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(cmic INSTITUTO TECNOLÓGICO DE LA CONSTRUCCIÓN

Titulación por Examen General de Conocimientos

Cuestionarios de Geología aplicada, Geotecnia, Mecánica de suelos, Estructuras, Control de Calidad,

Costos y Control de Obra

QUE PARA OBTENER EL TITULO DE:

licenciatura en Ingeniería de Construcción.

PRESENTA:

JOSÉ ARTURO MORALES VAZQUEZ

Con reconocimiento de validez oficial de estudios de la SEP

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

MEXICO D.F. 2002

A mis padres:

Por todo su amor y apoyo brindado. Ya que sin sus cuidados, orientación, enseñanzas y valores inculcados, no lo habría logrado.

A mi madre María;

Que fue, ha sido y será, el amor, apoyo y fortaleza invaluables de mi vida.

A mis hermanos Ma. Cristina y Octavio:

Por su apoyo y todos los momentos compartidos, con los cuales nunca me dejaron desistir y que demostró que nuestra gran fortaleza en nuestra amistad y cariño.

A mi tía Emma:

Por ser ejemplo importante, de lo que el esfuerzo y la perseverancia pueden conseguir. Además de todo el apoyo, cariño y respeto brindado.

A Angélica:

Por todo el cariño y comprensión demostrados día tras día durante todo este tiempo.

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A mis sobrinos, Estefanía, Daniel y Ana Karen:

Que desde su llegada han sido un gran impulso, para lograr mis metas e intentar ser una mejor persona.

A mis amigos y amigas:

Porque compartimos nuestros mas profundos sueños sin temor a ser criticados, lo que nos enseño a decir " Por que no? ". Y emprendimos juntos nuestros caminos para lograr esos sueños y algún día poder compartirlos como una realidad.

Y a todas las personas:

Que creyeron en mi y a las que dudaron, muchas gracias, por que fueron un gran impulso.

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INSTITUTO TECNOLÓGICO DE LA CONSTRUCCIÓN, A.C. CÁMARA MEXICANA DE LA INDUSTRIA DE LA CONSTRUCCIÓN

SEMINARIO DE TITULACIÓN

MODULO DE GEOLOGÍA

PROFESOR: ING. LUIS ARTURO TAPIA CRESPO ALUMNO: JOSÉ ARTURO MORALES VAZQUEZ

MARZO DE 2001

MODULO DE GEOLOGÍA

1. Define los siguientes conceptos:

a) Geología: es la ciencia que estudia a la t ierra, en general la composición y la estructura de la corteza terrestre, su origen, los medios por los cuales se modifican las rocas, por lo tanto la geología se relaciona con el estudio de la atmósfera, litosfera, hidrosfera, etc. 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 seres vivos.

b) 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 estudio de arranque para iniciar cualquier investigación o exploración geotécnica, siendo primordial para la ubicación del sitio donde ha de construirse una obra civil

c) Seotecnia: es el estudio del comportamiento recíproco del terreno y de las estructuras establecidas en él, que emplea un conjunto de disciplinas cuya finalidad es la construcción de una obra de ingeniería civil: • Mecánica de rocas • Mecánica de suelos • Geología aplicada a la ingeniería

d) Mecánica de suelos: es la aplicación de las leyes de la mecánica y la hidráulica a los problemas de ingeniería que tratan con los sedimentos y otras acumulaciones no consolidadas de partículas sólidas, producidas por la desintegración mecánica o descomposición química de las rocas independientemente de que tengan o no contenido de materia orgánica.

e) Mecánica de rocas: es la ciencia que estudia el comportamiento mecánico de las masas rocosas que se encuentran bajo la acción de fuerzas producidas por fenómenos naturales ( vulcanismo, tectonismo, aguas subterráneas ), o artificiales impuestas por el hombre ( cimentaciones, excavaciones, voladuras). 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 fuerzas de su entorno físico.

2.¿ Cuál es la causa de sismos en el mundo?

• De origen tectónico: provocados por el movimiento de placas tectónicas, que al chocar entre si, liberan energía en forma de ondas sísmicas, estos movimientos pueden ser:

a) Por subducción b) Por transformación c) Por divergencia

• De origen volcánico: provocado por erupciones volcánicas, es decir, por las explosiones y fracturas que se generan en el interior de la estructura del volcán.

• Por movimiento de masas: sismos de baja intensidad, provocados por caídos de rocas, o de cualquier cuerpo natural.

• Causas artificiales: es cuando los terremotos de baja intensidad son provocados por la excavación de un pozo, cuando se inyectan fluidos en campos petrolíferos o cuando se realizan ensayes nucleares subterráneos.

SEMINARIO DE TITULACIÓN 1 JOSÉ ARTURO MORALES VAZQUEZ

MÓDULO DE GEOLOGÍA

3. En México, ¿Dónde y cual es la causa principal de los sismos de mayor intensidad?

Se producen principalmente frente a las costas de los estados de Jalisco, Colima, Michoacdn Guerrero y Oaxaca, son provocados por el movimiento de la placa Norteamericana, la placa de Cocos' la placa del Caribe y la placa del Pacífico, las cuales al colisionar entre sí, liberan gran cantidad de energía en forma de ondas sísmicas, estos movimientos han creado también grandes cordilleras volcánicas.

4.¿ Cuáles son los minerales más importantes para la construcción?

a) Minerales importantes por ser formadores de rocas Carbonatos: calcita (CaC03), dolomita (Ca^g(C03)).

Silicatos: cuarzo, feldespatos ( ortoclasa y plagioclasa), micas ( biotita y moscovita ), corita anf ¡bol, piroxeno y olivine Otros: yeso, anhidrita, balita, pirita y l irafito.

b) Minerales importantes por ser potena'almente problemáticos. Minerales Solubles: calcita (CaC03), dolomita (CahAg(C03)), yeso, anhidrita, sal (halita) y zeolita. Minerales inestables: marcasita y pirrotita (minerales que contienen f ierro Fe). Minerales potencialmente inestables: nontronita (montmorrillonita), nefelina, lencita, leucita, micas (Fe).

Minerales cuyo ¡ntemperismo libera H2S04: pirita, pirrotita y otros sulfuros.

Minerales con bajos coeficientes de fricción: arcillas (montmorrillonita), molibdenita, talco, clorita, micas y grafito.

Minerales potencialmente expansivos: montmorrillonita, anhidrita y vermiculita. Minerales que reaccionan con el cemento portland: ópalo (sílice-piedra preciosa), vidrio volcánico (pomex, obsidiana), pedernales, yeso, zeolita, micas y en general todo lo que tiene sílice.


MODULO DE GEOLOGÍA

5.¿ Cuál es el ciclo de las rocas?

J' <-!/

< * °^ %

ROCAS METAMOKFICAÍ

V %

<s. w^>,

INTEAAPERISAAO Y EROSION

SUELOS

c LITIFICACION

6. ¿Cómo se forman las rocas ígneas extrusivas e intrusivas?

El magma al enfriarse, se convierte en rocas ígneas. La roca ígnea intrusiva, se crea cuando el magma se introduce dentro de otras rocas y su proceso de enfriamiento es tan lento, que se forman cristales grandes; esta roca no sale a la superficie, normalmente las rocas ígneas intrusivas que se encuentran en la superficie, como el granito, son rocas alteradas y fracturadas porque las placas tectónicas las empujaron hasta la superficie.

Cuando el magma sale del volcán o de una fisura se convierte en lava, la cual al enfriarse sobre la superficie se convierte en una roca ígnea extrusiva; el proceso de enfriamiento de la lava es mas rápido que el del magma y por lo tanto no se forman cristales grandes sino cristales pequeños, estas rocas se forman por derrames de lavas y por materiales piroclásticos.


1 MA6MA:

!

INTRUSIVAS Ó .PLÜTÍÓÑECAS -.

LAVA

EXTRUSIVAS Ó VOLCÁNICAS

VOLCANES FISURAS

JOSÉ ARTURO MORALES VAZQUEZ


7. ¿Cuáles son las rocas Piroclásticas?

El material piroclástico ( Piros = fuego, Klastos = fragmento ), son aquellos fragmentos que son expulsados por los volcanes durante las erupciones en fragmentos de diferentes composiciones, forma y tamaños, tales como ceniza, polvo, lapilh, bombas y bloques, abarcando tamaños desde vanos metros hasta diámetros de 4 mm.

8. Menciona algunas rocas ígneas importantes en la construcción:

Rocas volcánicas o extrusivas ( lava ). escoria ( tezontle ), basalto, riolita, toba ( tepetate ), pumicita o pómez, brecha.

Rocas plutónicas o intrusivas ( magma ): granito, dionta, gabro.

9. ¿ Que es el intemperismo y cuantas clases de este proceso existen?

Es la alteración de los materiales rocosos expuestos a la acción de los elementos: aire, humedad, calor y \os efectos de la materia orgánica; existen dos tipos de intemperismo. el físico o mecánico y el químico, y son la principal causa de la formación de los suelos.

Intemperismo mecánico ( desintegración ); procesos principales:

• Crecimiento cristalino o Conglomerados o Congelamiento o Precipitación o Recnstahzación ( hidratación ) o Hinchamiento

• Liberación de esfuerzos residuales: o Exfoliación

• Expansión térmica diferencial: o Coeficiente de expansión térmica

• Colapso de masas inestables: o Dimensiones, resistencia a la tensión ( R t ) y grado de debilitamiento por

discontinuidades • Procesos menores:

o Crecimiento de raíces de plantas o Efectos del fuego

Intemperismo químico (descomposición ); procesos principales:

• Hidrólisis: o Generaaón de Arcillas

• Htdratación: o Anhidrita + agua = yeso o Montmonllonita = expansión


MÓDULO DE GEOLOGÍA o Caolinita - bauxita ( suelo rico en aluminio )

• Carbonatación: o Caliza

• Oxidación y reducción: o Latería ( suelo rico en hierro )

10. ¿Porqué es importante el intemperismo en la ingeniería de la construcción?

Es importante por que podemos evaluar las condiciones a que serán sometidos los materiales y con esto agruparlos, clasificarlos y seleccionarlos para ser utilizados en las actividades de construcción. Porque el intemperismo provoca daños en nuestros materiales que hacen que pierdan sus propiedades ingeníenles, tales como el ataque de la corrosión a las varillas de acero, etc.

11. ¿Qué es la erosión?

Es el desgaste o disgregación de la roca producida en la superficie de la corteza terrestre debido al intemperismo.

12. ¿Porqué es importante la erosión en la ingeniería de la construcción?

Por que nos permite comprender las diferentes formaciones que producen los agentes de erosión.

Ríos: depósitos de aluvión, profundización de valles Mar: bancos de arena, depósitos marinos Viento: colinas de arena ( dunas ) Hielo: depósitos glaciáncos ( t i l l i tas ) Y as\ poder prever los problemas relacionados con dichas formaciones, explotar los depósitos

formados, determinar criterios de construcción, etc. También se pueden prevenir los cambios que puedan ocurrir en los materiales de construcción o que nuestras construcciones se dañen o no cumplan con su finalidad, por ejemplo; en los puertos, el arrastre de azolve provoca que se formen barras y se tapen los canales de navegación.

13. Conceptos:

a) Suelo: Son rocas preexistentes que han sido intempenzadas y erosionadas. Es todo material "terroso", que abarca desde relleno hasta roca suave o poco cementada, siendo un conjunto con organización definida y propiedades que siguen leyes f i jas y según la acción de fuerzas naturales.

b) Suelo residual: Son producto de la descomposición de las rocas que están aún en el mismo sitio de origen. Ejemplos: caliche, laterita, bauxita, adobe ( barro ).

c) Suelo transportado: Son suelos que han sido arrastrados mas o menos lejos del lugar original de la roca de que proceden, para volver a ser depositados en otra localidad por un agente de transporte. Dentro de estos tenemos: suelo fluvial, suelo aluvial, suelo eólico, suelo lacustre, suelo palustre, suelo litoral o marino, suelo coluvial o eluvial, suelo glaciar.



d) Suelos gruesos: Constituido por areanas y gravas, en los que su granulometría se encuentra entre 3" (76 2 mm) y la malla 200 (0.074 mm), su comportamiento mecánico e hidráulico esta dado por la compacidad y la orientación de sus partículas.

e) Suelos finos. Constituidos por limos y arcillas, por lo tanto su granulometría es menor a la malla 200 (0.074 mm), su comportamiento mecánico e hidráulico depende de la plasticidad o sea de su contenido de agua.

14. ¿Cómo se forman las rocas sedimentarias?

Se forman por medio de un proceso de acumulación y endurecimiento de sedimentos llamado LL l iF ICACIÓN, las rocas preexistentes son intempenzadas y erosionadas por procesos naturales, formando partículas de suelo que son transportadas por viento, gravedad y agua, para luego ser depositadas en otros lugares, permaneciendo ahí como suelos en forma de estratos o capas (le suceden fenómenos tales como: una recnstalización, compactación, cementación y una deshidratación), 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, tienen una textura clástica suave, como la arenisca, el conglomerado, etc.

16. ¿Cuáles son las rocas sedimentarias químicas y bioquímicas?

Las rocas sedimentarias químicas, son aquellas que se formaron por la precipitación de minerales, por ejemplo: caliza, evapontas (yeso, anhidritas, sal gema), pedernal, dolomita, ópalo.

Las rocas sedimentarias bioquímicas, son aquellas que se formaron por precipitación y materia orgánica, tales como el carbón, calizas fosilíferas y las coquinas.

17. ¿Menciona algunas rocas sedimentarias importantes en la construcción?

La caliza (fabricación del cemento), dolomita, hmolita, hematita, siderita, anhidrita, halita, yeso, las caUzas fosilíferas (para acabados); conglomerados, brecha sedimentaria; aremscas como: grauvaca, arcosa, lutita.

18.¿ Cómo se forman las rocas metamórficas?

Son rocas que han cambiado de otras rocas, producto de un proceso llamado METAMORFISMO, el cual consiste en que a una roca ígnea, sedimentaria e inclusive metamórf ica ya existente, le son aplicadas elevadas temperaturas, elevadas presiones y fluidos químicamente activos.

Como consecuencia de estas condiciones, cambia su estructura, su composición química o ambas simultáneamente; se lleva a cabo debajo de la superficie terrestre y a grandes profundidades; hay t res tipos de metamorfismo: regional, de contacto y cataclástico o dinámico.


MÓDULO DE GEOLOGÍA La principal característica de las rocas metamórficas es que son foliadas aunque pueden

existir otras no 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 alta presión litostática y alta temperatura; algunas de estas rocas son en orden ascendente de metamorfismo, pizarra, f i l i ta, esquisto y gneiss.

20. ¿Cuáles son las rocas metamórficas de contacto?

Son aquellas que se forman cuando una roca preexistente es intrusionada por una roca ígnea, que se forman por la inyección de fluidos en la roca, provocando altas temperaturas y presiones muy elevadas en el área de contacto; por lo general se da en donde se encuentran domos; como ejemplo de estas rocas tenemos al mármol, la cuarcita, hornfels y skarn. Este metamorfismo desarrolla zonas o halos con diferentes grados de metamorfismo en función de la cercanía o lejanía del manto magmático.

21.¿ Cuáles son las rocas metamórficas cataclásticas?

Son las rocas que se generan en las zonas de fallas, también se les conoce como dinámicas y se ref iere a rocas locales relacionadas con desplazamientos de la corteza terrestre, denominados fallas geológicas, el movimiento produce fricción y por consecuencia altas temperaturas y presiones; como ejemplos podemos mencionar a las milonitas, migmatitas y la sal banda.

22. Menciona algunas rocas metamórficas en la construcción:

Regional: f i l i tas, pizarras, esquistos, gneiss (como cimentaciones) De contacto: mármol, cuarcita, hornfels, corneana, skarn (como acabados)

23. Describe el ciclo hidrológico:

CONDENSACIÓN

EVAPORACIÓN

I LLUVIA PREaraTACION ! 6RANIZO

1 NIEVE

INFILTRACIÓN EVAP0TRAN5PIRACI0N


MÓDULO DE GEOLOGÍA El agua de los océanos se evapora por efecto del sol; este vapor forma nubes, las cuales son

arrastradas hacia los continentes precipitándose así en forma de lluvia o nieve. <5ran 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 llega nuevamente al mar o es evaporada a-través de la transpiración de los tejidos de la plantas.

24. Conceptos:

a) Porosidad: es la relación directa entre el volumen de oquedades o vacíos de un material entre su volumen total.

b) Capilar idad: es la propiedad de los líquidos de ascender a la superficie entre los vacíos de un material.

c) Permeabilidad: es la capacidad de un geomaterial de dejar pasar un fluido através de él, sin alterar su estructura y bajo un gradiente hidráulico unitario.

25. Dibuja redes de escurrimiento superficial:

a) Dendrítico: en forma de ramas de árbol; en rocas sedimentarias de capas homogéneas.

Zfr b) Enrejado: se desarrolla en rocas sedimentarias plegadas, a lo largo del rumbo y el echado.


MÓDULO DE GEOLOGÍA c) Circular: en puntos elevados, el escurrimiento va de adentro hacia fuera.

d) Anular'- en rocas ígneas intrusivas o domos salinos; los cauces se encuentran en forma de arcos de círculo.

til e) Paralelo: en rocas homogéneas y fácilmente erosionables.

f ) Rectangular: cauces en dos direcciones, casi normales entre sí; en rocas ígneas o metamórficas.


26. Conceptos: MÓDULO DE GEOLOGÍA

o) Roca según Terzaqhi: 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.

b) Roca según la geología: Estrictamente cualquier agregado o masa de material mineral formado naturalmente, sea o no coherente, constituyendo una esencial y apreciable parte de la corteza terrestre.

c) Macizo rocoso: Esta formado por rocas de distinto origen geológico, con diferentes condiciones de fracturamiento, grado de alteración variable y discontinuado por fallas tectónicas o cavernas, además los movimientos de la corteza terrestre introducen esfuerzos naturales variables en magnitud, dirección y sentido, que influyen considerablemente en las propiedades mecánicas de las rocas.

d) Mecánica de rocas. Es la ciencia teórica y aplicada que estudia el comportamiento mecánico de las rocas que se encuentran bajo la acetan de fuerzas producidas por fenómenos naturales (tectonismo, vulcanismo, agua subterránea), o artificiales impuestos por el hombre (cimentaciones, excavaciones, voladuras).

27. Cuáles son las principales discontinuidades que existen en un macizo rocoso

Pliegues, fracturas, fallas, fisuras, diaclasas, juntas, cavernas, foliación, estratificación, exfoliación, oquedades, etc.

28. Dibuja una falla normal y una falla inversa:

a

b

/ ' 7

Falla normal

z <=•

7-t Falta irwreisa o cabalgada.


MODULO DE GEOLOGÍA

29. Dibuja un pliegue sinclinai y uno anticlinal:

Calizas Anticlinal

Sinclinai

//\\\w//

30. ¿Cuál es una clasificación geotécnica de las rocas en la ingeniería de la construcción?

Con el propósito de unificar los diferentes criterios de clasificación actualmente utilizados, a continuación se muestra un sistema basado en la descripción de la roca, que toma en cuenta determinadas propiedades mecánicas, a f in de que la clasificación que de ella resulte sea mas significativa para propósitos de ingeniería que aquella basada en la mineralogía y textura de los materiales. Para ello, se propone la siguiente secuencia:

a) b) c) d)

e)

f)

estado de ¡ntemperismo estructura color tamaño de granos (tamaño de partículas predominantes )

a. textura b. estado de alteración c. estado de cementación

resistencia del material a. minerales predominantes

nombre de la roca



A continuación se presentan tres tipos de ejemplos de aplicación de la secuencia anterior:

Paso a

b

c

d di d2 d3 e el f

Ejemplo 1 fresca

foliada

gris oscura grueso porfintica

muy resistente hornblenda gneiss

Ejemplo 2 moderadamente intempenzada estratificación gruesa

color crema grano medio

resistente dolomita caliza

Ejemplo 3 completamente intempenzada bandeada muy finamente grisáceo muy grueso

caohnitizada

débil turmalina granito

Se propone el siguiente criterio para la clasificación del intempensmo: -Fresco: ausencia visible de intempeismo. -Tenuemente intempenzado: intempensmo limitado a la superficie de discontinuidades importantes. - Débilmente intempenzado: desarrollado sobre las superficies de discontinuidad abierta y débil en la roca. - Moderadamente intempenzado: extendido a lo largo de todo el macizo rocoso pero sin que la roca sea quebradiza. - Altamente intempenzado: extendido en todo el macizo rocoso y la roca parcialmente quebradiza. - Completamente intempenzado: roca totalmente descompuesta y quebradiza pero conservando la textura y estructura originales. - Suelos residuales: suelos que conserva la textura original pero se ha alterado totalmente la estructura y mineralogía.

Este esquema se ha adaptado, ya que originalmente se pensó para granitos. En rocas con alto contenido de arcillas, los materiales pueden presentar una característica de plasticidad antes que mostrarse quebradizos, por lo que habrá que ser cuidadosos en el caso de que existan tales materiales.


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INSTITUTO TECNOLÓGICO DE LA CONSTRUCCIÓN, A.C. CÁMARA MEXICANA DE LA INDUSTRIA DE LA CONSTRUCCIÓN


MODULO DE MECÁNICA DE SUELOS

PROFESOR: ING. CELSO BARRERA ALUMNO: JOSÉ ARTURO MORALES VAZQUEZ

MARZO DE 2001


1. ¿ Cuál es el concepto de cimiento?

Es el elemento estructural que tiene como función el trasmitir las cargas de la estructura a niveles de presión adecuados a la resistencia del suelo ( capacidad de carga ) y que no genere deformaciones mayores a las permisibles.

2. ¿Cuál es el concepto de cimentación?

Es el conjunto formado por el elemento estructural llamado cimiento y el suelo de apoyo de este, cuyo trabajo de conjunto debe ser adecuado para el buen comportamiento de la estructura.

3. ¿En que consiste el diseño de una cimentación?

Consiste en una serie de etapas que deben cumplirse para un buen diseño

• Información preliminar ( datos topográficos, hidrológicos, proyecto arquitectónico, geológicos, cuestiones legales, permisos, licencias, etc.). Exploración y muestreo, para el conocimiento de las propiedades físicas y mecánicas del suelo. Laboratorio.

Propuestas de cimentación. Dimensionamiento. Revisión de la capacidad de carga y la deformación, de ser necesario se replanteara la propuesta de cimentación o dimensionamiento, según sea el caso, hasta encontrar la solución optima.

4. ¿Qué es una cimentación superficial?

Son las cimentaciones que se ubican en los suelos superficiales que presentan características adecuadas de capacidad de carga y deformación para la estructura que se pretende construir.

Según Terzaghi, una cimentación superficial es aquella en que la relación:

D / B < = 1.0

D

nota: no siempre se cumple este criterio, por lo que es recomendable normar un criterio propio, en

función de la experiencia adquirida.

SEMINARIO DE TITULACIÓN JOSÉ ARTURO MORALES VAZQUEZ

MÓDULO DE MECÁNICA DE SUELOS

5. ¿ Que es una cimentación profunda?

Es aquella que se apoya en estratos más resistentes del suelo, que ofrezcan una capacidad de carga y deformaciones permisibles para la estructura que se pretende construir.

6. ¿Cuales son los elementos de cimentación que se usan en las cimentaciones superficiales?

• Zapata aislada. • Zapata corrida, en una y dos direcciones. • Losa de cimentación; se usa cuando el área de la cimentación es mayor al 50% del área por

cimentar, por que es el sistema más económico.

7. ¿Cuáles son los elementos de cimentación que se usan en las cimentaciones profundas?

• Pilote: Dimensiones: van de 0.15 a 0.60 m de sección. Materiales: concreto simple, concreto armado, madera, acero, mixtos. Sección geométrica: cuadrados, triangulares, circulares, rectangulares, H. Fabricación: I n situ, plantas industrializadas, plantas en obra.

• Pilas: Dimensiones: van de 0.60 a 2.00 m de sección. Materiales: concreto simple, concreto armado. Sección geométrica: circulares, cuadradas, rectangulares, oblongas. Fabricación: I n situ, estas deben ser monolíticas, sin desplazamiento.

• Cilindros: Dimensiones: van de 2.00 a 3.00 m de sección. Materiales: Elemento hueco fabricado con concreto armado. Sección geométrica: circulares. Fabricación: I n situ, sin desplazamiento; trabajo de punta.

• Cajones Profundos: Dimensiones: mayores a 3 m de sección. Materiales: Elemento hueco fabricado con concreto armado. Sección geométrica: circulares, cuadradas, rectangulares, hexagonales, secciones geométricas

diversas, etc. Fabricación: I n situ, sin desplazamiento; trabajo de punta.



8. ¿Qué actividades se llevan a cabo en la información preliminar para el estudio de una cimentación y cuáles son las fuentes de información?

Recopilación de Información:

• Información topográfica • Información geológica • Información hidrológica • Información climática • Información sismológica • Recopilación de información de estructuras existentes en la zona • De instalaciones • Limitaciones o requisitos para efectuar trabajos • Fluctuación de las mareas (en su caso) • Información de vías de comunicación • Corrientes marinas y subterráneas

Donde obtener la información:

• INESI • Insti tuto de Ingeniería • Sociedad Mexicana de Mecánica de Suelos • Secretarias de estado, relacionadas con la construcción

SEDEÑA • Paraestatales relacionada con la construcción como:

PEMEX

S.C.T. C.F.E. C.N.A., etc.

• Oficinas de obras públicas de los estados y municipios

Uso de Fotografías Aéreas:

• Comparar el estado actual de un sitio con estados anteriores. • Detectar posibles lugares con presencia de minas, cuevas, oquedades • Corroborar la topografía del lugar, presencia de causes de ríos, lagunas, ubicar colindancias,

etc.

Recorrido de Campo:

• Al realizar el recorrido del lugar se deberá observar los siguientes aspectos del lugar:

- Estado de las vías de acceso. - Comportamiento de las estructuras de la zona. - Estratigrafía en pozos existentes y en cortes. - Presencia o disponibilidad de agua.



- Información de capacidad de socavación del agua. - Color del suelo ( negro, café oscuro—> puede ser un CH ). - Características del suelo y la roca. - Topografía. - Recopilar información con los habitantes del lugar, acerca de los cambios naturales y artificiales que a sufrido el sitio a través del tiempo como la presencia de minas, oquedades, manantiales de agua subterránea, zonas de inundación, etc.

9. ¿Cuáles son los métodos geofísicos de exploración y que información nos proporcionan?

Existen cuatro métodos geofísicos de exploración, estos son:

o Sísmico o de refracción o Eléctrico o de resistividad o Gravimetría) o Magnético

En los trabajos de ingeniería de cimentaciones se emplean, el método sísmico o de refracción y el método eléctrico o de resistividad:

Método sísmico o de refracción:

Consiste en hacer pasar ondas de choque provocadas por golpes o explosivos a través del suelo y detectar a través de unos sensores llamados geófonos, la velocidad con la que atraviesan los materiales y por correlaciones, detectar que tipos de suelo, así como las fallas que se presentan en el terreno, en caso de existir estas; la información que nos da este método es la siguiente:

• Estratigrafía. • Tipo de suelo. • Presencia de oquedades, fallas y cavernas.

Método de resistividad eléctrica:

Es similar al sísmico, pero en este se emplean descargas eléctricas transmitidas a través de redes eléctricas, y se mide la resistencia del suelo al paso de corriente; la información que nos da este método es la siguiente:

• Estratigrafía. • Tipo de suelo. • Presencia de oquedades, fallas y cavernas. • Presencia y ubicación del Nivel de Aguas Freáticas (N.A.F.)



Métodos magnéticos y gravimétricos:

Estos métodos, son como radiografías del lugar, lo que nos permite elegir la cantidad de sondeos directos a realizar; nos dan solamente una referencia de las condiciones del lugar, porque no nos proporcionan datos precisos y tampoco permiten la obtención de muestras; son métodos muy caros, sobre todo el eléctrico, que se justifican cuando tenemos grandes áreas por explorar. Por lo general sólo se utilizan en la exploración de posibles pozos petroleros.

En general estos métodos se emplean para determinar cuantos sondeos directos se deben hacer en un terreno, cuando este es muy grande, una desventaja de estos métodos es que no son muy precisos y tampoco se pueden obtener muestras de suelo para poder ensayarlas en laboratorio.

10. ¿Cuáles son considerados métodos directos de exploración y que tipo de muestreo se obtiene?

Dependiendo del tipo de muestra que se desee obtener estos son:

Muestras alteradas

Pozo a cielo abierto Penetración estándar Posteadora Barreno helicoidal Lavabado

Muestras inalteradas - Pozo a cielo abierto

Tubos de pared delgada ( tubo shelby )

Las muestras inalteradas son aquellas en las que no se altera la estructura original del

material.

Las muestras alteradas son aquellas en las que se altera totalmente la estructura original del material.

Existen también los métodos rotatorios, que se emplean para la exploración en roca, para las rocas suaves se emplean brocas de acero con aleación. Para las rocas duras se emplean brocas con cabeza de diamante industrial.

El método consiste básicamente en aplicar presión sobre la broca, en la velocidad de rotación de la broca y en inyectar agua a presión. Con esta prueba se puede determinar el Índice de calidad de la roca ( R.Q.D.), aplicando la siguiente ecuación:



R.Q.D. ao - de los segmentos mayores a 10 cm

Longitud del sondeo

11. ¿En que consiste el método de exploración de penetración estándar y que información nos proporciona?

Es uno de los métodos más empleados en nuestro medio y consiste en hacer penetrar un tubo muestreador llamado penetrómetro, mediante golpes.

La determinación de la resistencia del suelo al ser penetrado, se efectúa contabilizando el número de golpes para penetrar 30 cms.

La Información que se obtiene es la siguiente:

Resistencia a la penetración del suelo. La estratigrafía del sitio. Tipo de suelo Posición del nivel de aguas freáticas N.A.F. Correlación confiable con el ángulo de fricción interna del suelo. Correlación aproximada con la resistencia al cortante del suelo. Obtención de muestras alteradas, por ser un método dinámico Se obtiene un registro gráfico que muestra la profundidad y el numero de golpes que se dieron para llegar a esta, si antes de llegar a los 30 cm, ya se dieron 50 golpes se suspende el sondeo con este método y se emplea algún otro método.

12. ¿Por qué procedimientos podemos obtener muestras inalteradas y que ventajas se tienen al obtener la muestra?

• Muestreo con pozo a cielo abierto • Muestreo con tubo de pared delgada (tubo shelby)

Al utilizar estas pruebas no se altera la estructura del suelo y nos permite determinar las características y propiedades mecánicas y de deformación, mediante pruebas de laboratorio.

13. ¿Cuáles son las propiedades físicas de los suelos?

Propiedades granulométricas (forma, tamaño). Límites ( Limite Liquido, Limite Plástico y Limite de Contracción). Densidad Contenido de agua. Pesos volumétricos. Propiedades hidráulicas ( Permeabilidad).

14. ¿Cuáles son las propiedades mecánicas de los suelos?

• Propiedades de Resistencia ( Capacidad de carga): dada por la resistencia al corte, C y $.



• Propiedades de Deformación: asentamientos y/o expansiones.

15. ¿ Qué es la cohesión y que tipos de suelo la tienen?

La Cohesión (C), es un parámetro de resistencia característico de los suelo finos, es la unión entre las partículas que componen a los suelos finos. No es un parámetro constante en todos los suelos y esta estrechamente relacionado con la cantidad de agua contenida en el suelo.

16. ¿Qué es el ángulo de fricción interna del suelo y de que tipo de suelos es característico?

La Fricción ($), es el parámetro de resistencia característico de los suelos gruesos ( arenas y gravas).

El valor del ángulo de fricción interna esta dado por la forma de la partícula, la granulometria o gama de partículas, confinamiento y compacidad del suelos.

17. ¿Mediante que pruebas de laboratorio se puede obtener los valores del ángulo de fricción interna?

Mediante pruebas triaxiales y de corte directo.

18. ¿Cuál es la ecuación que expresa la resistencia al esfuerzo cortante de un suelo cohesivo-friccionante, y como se relaciona con las pruebas de laboratorio?

Esta ecuación se compone de dos ecuaciones:

S = a tan $ ; esta formula se utiliza para suelos friccionantes S = c ; esta formula se emplea para los suelos cohesivos

Finalmente la ley de Coulomb, para suelos cohesivos-f riccionantes dice:

S = c + a tan $

Donde:

S = resistencia al esfuerzo cortante de un suelo. C = cohesión del suelo. a = esfuerzo axial. $ = ángulo de fricción interna del material.

La resistencia al esfuerzo cortante, se determina con las pruebas de compresión, axial o con

aplicación de esfuerzos laterales.



19. Al diseñar una cimentación se revisa que ésta cumpla con dos aspectos fundamentales del comportamiento de suelos, ¿ Cuales son?

La capacidad de carga y los asentamientos de acuerdo a la relación esfuerzo-deformación (consolidación).

20. Para proponer una cimentación, ¿cuáles son los factores que se deben tomar en cuenta?

Información de la superestructura y de las cargas que se van a transmitir a las cimentaciones. Determinar las condiciones del subsuelo como, propiedades mecánicas, especialmente la resistencia y compresibilidad, condiciones hidráulicas. Considerar los diferentes tipos de cimentaciones para poder elegir el mas apropiado para la transmisión de cargas y soportarlas Hacer anteproyectos con los tipos de cimentaciones que se consideren los mas adecuados de acuerdo a la función que realizaran contemplando los asentamientos para predecir su comportamiento y evitar posibles fallas. Estimar el costo, para elegir el tipo que *nejor cumpla con la relación funcionamiento-costo, ya que esta consideración es de suma importancia para el aspecto económico de cualquier obra.

21. ¿Existe una solución única de cimentación de una estructura o hay varios?

Estas estarán en función de la carga que transmitirán y soportaran, y del tipo de terreno que se presente, las condiciones climatológicas, sin dejar de considerar los aspectos económicos. Por lo que las posibilidades son muchas ya que se pueden utilizar distintos métodos para un mismo proyecto de cimentación.

22. Para la evaluación de deformaciones de una cimentación por consolidación, se requiere una prueba de laboratorio ¿Cuál es y que curvas utilizamos como resultado de esas pruebas?

Se utiliza la prueba de consolidación unidimensional con f lujo vertical, que consiste en que a una muestra de suelo previamente confinada y saturada, se le aplica carga en ciertos incrementos de tiempo, y con un micrómetro se mide la deformación y/o expansión que ese suelo tenga. Obteniéndose dos curvas de compresibilidad la teórica y la real.

23. Si consideramos las deformaciones con respecto al tiempo, ¿Cuantos tipos de deformaciones tenemos?

Tenemos dos tipos, el asentamiento total primario o elástico o inmediato, provocado por la aplicación de una carga inmediata sobre el terreno y la consolidación secundaria, provocada por esas mismas cargas pero en un transcurso de tiempo más largo.



24. De manera física, los asentamientos se manifiestan de diferentes formas, ¿Cuáles son estas?

Cuando se presenta el asentamiento diferencial se presentan fracturas, fisuras, en elementos estructurales tales como muros, losas, trabes y columnas; también pueden presentarse en forma de hundimientos y que la estructura se ladee, esto se prsenta con mayor frecuencia en zonas en las que se extrae agua o que la resistencia del suelo es muy mala.

25. ¿Qué es la capacidad de carga de un suelo?

Es la capacidad que tiene el terreno para soportar una carga o fuerza que no se mayor a la resistencia que tiene un suelo.

26. ¿Cuál es la ecuación general de Terzagui para la evaluación de la capacidad de carga de un cimiento superficial de tipo largo apoyado en un suelo cohesivo friccionante?

qc= CNc + yDf Nq + JYBNY

donde:

qc = Capacidad de carga a la falla del suelo. C = Cohesión del suelo de apoyo. Y = Peso volumétrico del suelo arriba del desplante del cimiento. Df = Profundidad del desplante del cimiento. Y = Peso volumétrico del suelo abajo del desplante del cimiento. B = Ancho del cimiento. Nc= Factor de capacidad de carga por cohesión (Proviene de gráfica) Nq= Factor de capacidad de carga por fricción (Proviene de gráfica) NY= Factor de capacidad de carga.

27. ¿Qué puede suceder en un cimiento superficial, sujeto a excentricidades entre su centro de gravedad y su centro de cargas?

Se producen presiones mayores de las permisibles, al perder el cimiento parte de la superficie de contacto, e incluso puede llegar a fallar el elemento, dado que trabaja a compresión y no a tensión.

28. ¿Cuál es la diferencia principal entre los elementos de cimentación superficial?

El área de contacto que ofrece cada uno de los tipos, entre el cimiento y el suelo de cimentación; de mayor a menor área, están la zapata asilada, la zapata corrida y la losa de cimentación, respectivamente.



29. ¿Cuáles son las modificaciones propuestas por Terzaghi para considerar la falla local de un suelo?

Terzaghi asigna al suelo una resistencia de 2/3 partes de la resistencia real; en el caso de la cohesión y también 2/3 partes de la tangente del ángulo de fricción interna del material. Estas se sustituyen en su ecuación general.

30. Para la evaluación de la capacidad de carga de un suelo cohesivo, se recomienda utilizar la teoría de Skempton, ¿ Cual es la diferencia entre su teoría y la Terzaghi?

Skempton, propone para suelos cohesivos la fórmula siguiente:

qc = c Nc + y Df

Según Terzagui, el valor de Nc, no es la constante de 5.7, sino que varía según la relación D/B, en la que D es la profundidad de entrada del cimiento en el suelo resistente y B el ancho del mismo. Mientras tanto, en suelo heterogéneos, vDf se maneja como la presión del suelo arriba del nivel de desplante, y por lo tanto se calcula tomando en cuenta los diferentes espesores y sus pesos volumétricos.

31. ¿Cuál es la diferencia principal entre los elementos de cimentaciones profundas?

El diámetro del elemento o en lado, si es de sección rectangular o triangular.

32. ¿Cuál es la forma de trabajo de las cimentaciones profundas?

La clasificación que se les da por su forma de trabajo, es de punta (que se apoya en un estrato resistente), de fricción (desarrollan su resistencia por la fricción lateral que generan contra el suelo que los rodea) y mixtos (una combinación de los dos anteriores).

33. ¿Cuáles son las formas de fabricación de los pilotes colados en sitio? Y ¿Cuál la de los precolados?

34. ¿Cómo se fabrican las pilas?

Primero se tiene que excavar a mano o a máquina, por el método de pozo seco, que consiste en fabricar un pozo hasta el estrato resistente, ademado y con dimensiones suficientes para que un hombre trabaje dentro de el, o por medio de una almeja que va sacando el material mientras la pila va avanzando hasta el estrato resistente.

SEMINARIO DE TITULACIÓN 10 JOSÉ ARTURO NiOñALES VAZQUEZ

% MÓDULO DE MECÁNICA DE SUELOS

35. ¿Cómo se fabrican los cilindros de cimentación?

Se colocan sobre el terreno el elemento, y se va excavando en su interior como una almeja y el cilindro desciende a medida que se va retirando el material; la penetración se facilita con el uso de una punta biselada o una cuchilla de acero en su interior.

36. ¿Qué es una cimentación compensada?

Es una cimentación en la que se excava un volumen similar al peso del edificio que se va a construir, de manera que el suelo tenga las condiciones de presión similares a las que tenía antes de la excavación.

37. ¿Qué problemas se pueden tener cuando se tiene una cimentación sobre compensada?

El fenómeno de flotación, en la que el suelo al quitársele peso pierde presión, y se provoca una expansión en el fondo de la excavación en ocasiones tan grande que provoca el volteo del edificio.

38. ¿Cuál es la separación mínima entre pilotes?

De 2 a 3 diámetros del pilote, medidos de centro a centro de cada uno de ellos.

39. En pilotes de punta apoyados en un estrato resistente arenoso, ¿Que sucede cuando se tiene un empotramiento en este estrato?

Se puede producir un fenómeno llamado licuación con la presencia del agua, provocando asi hundimientos en la estructura.

40. ¿cuál es la diferencia entre el comportamiento de un muro de retención y un ademe?

La primera diferencia, es que el ademe es temporal y el muro es una estructura permanente; en el ademe, el punto de máximo empuje se localiza en el centro, y en el muro en las 2/3 partes de la altura; la forma de falla de los ademes es por lo general local, mientras que el muro falla en conjunto de su estructura

41 . ¿Qué es un empuje activo y un empuje pasivo en un muro de retención?

El empuje activo, es el causado por la presión del suelo sobre el muro, y el empuje pasivo, es

el causado por la respuesta del muro sobre el suelo.



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

Es un método para determinar el empuje en muros con relleno friccionante. Es un procedimiento gráfico de tanteos en el cual Coulomb considera la fricción que se genera entre el suelo y el respaldo del muro. El método consiste en elegir cuñas de suelos que forman el relleno, delimitarlas por una superficie de deslizamiento y determinar las fuerzas que actúan y mantienen en equilibrio a la cuña. El procedimiento de análisis es el siguiente:

- Se dibuja el muro y relleno a esca\a.

- Se elige en forma arbitraria una cuña de suelo. - Se determina y localiza en la cuña el peso de esta, el cual será igual al área de la misma multiplicada por el peso volumétrico del material. Esta fuerza será representada a escala con una línea vertical que se encontrara en el centro de gravedad del área de la cuña. - Sobre la línea que determino a la cuña de suelo, se traza una línea perpendicular y se le llamara línea "m". - Con esta línea "m" y el valor del ángulo de fricción interna del suelo, se ubicará en la parte inferior de la línea "m", la posición de la fuerza "f".

- A 1/3 de la base del muro, se trazara una línea perpendicular al respaldo del muro y se determinara el valor del ángulo 8 el cuaí estará en función de la fricción que se genera entre el suelo y el respaldo del muro. Terzaghi propone tomar: | (jx 5 < 2/3 <|>. - Con este ángulo y la línea perpendicular al respaldo del muro, se determina la posición de la fuerza "e". - Con estas fuerzas, se construye un polígono de fuerzas, el cual nos representa un sistema de fuerzas en equilibrio por lo que este polígono debe ser cerrado. - Para la construcción del polígono, se lleva primero la fuerza "W", que se conoce en magnitud y dirección, dibujando esta fuerza a escala. A continuación, por el extremo inferior de la fuerza "W", se lleva la posición de la fuerza F, la cual se conoce solo en dirección y posteriormente se llevara una paralela a la fuerza "E", la cual se conoce solo en dirección y debe cerrar nuestro polígono. Finalmente, con la misma esca\a con que se dibujo la fuerza "W", se mide la fuerza "E", que será igual al valor del empuje que produce la cuña, el cual corresponderá, al empuje activo. Si se quisiera conocer el empuje pasivo, solamente hay que cambiar la ubicación de la fuerza f y la fuerza E, a la parte superior de la fuerza de deslizamiento y al respaldo del muro.

43. El método semi-empírico de Terzaghi, para calcular el empuje en muros menores de 7 m de altura, consiste en :

Consiste en ubicar el tipo de relleno en uno de los cinco tipos de suelos siguientes:

a) Suelo granular y grueso sin finos. b) Suelo granular, grueso con finos limosos. c) Suelo residual con cantos, bloques de piedra, gravas, arenas finas y finos arcillosos en

cantidad apreciable. d) Arcillas plásticas blandas, limos orgánicos o arcillas limosas.



e) Fragmentos de arcilla dura o medianamente dura protegidos de modo que el agua proveniente de cualquier fuente no penetre en los fragmentos.

El segundo paso consiste en determinar la geometría de relleno y las condiciones de carga sobre el, de acuerdo a los casos siguientes:

a) La superficie de relleno es plana, inclinada o no y sin sobre carga alguna. b) La superficie del relleno es inclinada a partir de la corona del muro, hasta un cierto

nivel en que se torna horizontal c) La superficie del relleno es horizontal y sobre ella actúa una sobre carga

uniformemente distribuida d) La superficie de relleno es horizontal y sobre ella actúa una carga lineal, paralela a la

corona del muro y uniformemente distribuida.

Con lo anterior y dependiendo de las características del terreno y de acuerdo con algunas gráficas, tablas y ecuaciones se puede determinar el empuje vertical y horizontal, así como sus puntos de aplicación.

44. ¿Por qué es importante mantener libre de agua el relleno de un muro y como se puede evitar la presencia de esta?

Porque el agua genera mucha presión vertical que pueden llegar a hacer fallar un relleno; al ser la fórmula de presión, P = Peso Vol. X Altura, la presión esta en función directa de la profundidad a la que llegue el agua; la mejor manera de evitar el agua, es en la superficie de ser posible, colocar pasto que absorba el agua, y a lo largo del muro, colocar drenes de tubos con f i l t ros, para evitar el escape de los finos.

45. ¿Cuál es la definición de Talud?

Es cualquier superficie del suelo que tiene una inclinación con respecto a la horizontal Los hay naturales (laderas de cerros y hondonadas) y artificiales ( provocados por cortes).

46. ¿Cuáles son los tipos de fallas más comunes en los taludes?

• Falla por deslizamiento superficial: la zona de falla se da en las fronteras que por su eso se deslizan hacia abajo, creando una zona que fluye muy lentamente, hasta llegar al colapso.

• Palla por deslizamiento en laderas naturales sobre superficies de falla preexistentes: • Falla por movimiento del cuerpo del talud: ocurre cuando hay movimientos bruscos que

afectan a masas considerables del suelo, con superficies de falla que penetran profundamente en su cuerpo. Existen dos tipos de estas fallas: - Falla por rotación: se presentan pasando la superficie de falla por el pie del talud, sin interesar el terreno de cimentación o pasando adelante del pie, afectando al terreno en el que el talud se apoya (falla de base). - Falla local: ocurre en el cuerpo del talud, pero en zonas relativamente superficiales.



• Falla de f lu jo: consiste en movimientos mas o menos rápidos en zonas localizadas de laderas naturales; suelen ocurrir en cualquier formación no cementada, desde rocas hasta arcillas, en materiales secos y húmedos.

• Falla por erosión: son de tipo superficial provocadas por arrastres del viento, agua, etc. • Falla por licuación: ocurren cuando en la zona de deslizamiento, el suelo pasa rápidamente de

una condición más o menos f irme a la correspondiente a una suspensión; ocurre en arcillas expansivas y en arenas sueltas.

• Falla por falta de capacidad de carga del suelo de cimentación: sucede cuando la cimentación de un talud, se hace sobre un suelo de mala calidad y baja resistencia al esfuerzo cortante, lo cual puede provocar la falla del talud o deformaciones en el mismo.

47. ¿En que consiste el método de análisis propuesto por Arturo Casagrande, para un talud formado por suelos cohesivos?

Se dibuja el talud a esca\a. 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

determina su 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 acaón del centro de la superficie de falla.

Se determina el momento resistente que es la magnitud de las fuerzas que se oponen al movimiento del talud y que actúan a lo largo de la superficie de falla, multiplicadas por el radio del segmento circular que determinan la misma.

Se calcula el factor de seguridad que es la relación entre la sumatona de los momentos resistentes y la sumatona de los momentos motores y se compara este factor con el factor de seguridad de diseño.

48. ¿En qué consiste el método de las dovelas para el análisis de un talud, formado por un suelo cohesivo-friccionante?

Este método se basa también en el análisis de una superficie circular de falla en la que se determina el factor de seguridad en la misma superficie:

a) Se dibuja el talud a escala. b) Se dibuja la superficie que se analizara. c) Se divide la masa del suelo delimitada por la superficie, en dovelas o segmentos ( de 9

a 11 dovelas). d) Se determinan las fuerzas motoras y resistentes de cada dovela. e) Se obtiene el factor de seguridad que le corresponde a cada dovela.



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

Tender taludes, es decir aplanarlos. Emplear bermas laterales o frontales. Empleo de materiales ligeros en el talud. Preconsolidación de suelos compresibles. Estabilización con químicos. Uso de muros de retención. Dejar drenaje

50. ¿Qué es el Sistema Unificado de Clasificación de Suelos, y en que consiste?

Es el Sistema Unificado de Clasificación de Suelos, y consiste en una clasificación de los suelos por medio de su granulometría, límites de consistencia y sus propiedades físicas.


-i INSTITUTO TECNOLÓGICO DE LA CONSTRUCCIÓN, A.C. CÁMARA MEXICANA DE LA INDUSTRIA DE LA CONSTRUCCIÓN


MODULO DE ESTRUCTURAS

PROFESOR: ING. MANUEL GOMEZ GUTIERREZ ALUMNO: JOSE ARTURO MORALES VAZQUEZ

MARZO DE 2001

MODULO DE ESTRUCTURAS Calcule el Centroide de la siguiente área plana:

0.07

0.01

0.06

0.01 | -— 0.05 —- | J

FIGURA A Xi Axi Y/' Ayi

5.00 2.50 12.50 0.50 2.50

6.00 0.50 3.00 4.00 24.00

11.00 15.50

x = l A x / I A = 15.50/11.00 = 1.41 cm

ZAy/SA = 26.50/11.00 = 2.41 cm

26.50

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

X

Ix = I x + d2A

Ix = i/i2 bh

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

(Fig. 2) Ix = i/i2 x 5x303 = 11.25 cm4

(Fig. 3) Ix = i/i2 x 35x53 = 364.58 cm4

(Total) Ix = 2x( Ix + di* A,) + (Ix + d22A2)

Ix = 2x((364.58 + (32.5M75) + 11.25)

I x = 370,416.66 + 11.52

I x = 381,936.66 cm4

0.35

IEMINARIO DE TITULACIÓN 1 JOSÉ ARTURO MORALES VAZQUEZ

MÓDULO DE ESTRUCTURAS 3. Determine los diagramas de momento f lexionante y coriante para la siguiente viga:

5 ton

z 2 ton/m

I J9t0^^\f¡^y>wf-jígyís .,>^<iv?.%fh!, .%< jr> »,%».: ,.»• *»*.>>, -•• j

A

2 m 2m W^

2 m 2m

6..5 totl

-4 ton

2..5 ton

-2.5 ton

.4 ton

-6 5 ton

DIAGRAMA DE CORTANTES

4 ton-m

-5 tnn-m

DIAGRAMA DE MOMENTOS

-6.5

Por simetría:

RA = RB

RA= T X(4+8+5+4)

RA= 10.50 Ton.

RB= 10.50 Ton

IMA = (x)(2)(|x) =x2

A-B:

Ify = 10.50 - x(2)

IMA = -10.50(x-2) + x2

A-O.

Ify = 10.50 - 5.0 - x(2)

£MA = -10.5(x-2) + 5(x-4) + xa



4. Para la siguiente armadura, determine las fuerzas normales en cada una de sus barras, indicando si existe tensión y compresión

3m

v y v 5 ton 5 ton 5 ton

3m , 3m 3 m , 3m

3or simetría:

*A = R B RA = H 5 + 5 + 5 )

*A = 7.50 Ton.; RB = 7.50 Ton.

NUDO A

RA = 7 5 TON

NUDO C ^ C D

SFx = 0

AF - AC Coseno 45° = 0

A F - 10.61 Coseno 45° = 0

AF= 10.61 Coseno *&

C D

AF = 7.50 Ton (Tensión)

-CD+10.61¿b5e/7o45° = 0

CD = 10.61 Coseno AS"

CD = 7.50 Ton (Compresión)

IFy = 0

7 50 Ton. - AC Coseno 45° = 0

-AC - 7.50 -Coseno 45°

AC = 10.61 Ton (Compresión)

10.61 Coseno 45° - CF = 0

CF = 10 ¿fes&w 45°

CF = 7.50 Ton (Tensión)

CF

NUDOF

AF+FG-FD Coseno 45° = 0

F& = FD ¿bíew 45° +7.50

FG = 7.50 Ton (Compresión)

5 TON

Fb = (750-5)-r Coseno 45°

FD = 3.54 Ton (Compresión^


NUDO D

CD

AC

NUDO 6

FG

7K DG

DG

DE

AC

MODULO DE ESTRUCTURAS CD + FD Coseno 45° - DH Coseno FD Coseno 45° + DH Coseno 45° -DG = 0

45° - DE = 0 3.54Coseno 45° + DH Coseno 45° - 5 = 0

DE = 7.50 Ton (Compresión) D H = t '3 -5 4 Coseno 4 5 ° + 5 ^ Coseno 4 5 °

DH = 3J34 Ton (Compresión^

FG - GH = 0

FG = GH

G H GH = 2.5 ton

DE = 2.50 Ton (Tensión)

DG - 5 = 0

DG = 5.0 Ton (Tensión)

5 TON

T

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)

T T T

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)



5. El peso de la barra AB es de ,000 kg; dicha barra esta apoyada mediante un perno en B y sobre una superficie

vertical lisa en A. Determine el diámetro del perno más pequeño que puede usarse en B, si su esfuerzo cortante

esta limitado a 1,000 kg/cm2.

ih BARRA

APOYO ARTICULADO ENB

W = 5,000 kg

V= 1,000 kg/cm2

Coseno 9 = 5/10 = 0.5 Cos'1

6 = 60°

a = 30°

Coseno 30° = x - 5,000

5,000 Coseno 30° = 4,330.127 kg

P= 1,000 kg/cm2

F = 4,330.127 kg

A = ¿?

A = 1,000 * 4,330.127

\A = 0.23 cms

i. Se colocan dos marcos distantes 250 mm sobre una varilla de aluminio con un diámetro de 15 mm; al aplicar una

carga axial de 6,000 N, la longitud base inicial se convierte en 250.18 mm. Determine el módulo elástico del

material.

5 = (PL) * (AE)

5 = Alargamiento total de la barra

P = Fuerza total de extensión

A = área de la sección recta de la barra

L = Longitud de la barra inicial

E = Módulo de elasticidad del material

l = 7t d 2 - 4 ; d = 1.50 cm

t= 1.767 cm2

= 6,000 N

,000 N = 611.62 kg

= (611.62 x 25) -s- (1.767 x 0.018),

JE = 480,742.63 kg/cm2]

EMINARIO DE TITULACIÓN JOSÉ ARTURO MORALES VAZQUEZ

MODULO DE ESTRUCTURAS 7. Calcule el momento resistente de ola siguiente sección de madera si su esfuerzo de trabajo es igual a 60

kg/cmz

M = (Sx x g) + I

M = Momento resistente

<9X = Esfuerzo de trabajo =60 kg/cmz

I = Momento de inercia con respecto a la base

g = Distancia al eje neutro

M = (60x15) + 3,375

30 cm

M = 0.267 kg-cm

8. Determine la deflexión máxima para la siguiente viga:

1500 LB 1500 LB

6 FT 6 FT

2000 LB/FT

6 FT

Ix = 394 in4

E= 30x106 lb/in2

18 f t = 216 in

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

ymóx para una viga uniformemente distribuida

Ymáx = 5+384 x (wL4) + (El);

Ymáx = (5xl66.67x2164) + (384x(30xl06)x394)

Ymáx = 0.3996 in.

Para una carga puntual:

F = 3,000 Ib

L=216in

E = 30x l06 lb / in 2

I = 394 in4

fmdx = (Fl3) + (48EI)

C = E l = 1.182 x 1010

fmáx = (3,000 x 2163) + (48x(30xl06)x394)

ifmáx = 0.05328 in

Flecha máxima al centro del claro:

0.39965 + 0.05328 = 0.4529 in.

0.4529 x 2.54 =¡ 1.15 cm;


AAODULO DE ESTRUCTURAS

?. Sabiendo que aQdm. = 1,520 kg/cm2 (tensión) y xadra. = 1,010 kg/cm2 (cortante), elija el perfil comercial más

adecuado para la siguiente viga.

10 ton

V

S ton

M

-S ton

Es= 2.1 x 106 kg/cm2

RA = 5 Ton.

RB = 5 Ton.

V = P/2

Proponiendo una sección

IMCA A-36, IR 24" x 104

Propiedades: d = 61.1 cm; alma tw = 1.27 cm;

Patín: bt = 32.4 cm y t f = 1.91 cm; fy 0 2,530 kg/cm2

M = PL + 4

M = 10.0 Ton-m

Requisitos para sección compacta:

a) Simetría respecto al eje menor (Sí cumple)

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

c) Sección laminada (Sí cumple)

d) Pandeo del patín ( b f> (2 t f ) < 545 -*- Vfy (Sí cumple)

e) Pandeo del alma d-(tw) < 5370-Wfy

f ) Pandeo lateral general

g) Li = 637+fy L2 = l '410,000^(fyxd/(Af)); Af = t f xb f

Li = 410 cm. L2= 564.46 cm.

Ib = I = 400 cm

U = 410.3 cm es 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 una sección compacta

IEMINARIO DE TITULACIÓN 7 JOSÉ ARTURO MORALES VAZQUEZ

Fb = 0.66 x 2,530 = 1,669.8 kg /cm 2

Revisión del elemento por cor tante

f v = VQ + I t < f u ; f u = cor tante permisible = 1,010 kg/cm

d = 61.1 cm; t f = 1.91 cm.; tw = 1.27 cm.

Def lexión: Fmdx = wL3 + ( 48EI )

5adra. < L /360 Fmáx = 4.84 x 10"2 cm

8adm. < 400+360 5adm. > Fmáx

8adm. < 1.11 cm


fv = V + (d-2tf x tw)

fv = 68.73

fv < fu

68.73 < 1010 •-. Sí cumple

E = 2.1 x lO 6 kg/cm2

1= 131,112.89 cm4

L = 400 cm

11.11 > 0.0484 cm .-. Cumple por flexión W = lOxlO3 kg

Amdx = PL * AE; P+A = Améx x E H

^diseño = P -5- A = 0 . 0 4 8 4 ( 2 . 1 x 106) * 4 0 0 cm.

adiseño < aadmisible .•. Sí cumple

254 kg / cm 2 T l520 kg/cm7

10. Para la siguiente planta general de una casa habitación de dos niveles, determine la carga gravitacional que baja

a la cimentación.

Carga por entrepiso = 1,000 kg/cm2

Peso de los muros = 750 kg/cm2

Expresar el resultado pop tramo y ejes:

•o- -o-8m

•o-


MÓDULO DE ESTRUCTURAS

1 = (8+5)/2x 1.5 = 9.75 m2 = A2

3 = 2x(1.5xl.5)+2 = 2.25m2 = A4

5 = (8+2)x3 = 15 m2 = A8

6 = 2x(3x3)^2 = 9m 2 = A7

A9 = 2x(-2x2)^2 = 4m 2 = A10

All = 2x(5+l)H-2 = 6m 2 = A12

A13 = 2x(2x2)^2 = 4m 2 = A12

RAMO 1-2:

eso de losa = 9.75x1 = 9.75

eso de muro = 0.75 x 8 = 6

RAMO 1-2:

eso de losa = 4x1 = 4

eso de muro = 0.75x2 = 1.50

RAMO B-C:

eso de losa = 9 x 1 = 9

eso de muro = 0.75 x 5 = 5.75

•RAM0 2.A-B:

eso losa = (a3 + A16) ( 2.25+4)xl = 6.25

eso de muro = 0.75x3 = 2.25

RAMO 2. B-C:

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

eso de muro (0.75x3) = 2.25

RAMO 1. A-B':

eso de losa = (A15), 4x1 = 4

eso de muro (0.75x4) = 7

"RAMO 1. B'-C:

eso de losa = (All), 6x1 = 6

eso de muro (0.75x5) = 3.75

!15.76Ton

7.0 Tort

112.75 Ton

¡8.50 Ton

17.25 Tort

7.0toH

9.75 Ton

TRAMO 3. A-B:

Peso de losa = (A4), 2.25x1 = 2.25

Peso de muro (0.75x2) = 1.50

TRAMO 3, B-C:

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:



TRAMO C. 1-2:



3.75 Ton

13.5 tort

30.0 Tor̂

11.0 tort

21.0 Tort

j7.0 Ton:

•EMINARIO DE TITULACIÓN JOSÉ ARTURO MORALES VAZQUEZ

MODULO DE ESTRUCTURAS 11. De las siguientes secciones de viga de concreto simplemente reforzado, ¡Cuál presenta una sección

sobresforzada?

40 cm

50 cm

^OCTTI

Fe =250 kg/cm

Fy = 4,200 kg/cm

4 Vs i " para todas las vigc

Pmín = 0.7Vf' c-fy (Por reglamento) = 0.00217

Pmáx = 0.75 pb = 0.01425

f " c = 0 .85f*c

f " c= 170 kg/cm2

f*c= 0.8 f e

f*c= 200 kg/cm2

Relación tensión y compresión:

pb = f " c+fy x 4,800 * (fy+6,000) = 0.019

Porcentaje de acero:

5 = As^(bd) 8i = 0.0163; 52 = 0.0126; 53 = 0.0228

s i ; pb < 5i; 0.019 < 0.0163 => Subreforzada

s2; pb < 52; 0.019 < 0.0126 => Subreforzada

s3; pb < 53; 0.019 > 0.0228 => Sobreforzada

Solamente la sección 3 está sobreref orzadaj

12. Diseñe por flexión la siguiente viga (simplemente reforzada)



fe - 200 kg/cm2 , fy = 4,200 kg/cm2 (refuerzo longitudinal)

fy = 2,000 kg/cm2 (alambran refuerzo transversal), ckb = 2.5

Es zona sísmica

: 'c = 200 kg/cm2 ,

y = 4,200 kg/cm2

•*c = 0.8f'y

: " c = 0 .85f*c

•ec = 5 cm

T = 0.8 (flexión)

»mín = 0.7Vf'c^fy = 0.00235

•requerido = f " c * fy X V (2Mu^-(FR bd 2 f "c)) =

).00876

Iprequerido > pmínimo .-. Si cumpla

\s requerida = prcqUendo x bd = 0.00876 x 25 x 55

\s requerida = 12.05 cm2

! V s # 9 = > As real = 12.82 cm2

)rea, = 12.82^(25x55) = 0.00932

ecuaciones del reglamento y N.T.C. 2.17 y 2.18

»< 0.01 (2.17) Contribución del concreto

»> 0.01 (2.18)

fCR = Fr bd (0.2 + 30p) Vf*c

fCñ = 6,673 kg

Jorte máximo

fu = 12 Ton

¡Vu > VCR .-. Se requieren estribos

Separación de estribos:

> = (Fr Av fy d (seno 9 +coseno eMVu - VCR) < Fr Av fy +

!.5b

>e ponen estribos de alambran (2 ramas)

Vrco de acero AV = 0.32 cm2 x 2

ístribos AV = 0.64cm2

\¿

#

24 ton

-12 ton


MODULO DE ESTRUCTURAS S = 22 < 24.57 .-. Sí cumple!

24 cm. Espaciados a cada medio peralte efectivo

(separación al centro)

13. Dimensionar una columna con refuerzo en sus 4 caras

Pu = 250 Ton

Mu = 45 Ton-m

F'c = 300 kg/cm2

Fy = 4,200 kg/cm2

Recubrimiento libre = 3 cm.

Detalle el refuerzo longitudinal y transversal

F*c = 0.8 (300) = 240 kg/cm2

F"c = 0.85 (240) =204 kg/cm2

Proponiendo b

d+h = 54+60 = 0.9

k = Po+(FRbh2 f"c) = 0.01215

R = Mu+(FRbh2 f "c) = 0.2183

Se toma el menor valor y de la

gráfica c2 se toma:

q = 0.5

5 = As+bh; q = 5 f y + f " c

5 = f " c + f y q = 0.0242

As requerida

As = (0.242) (60x40) As - 58x29 cm2

Usar refuerzo longitudinal

8#10 = 63x36 cm2 Real

60 d = 54

40

en sección cuadrada.

Sp Pu < 0.7 f *c As + 200 As * 200 As

Pu = 250 ton

Pu = (0.7)(204)(40x60) + 200 (63.36)

Pu = 464,440 kg

5f lexión 0 31.68^(45x60) = 0.001173 > 0.01

VCR = (0.5)(0.8)(60x40) V240 (l+0.007x(250xlOM40x60)

VCR = 25.71 Ton.

Vu> VCR

Separación de estribos:

S = FR Av fy d + (Vu - VCR) < FR Av fy + (3sb)

S = (0.8)(1.42) 4,200 (34) * -25.71

Estribos #3 (2 ramas)

Av = (0.71x2)

Smáx. = 850+Vfy = 2.78

480 = 48(0.71) = 34.08

30+2 = 115 cm



\. Determine la capacidad de carga axial de un tubo de acero A-36 de 1" de diámetro nominal

espesor = 3.38 mm, A 0 3.15 cm 2 , 1 = 3.64 cm4, r = 1.07 cm, usar las ecuaciones AISC

Fy= 2,530 kg/cm2

r = V(I+A)

k = 0.5

1.80 m

m

kUr = 0.5x180-5-1.07 = 84.11

Ce - V (2TT 2 (2X106)^2 ,530) = 124.92

Fa = ( l - (kL+r)2+(2Cc2 ) ) fy + C.S.

Fa = 1,505.01 kg/cm2

fcr = PCR+A fer = esfuerzo crítico, Per = Carga

crítica

C.S. = 5+3 + 3+8 x (kL+r)+Cc - (kL+r)3+(8Cc), CS = 1.3.

Pcr = 1,505.01x3.15 cm2

Per = 4,728 kg = 4.73 Tonj

6.35

5. Diseñar el pe r f i l rectangular adecuado para res is t i r una carga de 10 Ton. A una a l tura de 3 m. Usar acero A-

36,considerar extremos empotrados,

"oponiendo un esfuerzo de aproximadamente 50% de F = P+A; A = p+f

/, tenemos: 5.08

Y = 2 ,530 kg / cm 2 .-.

a = 1,265 kg /cm 2

mír, = 7.91 cm 2

"oponiendo un pe r f i l de 2 1/2" x 2" (6.35cmx5.08 cm)

spesor = 4 mm.; tenemos que A = 8.824 cm 2

ex t . = 6.35x5.083+12 = 69.37 cm4

int. = 5.55x4.283+12 = 36.26 cm4

= V 33.1U8.824 = 1.94 cm.

,+ r = 0 .5x300+r = 77.32 cm

c > kL+r .-. Ce = V(2rc2x(2xl0)6+2,530 = 124.92; C.S. = 5+3 + 3+8 x (kL+r)+124.92 - (kL+r)3+(8xl24.92) = 1.2

a = (1 - ( kL+r ) 2 +(2Cc 2 ) ) fy + C.S. = 1,704.48 kg /cm 2

EMINARIO DE TITULACIÓN 13 JOSÉ ARTURO MORALES VAZQUEZ

I total = 33.11 cm4

MODULO DE ESTRUCTURAS Pcr = f a x A

Pcr = 15.04 Ton.

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

Carga = 30 Tons.

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

segundad = 2

F = P+A; A = p+F, 30+15 = 2

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

Considerando la capacidad máxima de una manipostería

según las Normas Técnicas Complementarias

F*m = 5.95 kg/cm2 ; 59.5 Ton/m2

A = 30+59.5 = 0.504 m2 para la corona

0.504 x 2 = 1.00 m

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

monolíticamente, detallando el esfuerzo correspondiente

H = 15 cm

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

7 00 M = 400/700; lm = 0.57 s 6

4 00

Según las tablas de las N.T.C.

Si d Vs = 3/8"; as = 0.71 cm2

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

S = as f y d -s-1.4 AA

S = 0.71x4,200x12 * 1.4 M

S = 25.56 + M

'máxima < 3h; Smax,ma < 45 cmi



Separación práctica de 45 cm. En ambos lados; según

Reglamento de Construcciones del D.F., la separación máxima

debe ser de 30 cm.

CLARO LARGO

CLARO CORTO

FAJA CENTRAL

AJAS 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 LARGO

M

442

142

442

294.67

94.67

294.67

S

57.83

180

57.83

86.74

26.99

86.74

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

:MINARIO DE TITULACIÓN 15 JOSÉ ARTURO MORALES VAZQUEZ

300 cm

: ESTRUCTURAS

W = 3.50Ton/m2

F'c = 200 kg/cm2

Fy = 4,200 kg/cm2

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

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

Vcr = Vc bd = (5.05)x(l,000x8) = 4.04 kg

La fuerza cortante por carga de servicio según sección

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

Ver < Vu ••• Sí cumple


,;J S tí Í T !

feb^vy INSTITUTO TECNOLÓGICO DE LA CONSTRUCCIÓN, A.C. CÁMARA MEXICANA DE LA INDUSTRIA DE LA CONSTRUCCIÓN


MODULO DE COSTOS

PROFESOR: ING. MARIO JOSE VALDEZ ALUMNO: JOSÉ ARTURO MORALES VAZQUEZ

MARZO DE 2001

MÓDULO DE COSTOS

1. - Estimados de costo

a) Diferentes tipos de estimados y empleo de cada uno

Hay 3 tipos diferentes de estimados y son:

- Estimados de orden de magnitud: son los que requieren poca información, poco tiempo y dan una idea global del costo, estos estimados son muy utilizados aunque el costo final es muy impreciso.

- Estimados preliminares: se usan cuando el alcance de trabajo se conoce a grandes rasgos y se usan como auxiliares para seleccionar diferentes alternativas de diseño de construcción.

- Estimados definitivos o detallados: requieren de una información más completa y detallada del trabajo a desarrollar para su preparación Este estimado es el más utilizado en la construcción, dado su bajo margen de error y la competencia existente entre las empresas

b) Error de cada uno

- Estimados de orden de magnitud: 30 - 357o - Estimados preliminares: 20 - 25% - Estimados definitivos o detallados: 10 %

2. - Contratos

a) Tipos en construcción

Existen contratos de obras por administración, a precio alzado y por administración con máximo garantizado, los tres con diversas variaciones.

a) Precio alzado y variantes

- Precio alzado: es cuando el contratista incluye en el cobro por ejecución, la utilidad correspondiente y en muchos casos los materiales además de los gastos de la obra (mano de obra, Herramienta, renta de equipo, impuestos, seguros, etc.), calculados según los planes del proyecto y su propia experiencia. Este tipo de obras implica un riesgo para la compañía ya que los costos calculados quedan expuestos a cualquier eventualidad, por lo tanto se subdivide en:

- Precias alzado propiamente dicho: aquí también se debe hacer una cuidadosa evaluación de los costos, condiciones de trabajo, cantidades de obra que se ejecutarán; especialmente estas últimas, ya que de ellas se deduce el costo de los trabajos y honorarios que el contratista cobrará al cliente, sin derecho a cobrar otras cantidades, salvo el caso de aumentos al proyecto original, modificaciones, o retrasos en el programa imputables al cliente. Este caso representa el mayor riesgo, ya que el contratista es el único responsable de los costos y cantidades de obra.


MÓDULO DE COSTOS

- Precios unitarios: la constructora debe hacer un cuidadoso análisis de sus costos, volúmenes de obra y condiciones de trabajo para poder determinar los precios a cobrar por unidad de volumen de obra, resultando este caso el menor riesgo para la compañía, ya que a mayores volúmenes de obra, se cobrará mayor cantidad y en caso de aumentos o modificaciones, el pago se efectuará según los precios pactados.

c) Administración y variaciones

- Administración: es cuando el cliente cubre los gastos que se realizan durante el trabajo, como mano de obra, materiales, herramientas, renta de equipo, impuestos, seguros, etc. Este tipo de obras depende de la forma en que son cubiertos los honorarios de la compañía constructora: honorario fijo y honorario según el monto de obra.

- Honorario fijo: se debe hacer una evaluación del costo de obra, en base a la cual se asigna el honorario que cobrará el contratista, no importa si posteriormente el costo aumenta o disminuye, salvo el caso de trabajos no incluidos originalmente.

- Honorario según el monto de obra: los honorarios se f i jan como un porcentaje del costo de la obra, pudiendo hacerse o no la evaluación previa

d) Diversos

- Administración con máximo garantizado: puede ser por honorario f i jo u honorario según el monto de obra, con la única variante de que la constructora garantiza un costo máximo obtenido de los planos del proyecto; si el costo máximo se rebasa, los excedentes corren por cuenta de la constructora.

3. - Salarios

a) Descripción

- Es el pago en efectivo que se da al trabajador por sus servicios prestados.

- Jornal: es la cantidad acordada inicialmente que recibe un trabajador por jornada de

trabajo, la cual nunca será menor al salario mínimo.

- Destajo: es el precio unitario que se paga a un trabajador o grupo de trabajadores al ejecutar una cantidad de obra determinada, de tal forma que el pago resultante por jornada de trabajo nunca sea menor que el salario mínimo.

- Salario mínimo: es la cantidad menor de dinero que debe recibir el trabajador por los servicios prestados en una jornada de trabajo. Esta cantidad debería ser suficiente para satisfacer las necesidades normales de una familia, en los aspectos materiales, sociales, culturales y educación de los hijos.


MÓDULO DE COSTOS

b) Ventajas

Jornal: - Facilita el control del personal. - Asegura la percepción de un trabajador

Destajo: - Elimina una parte de la vigilancia - Evita tiempos perdidos y aumenta el rendimiento. - Facilita la valuación unitaria - Facilita el sistema de pago y permite que a mayor trabajo, mayor percepción.

c) Desventajas

Jornal: - Necesidad de vigilancia sobre cada hombre. - Dificulta la valuación del trabajo personal. - Propicia tiempos perdidos y baja productividad.

Destajo: - Necesidad de vigilancia especial en la calidad - Presenta problemas para su control

4. - Costos directos e indirectos (definición y partes que lo forman)

- Costo directo: son los cargos derivados de los conceptos que intervienen en forma directa en la ejecución de un volumen de obra determinado. Estos conceptos son:

o materiales o mano de obra o maquinaria o herramienta o instalaciones ejecutadas exclusivamente para el concepto de trabajo especificado

- Costo indirecto: son los cargos adicionales por conceptos que no intervienen directamente en la ejecución del concepto de obra, pero cuyo importe influye en el costo total del proyecto. Estos conceptos se subdividen en:

o Indirectos de campo: cargos por instalaciones provisionales, supervisión técnica y contable, transporte de personal, seguros y fianzas, material y equipo de oficinas de campo, teléfonos, radio etc.

o Indirectos de oficina central: cargos por fmandamiento, participación de utilidades, impuestos, administración y supervisión de oficinas centrales, intereses, utilidad, etc.


MÓDULO DE COSTOS

5. - Costo de mano de obra

Conceptos a incluir:

Días pagados al año

días del calendario

aguinaldo

prima vacacional

I M S 5 +

días por terminación de obra

Días trabajados al año

Días calendario + Domingos + Vacaciones +

\ Días festivos + Lluvia (mal tiempo) Sindicales +

^Enfermedad

Costo de mano de obra = Factor de Salario Real = días pagados al año / días trabajados al año.

6. - Costo de herramienta

Varía entre 2 % y 5 % del monto de la mano de obra; en varias constructoras se ha fijado como promedio el valor de 3 % aunque en oirás usan el 4 % debido a su alto valor de adquisición.

7. - Costo del equipo de construcción

Son los cargos f i jos + cargos por consumo + cargos por operación:

• Cargos f i jos

Depreciación: D = (Vi - Vr) i / Ve Inversión: 1 = (Vi + Vr) 1 / 2 Ha Seguros: S = ( l ' i + V r ) S / 2 Ha Mantenimiento: T = Q D Ve = vida económica Vi = valor de adquisición Vr = valor de rescate i = interés Ha = horas por año S = prima del seguro Q =factor de mantenimiento D = depreciación


MÓDULO DE COSTOS

• Cargos por consumo:

Diesel = precio de diesel x 0.1514 x H.P. x F.O. = $ / hr Lubricante = 0.0035 x H.P. x F.O. + (CC./ TC.) Eléctrico = H.P. x 0. 7 48 x precio de kw - hr Gasolina = precio de gasolina x 0.22 7 1 x H.P. x F.O. = $ / hr Lubricante de gasolina = precio de lubricante x 0 003 x H.P. x F.O. + {C.C.I T C.)= $ / hr Llantas = precio de llantas / vida útil en horas C.C.-T C =

• Cargos por operación.

Es el costo de una hora de operador de salario integrado y en su caso, si lo necesita, de su ayudante.

8. - Costos indirectos

- Administración central: para el caso de oficinas centrales, se procede efectuando una. recopilación de gastos de la oficina durante el último año (&.O.) y la obra efectuada durante el mismo periodo (O.C.), de la cual se deduce el costo directo erogado y se obtiene el porcentaje de indirectos del año anterior.

% = G O./ O.C.

9. - Estructura de un precio unitario

Alcance: es la especificación clara de todos los conceptos incluidos en un precio unitario. Unidad de medida: es a la que se refieren todos los conceptos de precio unitario.

10. - Inflación

Es un fenómeno económico que se caracteriza por un aumento constante en los precios de los artículos, de tal manera que cada vez se obtiene menor cantidad de producto con el mismo dinero, es decir, se sufre una pérdida en el poder adquisitivo del dinero.

Es un fenómeno provocado por:

- aumentos en la demanda con relación a la oferta - disminución de la oferta con relación a la demanda - aumento en los costos de producción - aumento del circulante en relación con el producto nacional


"LJ INSTITUTO TECNOLÓGICO DE LA CONSTRUCCIÓN, A.C. CÁMARA MEXICANA DE LA INDUSTRIA DE LA CONSTRUCCIÓN


MODULO DE CONTROL DE CALIDAD

PROFESOR: ING. HECTOR SANDOVAL VALLE ALUMNO: JOSÉ ARTURO MORALES VAZQUEZ

MARZO DE 2001

MÓDULO DE CONTROL DE CALIDAD

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

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 finalidad de la construcción de escolleras marinas y describa la importancia de su conocimiento para lograr el control de calidad de esta obra.

Finalidad: quitar energía al oleaje.

3. Defina el nivel de calidad.

Conjunto de características cualitativas y cuantitativas que deben satisfacer los materiales, las instalaciones y los componentes de la obra.

4. Describa quienes intervienen en el nivel de calidad.

> Materiales > Instalaciones > En general todos los componentes de la obra

5. Enuncie las etapas del control de calidad y descríbalas brevemente.

a) Previsión. Tener los conocimientos técnicos necesarios, de materiales, etc. b) Acción. Llevar a cabo el procedimiento constructivo, aquí entran las cartas de control para

llevar a cabo adecuadamente la obra. c) Historia. Debemos hacer pruebas de seguimiento para obras futuras para que de esta

manera se puedan hacer especificaciones, normas, etc.

6. Mencione las calidades de los materiales que están dentro de la construcción de una cimentación.

Finalidad: proporcionar una estructura adecuada para transmitir uniformemente las cargas al suelo de cimentación y por ende disipar o disminuir las deformaciones de éste.

> Concreto hidráulico > Acero de refuerzo > Cimbra > Tipo de suelo de cimentación



7. Mencione las técnicas de muestreo existentes y describa al menos 2 de ellas.

a) De criterio. Se basa en quien toma más muestras sin ninguna restricción. Quien lo usa 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 en 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 les 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 haya un buen funcionamiento de éste:

> Revisión por volteo > Revisión por deslizamiento > Revisión por capacidad de carga, y > Revisión por esfuerzos internos

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 estructura en un pavimento flexible mencione la finalidad de éste, así cómo el control de calidad de ésta obra; describiendo los conceptos críticos, importantes, poco importantes y de contrato involucrados en ésta obra.

Finalidad: proporcionar un pavimento que acepte deformaciones. Punto crítico: deformabilidad.

La carpeta de éste pavimento no tiene capacidad estructural.



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

CIRC ULO DE C ONTROL DL ( A.LIDAD

PLANEAR

HACER

12. Describa los requisitos de un buen programa de control de calidad.

1) Fundarse en aspiraciones realistas para no conducir a confusiones. 2) Basarse en ensayes de significación desde el punto de vista técnico, para obtener

indicaciones apropiadas sobre el estado real de trabajo. 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.


ACTUAR

VERIFICAR


14. Describa el propósito de una carta de control.

Se utilizan para la aceptación o el rechazo de lo que estamos haciendo, viendo las desviaciones o variaciones y poder corregir.

15. Mencione los tipos de gráficas de control.

a) Mediciones o por variables b) Datos o atributos

16. Enuncie las etapas que se siguen para la construcción de las gráficas de control.

1) Selección de la característica de calidad 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 quede fuera de los límites de

control, tomar la acción correctiva necesaria en base al análisis del material

17. Describa los objetivos principales que presentan las diferentes 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 que con los métodos presentes no es posible cumplir la especificaciones

3) Establecer o cambiar procedimientos de inspección y de aceptación o ambos.

18. Describa brevemente la importancia de laboratorio en la Construcción.

Es muy importante, porque gracias a las pruebas que realiza, podemos llevar un control estadístico de nuestros procesos; es el instrumento principal del cual nos valemos para calificar un trabajo, y por tanto, las pruebas deben estar hechas por gente que tenga los conocimientos técnicos y el criterio para interpretar los resultados obtenidos.


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