86.74

26.99

86.74

400 crn

18. Revisar por cortante el tablero de losa maciza perimetralmente apoyada por los lados siguientes:

D = 8.0 cm

F*c = 200x0.8 = 160 kg/cm2

F"c = 160x0.85 = 136 kg/cm2

Esfuerzo Normal que resiste el concreto a cortante

Ve = (FR)(0.5)Vf c, Ve = 0.8x0.5xVl60 = 5.05 kg/cm2

VCR = Ve bd

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 = 35 kg/cm2; L = 100 cm

Vv = 35 kg/cm x 100 cm

Vm = 3,500 kg W = 3.50 Ton/m2 5

F'c = 200 kg/cm2

Fy = 4,200 kg/cm2

Ver < Vu /. Sí cumple

Estructuras

19.- Defina diagrama de interacción de miembros sujetos a flexocompresión y describa su diagrama correspondiente.

El punto Poc corresponde a una 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 una 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 una recta desde el origen, con una 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 una historia de carga cualquiera

Seminario de Titulación Inst i tuto 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.

Seminario de Titulación Instituto Tecnológico de ¡a Con&trucción cmic

Control de Calidad en la Construcción

Ing. Héctor S. Sandoval Valle

Cont ro l tie Ca lhdad

1. Defina el concepto de control de calidad en la Construcción.

• El control de calidad es la actividad técnica y administrativa mediante

la cual se miden las características de un producto, se comparan cor.

especificaciones o requisitos y se toman acciones correctivas apropiadas

cuando existe una 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 es ta 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 to 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 en el nivel de calidad.

Responsable

Planificación

Proyecto

Acción

Define

Establece

Construcción Asegurar

Supervisión Verificar

Control de Calidad Certifica

Cualidad Principal

Criterios básicos del Ingeniero

Normas, reglamentos, especificaciune^

manuales } ¡ Personal, maquinaria y equipo.

i Personal, equipo

Pruebas en Laboratorio y en campo

5. Enuncie las e tapas del control de calidad y descríbalas brevemente.

a) Previsión. Tener los conocimientos técnicos necesarios, de ic

mater ia 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 Inst i tu to Tecnológico de la Construcción

Con t ro l de Cai l idad 3

Tabla 1 Etapas de control de calidad.

Etapas del control de cal idad.

ETAPA

Previsión

Acción

Concepto

Construcción

Antes

Durante

Historia 1 Después

¡ i i i

Ingredientes

Separados (Dosificaciones básicas).

Mezclados

Transformados (nuevo material).

Actividad

Control y acep­tación (Selección y equipo e insta­laciones). Ajuste. ejecu­ción, control y aceptación.

Informe y análisis estadístico.

Materiales o caracte­rística Grava, arena, agua, cemento y adffiv-r

t

Suelo a compactar con o sin adicionantes (agua o cemento), mezclas de concedo Compacidad •> re­tenido de tiqueo (agua o asfalto) de las capas, resistentes o rigideces del concreto.

6. Mencione las calidades de los materiales que e s tán dentro de la

construcción de una c imentación.

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 una mejor una

buena adherencia con el cemento y una mejor resistencia.

Dureza. Se requiere de materiales duros e inalterados.

Porosidad. Es importante que tengan una 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 una mee1 -

indirecta de ductibilidad y un Índice de su trabajabilidad.

El límite de fluencia debe ser el adecuado.

Seminario de Titulación I n s t i t u to Tecnológico • J j P P ^ *

Control de Caliídad

7. Mencione las t écnicas de muest reo exis tentes 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 sa decide cuándo y dónde se debe

tomar una 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^

una secuencia e tipo, área, etc. A intervalos uniformes.

d) Estratificado. Comprende la división de una cantidad dada de

material en partes independientes a cada uno de los cuales se !e-

toman muestras por separado. Cuarteo.

e) Aleatorio. Involucra la selección de una 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 un 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

un 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

Control de Calí Mad 5

9. Describa brevemente 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 una revisión rutinaria y de

carácter informativo.

10. Durante la construcción de la e s t ructura en un pavimento flexible

mencione la finalidad de é s te , así cómo el control de calidad de

és ta obra; describiendo los conceptos crí t icos, impor tantes , p ee .

impor tantes y de cont ra to involucrados en t ésa obra.

Finalidad: proporcionar una superfiecie de rodamiento que acepte

deformaciones.

Punto crít ico: 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 dc

seguridad y comodidad.

Puntos impor tantes : las diferentes capas que constituyen el terraplén

deben tener un 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 un pavimento, es un 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 :

Seminario de Titulación 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 ó su«=

similares ASTM : D-2726 ó D-l 188 según el caso y el que fuera ap l l c^

Para el control de contenido de asfalto : Los ensayos AASHTO : T-164 ó su

similar ASTM D-2172.

11. Enuncie los componentes del círculo de la calidad en ,

construcción.

Especr."eaciones iniciales para el diseño

Entrega definitiva a cliente

PuKifre^aSpW^onal

Redacción del proyecto

Replanteo de obra

Plan de obra Aprovisionamiento

Revisión del Proyecto

Ejecución de Obra Inspección y ensayo

12. Describa los requisitos de un buen 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.

Seminario de Titulación Instituto Tecnológico de la Construcción

Control de t a ludad

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 un

enfoque científico es de vital importancia.

13. Mencione las cualidades de los ensayes 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 una car ta de control .

Una gráfica de control consiste en una línea central, un par de límites -t

control, uno de ellos consiste en una 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 una 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 un proceso mantiene un

nivel aceptable de calidad viendo las desviaciones o variaciones y asi poder

corregir.

15. Mencione los t ipos de gráficas de control .

seminario de Titulación Instituto Tecnológico de m Corssti u *

Control de CallMad 8

a) Mediciones o por variables

b) Datos o atributos

Tabla 1 lista de fórmulas para finaos de control.

Tipo de gráfica decontrol

Límite superior de control (LCs;. Línea central (LC),

Límite inferior de control (LCD Valor continuo - promedio

x

Valor continuo - rango R

Valor continuo - valor medido x

Valor discreto - fracción de unidades defectuosas

pn

Valor discreto - fracción de unidades defectuosas

P

Valor discreto - número de defectos c

Valor discreto - número de defectos por unidad

u

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

LCs= pn T 3<jpn( I - p) LC= p LCi= pn-3y¡pn(]-p)

LCs= pn -r 3VT?( \-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 tapas 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 una 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 resentan las diferen*?

gráficas de control .

1) Establecer o cambiar especificaciones o bien determinar si un

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 brevemente la importancia de laboratorio era *

Construcción.

Previo al inicio de una 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 (Na y 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

Costos y Control de Obra

Ing. Mario J. Valdés Castillo

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

-\

>• Costo directo (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 = % (C. D. + C. I.) = $ C. F. / ($ C. D. + $ C. I.)

En el Sector Privado = % (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 = % (C. D. + C. I. + C. F.)

En el Sector Privado = % (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 del trabajo (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 Prestaciones Federales, sobre el salario base de cotización (S. B. C

Infonavit. 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

Federal

Para obra Privada

para el Distrito

Federal

Salario Nominal

Aguinaldo

Prima Vacacional

Seguro Social, incluye

S.A.R e Infonavit

Anual o por el tiempo

de ejecución de los

trabajos

Días Calendario

Séptimo día

Vacaciones

Enfermedad

Mal tiempo

Reglamento de obra

pública Federal

Salario Nominal

Aguinaldo

Prima Vacacional

Seguro Social no

incluye S.A.R.

Nomina

Anual

Días Calendario

Séptimo día

Vacaciones

Enfermedad

Mal tiempo

Salario Nominal

Aguinaldo

Prima Vacacional

Salario Nominal

Aguinaldo

Prima Vacacional

Seguro Social, incluye Seguro Social, ir

S.A.R e Infonavit

Nomina

Anual

Días Calendario

Séptimo día

Vacaciones

Enfermedad

Mal tiempo

S.A.R e Infonavit

Por el tiempo de

ejecución de los

trabajos

Días Calendario

Séptimo día

Vacaciones que no

las toman. Page

proporcional

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

Costos y c o n t r o l de Obra

A N U A L D ías t r a b a j a d o s :

D ías c a l e n d a r i o

D í a s n o t r a b a j a d o s D e s c a n s o s e m a n a l Ley V a c a c i o n e s M a l t i e m p o E n ferm e d a d

T o t a l

3 6 5 . 0 0

5 2 . 0 0 7 .00 6 .00 4 .00 3 .00

fíM

f

~<

k_

1-Ene 5 - F e b 2 1 - M a r 1 -May 1 6 - S e p 2 0 - N o v 2 5 - D i c

3 6 5 . 0 0 d ías / 2 9 3 . 0 0 d ias S o b r e c o s t o po r d ías no t r a b a j a d o s

D ías t r a b a j a d o s = D ías c a l e n d a r i o - D ías no t r a b a j a d o s D ías t r a b a j a d o s = 2 9 3 . 0 0

D í a s p a g a d o s s n e l a ñ o D ias c a l e n d a r i o Ag u i na ldo P rim a V a c a c i o n a l (2 5 % po r d ias de v a c a c i o n e s ) T o t a l

365 15

1 .5

381 .50 d í as / 2 9 3 . 0 0 d i as = 1 .3020 N o s c u e s t a e l 30 % de s o b r e c o s t o m ín im o

P O R T I E M PO P e r i o d o 10 E n e r o a l 14 de O c t u b r e

D ías c a l e n d a r i o

D ías n o t r a b a j a d o s D e s c a n s o s e m a n a l Ley V a c a c i o n e s M a l t iem po E n ferm e d a d

T o t a l

2 7 6 . 0 0

39 .00 4 .00 0 .00 4 .00 2 .27

<

M E S D Í A S / - E n e r o 2 2

F e b r e r o 2 8 M a rzo 31 A b r i l 30 M ayo 31 J u nio 30 Ju l io 31 A g o s t o 31 S ep t i em bre 30 O c t u b r e 12

V̂ T O T A L 276

3 6 5 . 0 0 d ías / 2 9 3 . 0 0 d ias = 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 ías t r a b a j a d o s = D ías c a l e n d a r i o - D ías no t r a b a j a d o s D ías t r a b a j a d o s = 2 2 6 . 7 3 D ías de p r o d u c c i ó n

D í a s p a g a d o s en e l a ñ o D ias c a l e n d a r i o Ag u i na ldo V a c a c i o n e s Sep t im o d ía P rim a V a c a c i o n a l (25 % po r d ias de v a c a c i o n e s ) T o t a l

2 9 3 . 5 2 d ías / 2 2 6 . 7 3 d ias = 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

2 7 6 . 0 0 1 1 .34

4 .54 0 .50

1 .14

'AQÜ.b'A

1 . 2946

= =

=

( 2 7 6 X 1 5 ) / 3 6 5 ( 2 7 6 X 6 ) / 3 6 5 1ra s e m a n a 4 / 6 , 2da s e m a n a 5 t o ta l 9/6 = 1.5 ( 4 . 5 4 X 0 . 2 5 )

Seminario de Titulación Inst i tuto 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) No incluye prestaciones y obligaciones

La empresa da de alta a los trabajadores para evitar riesgos

Lo que estoy cobrando viene en la mano de obra del precio unitario.

El destajo incluye el séptimo día.

ANUAL Días pagados

Calendario 365.00 Aguinaldo 6.00 Prima vacacional 1.50 Vacaciones 6.00

Total 378.50

Días no

Ley Enfermedad Mal tiempo

Total

trabajados

7.00 3.00 4.00

14.00

Días trabajados

365-14= 351.00

Factor = 387.50 / 351.00 = 1.1039

Obligaciones.

Suponiendo que:

Seguro social = 23%

Infonavit = 5 %

2 8 %

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 un 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.

Al inicio 0.60

A la mitad 0.65

Al termino 0.70

mano de obra $ 20.00/m2

8 0 % pago en base al volumen $ 11.00 $ 8.80

Seminario de Titulación Instituto Tecnológica ^^PíP^t • de ¡a Construcciór» VSfclM»' *•

Coseos v cont ro l de Obta

10% pago de detalles $14.00 $ 1.40

1 0% pago de superdetalles $20 .00 $ 2.00

$12.20/m2

Si un 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 un 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. 100.00% C I . 10.00%

110.00% CF. 1.00% r D.F. = 3.5% del P.U

111.00% Cargos Adicionales J Fed.= 0.50% del P.U Utilidad (12.72%+ 0.40%) 13.12% 1 Priv. 0.00 %

124.12% CA. (3.62%) 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 cont ro 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 FEDERAL CD. 100.00% 100.00% C.I. 12.00% 12.00%

112.00% 112.00% C.F. 1.12% 1.12% D.F. es 1.12%C.D. FED. es 1%(C.D.+C.I.)

En el estudio de financiamiento es la misma cantidad, la aplicación es diferente 113.12% 113.12%

Utilidad 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 una 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. ^

15 de Abril inicio

1 de Mayo (3 %)

1 de Junio (5 %)

El primer ajuste supongamos que es del 2%

1%

2 %

1 %

1 de Julio (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%x0 .80 =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 (lo que se pase nos cuesta a nosotros)

Seminario de Titulación Instituto Tecnológico de la Construcción

t

Bibliografía

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Seminario de Titulación InsOTu^ Tet -ioSogtco do i i i.onstryccsor.