construcciones de albañilería y fundaciones

ESCUELA TÉCNICA Nº 3 “DR. JUAN B. TERÁN”Asignatura: Construcciones de Albañilería y Fundaciones

Prof.: Ing. Domingo Orquera

Trabajo Práctico Nº 1 Fecha de entrega: 26/03/04Tema: El Suelo Fecha de Presentación: 26/04/04Enunciado:

En esta guía de trabajo práctico se deberá consignar el conocimiento relativo a la metodología utilizada para llegar a determinar el grado de calidad necesario que requiere una determinada construcción. Para ello se describirán los puntos que a continuación se detallan:

1.- Describir la conformación del Globo Terráqueo.a) ¿Qué entendemos por suelo orgánico e inorgánico, hay diferencia entre el

concepto de roca y suelo?b) Resaltar las características y propiedades de un suelo orgánico e inorgánico.

2.- ¿Cómo se puede auscultar el suelo?3.- ¿Cuáles son los métodos que se utilizan para el estudio del suelo?4.- ¿Qué objetivo tiene la utilización de éstos métodos?5.- ¿A qué se llama “muestra de suelo”, cómo se clasifica y en dónde se la deposita?6.- ¿Qué induce la palabra “laboratorio” y en qué consiste y qué tipos de laboratorios

hay?7.- ¿Qué se entiende por cartas de clasificación de suelos. Cuántas hay (su

denominación) y para qué sirven?8.- Las obras que se construyen en diferentes especialidades o áreas (caminos,

edificios, viviendas, puertos, ferrocarriles, plataformas submarinas, etc.) cómo se denominan.

9.- ¿Cómo se originan los diferentes tipos de suelo. Y en el caso de los suelos trasportados cómo se clasifican?

10.- ¿Qué son las fases del suelo?11.- Conforme la fase líquida que interviene en un determinado tipo de suelo, cómo

nos permitirá clasificar el mismo.

Las respuestas que se consignen en la guía de trabajo práctico deberán fundamentarse con el agregado de figuras o fotocopia de figuras referidas al tema que trata la pregunta.

Observaciones: Calificación:

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Desarrollo

1.- La estructura del Globo Terráqueo está compuesta por su corteza, el manto superior, el manto interior, el núcleo externo y el núcleo interior, habiendo, aproximadamente desde la corteza al núcleo interior 6370 km.

La corteza tiene un espesor medio de 35 km, que alcanza los 75 km bajo las montañas y sólo 5 ó 10 km bajo los océanos. Está compuesta por varias capas de sedimentos graníticos y basálticos, de 4 a 6 km, separadas por discontinuidades y formada por tipos de rocas cuyos principales elementos son el oxígeno en un 46%, el silicio en un 26%, el aluminio en un 8%, el hierro en un 6%, el magnesio en un 4%, el calcio en un 2,4%, el potasio en un 2,3% y el sodio en un 2,1%, llamados elementos mayores; luego hay los elementos menores u oligoelementos, que suman el 1%. En conjunto, a la corteza se le da una densidad de 2,5.

El manto, separado de la corteza por una discontinuidad uniforme, se extiende hasta los 2.900 km, y está dividido en un manto superior y otro inferior. Está formado por óxidos y silicatos de hierro, magnesio y calcio y rodeado por una envoltura sólida, que son los silicatos de la litosfera y la corteza.

El núcleo, que se encuentra separado del manto por otra discontinuidad, es más fluido y tiene un espesor de 3.400 km; está dividido en un núcleo externo, que llega hasta los 5.100 km, y otro interno, más sólido, que llega hasta el centro mismo de la Tierra, a 6.370 km, separados ambos por una capa de transición de unos 150 km. Está constituido por hierro y níquel, de densidades 7,9 y 9, respectivamente, que dan al planeta la alta densidad que conocemos. Para el centro se considera una temperatura de unos 4.300°C, inferior a la que correspondería si no se tuviera en cuenta una suavización del gradiente de incremento que se halla en los primeros kilómetros.

1.a) Suelo orgánico: Estos suelos se han formado casi siempre in situ, como consecuencia de la descomposición de vegetales, por la acumulación de fragmentos de esqueletos inorgánicos o de conchas de ciertos organismos.

Suelo inorgánico: El origen de estos suelos se debe, esencialmente, al resultado de la descomposición física y química de las rocas.

Llamamos roca a todo material que suponga una alta resistencia, y suelo, contrariamente, a todo elemento natural compuesto de corpúsculos minerales separables por medios mecánicos de poca intensidad, como son la agitación en agua y la presión de los dedos de la mano. Para distinguir un suelo de una roca podemos hacer uso de un vaso de precipitado con agua en el que se introduce la muestra a clasificar y se agita. La desintegración del material al cabo del tiempo conduce al calificativo de suelo,

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considerándose roca en el caso de efectos contrarios. Por medio de la compresión podemos establecer una frontera numérica; si el material rompe a menos de 14 Kg/cm² se toma como suelo, significándose que tal límite es arbitrario y que, en ocasiones, muestras que superan en el laboratorio el supradicho esfuerzo son manejadas con los criterios de suelo.

En síntesis:Suelo: Es todo agregado natural de partículas minerales separables por medios

mecánicos de poca intensidad.Roca: Es un agregado de minerales unidos por fuerzas cohesivas poderosas y

permanentes.

1.b) Suelo orgánico: La característica principal de este suelo es que posee una escasa capacidad portante y es muy compresible. Como propiedad más importante, podemos mencionar, su posibilidad de cultivo. Cabe agregar que esta clase de suelo también es llamada “tierra negra”.

Suelo inorgánico: La característica que presentan estos suelos es la de ser firmes y estables (cohesivos). Su propiedad es que resultan aptos para realizar fundaciones y otros tipos de construcciones.

2.- Las condiciones de los suelos del lugar donde ha de construirse una estructura son comúnmente exploradas por medio de inspecciones oculares, sondeos, perforaciones o excavaciones a cielo abierto. El técnico que las efectúa examina las muestras a medida que éstas son extraídas y las clasifica anotando el nombre del suelo e indicando su compacidad, color y otras características. Estos datos le sirven luego para preparar el perfil de la perforación, donde indica cada capa de suelo por su nombre y proporciona las cotas entre las cuales se extiende. Los datos así obtenidos pueden ser completados más tarde con un resumen de los resultados de ensayos de laboratorio efectuados sobre muestras de los suelos del perfil.

3.- Todo estudio del subsuelo debiera ser precedido de una revisión de las condiciones geológicas del terreno en o cerca del lugar. La mayoría de las veces debe ser suplementada con resultados de investigaciones más directas. Usualmente, el primer paso consiste en ejecutar unos pocos sondeos por un método rápido y obtener muestras suficientemente intactas de los suelos. Estos sondeos son conocidos como perforaciones exploratorias. Se puede necesitar además un muestreo más refinado, ensayos en el terreno.

Las muestras proporcionan el material para una investigación de las propiedades del suelo por medio de ensayos de laboratorio. Los ensayos en el terreno, como los de penetración, los de corte en el lugar o los de bombeo, proporcionan información directa relativa a detalles del perfil del suelo y a las propiedades del suelo in situ.

Métodos para el estudio del suelo.Excavaciones a cielo abierto. Se realiza este proceso con el fin de obtener

muestras cúbicas con un mínimo de alteración. No se requieren equipos especializados para esta labor, bastando un pico y una pala. Estudiado el proyecto para el que se realiza el estudio geotécnico, se determinan los puntos más desfavorables, es decir, aquellos que soportarán la mayor carga y se localizan sobre el terreno, refiriéndolos topográficamente.

Perforación a inyección de agua. A medida que progresa la perforación y a través de inyección y bombeo de agua, se observan el color y la apariencia general del agua que sale de la misma. Cuando se nota un cambio, se para la inyección para sacar una muestra de suelo.

Este método es usado extensivamente debido a su economía y rapidez, sin embargo la comprobación de cambios en las condiciones del subsuelo deben ser compensadas por un muestreo más frecuente.

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Perforación rotativa. Las características esenciales de la perforación rotativa son similares a la

que se practica por inyección, excepto que la barra de perforación y el taladro cortante se hacen girar mecánicamente a medida que el pozo avanza. El fluido circulante con frecuencia no está constituido por agua sino por barro de perforación.

Perforación a barreno. Las perforaciones poco profundas se hacen utilizando barrenos. Se ejecutan introduciendo en el terreno por rotación la punta helicoidal del barreno, para luego retirarlo con el suelo que se le adhiere. Este suelo se examina, y se repite la operación introduciendo y rotando nuevamente el barreno.

Las muestras de suelo cohesivo obtenidas con barrenos contienen todos los elementos sólidos que constituyen el material, pero su estructura ha sido destruida. Por ello, el uso de barrenos como herramienta de perforación no excluye la necesidad de obtener muestras con cuchara sacamuestras, estas muestras pueden considerarse representativas de las características del suelo inalterado.

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Métodos Geofísicos.Ciertos métodos geofísicos de exploración se han adaptado a los propósitos de la

ingeniería civil. Bajo condiciones favorables, los métodos geofísicos han dado buenos resultados, obteniendo datos respecto a las propiedades físicas de los suelos.

Métodos magnético y gravitatorio. Algunos de estos métodos están basados en el hecho de que la forma geométrica de todo campo de fuerza depende de la ubicación de los límites entre las sustancias que ocupan el campo. El campo de fuerzas puede tener existencia previa, como por ejemplo el campo magnético y el gravitacional de la Tierra, o bien puede ser creado artificialmente, como cuando se envía una corriente eléctrica a través del suelo situado entre dos electrodos enterrados.

Métodos sísmicos. Se basa en el hecho de que la velocidad de propagación de ondas elásticas es una función de las constantes elásticas del medio a través del cual las mismas se desplazan. Si una onda llega al límite entre dos medios con propiedades elásticas distintas, una parte se refleja y la otra se refracta. Para determinar la posición de un límite interno, por ejemplo, entre una roca dura y otra blanda o entre suelo y roca, se dispara una pequeña carga de explosivo a corta distancia debajo de la superficie y se mide el tiempo que las ondas reflejadas y refractadas tardan en llegar a distintos puntos de la superficie. Con estos resultados se puede calcular la posición del límite interno, siempre y cuando sea bien definido.

Método de la resistividad. Es útil para definir los límites entre suelos de baja resistividad, como las arcillas blandas o los depósitos orgánicos blandos, y los materiales de alta resistividad: arenas, gravas o roca.

4.- El uso de los métodos arriba mencionados son parte del estudio e investigación de las propiedades físicas del terreno para llevar a cabo un proyecto de cimentación o fundación.

5.- Muestras de suelo. Son aquellas que se requieren para la adecuada identificación de los materiales del subsuelo.

De acuerdo al tipo de muestra, podemos clasificarlas en dos grandes grupos: a) Los especimenes o muestras inalteradas, y b) Los especimenes o muestras alteradas.

La muestra inalterada será aquella que "prácticamente no ha sufrido modificaciones ni cambios en su naturaleza. El término inalterado es relativo, ya que ninguna muestra puede considerarse como enteramente libre de perturbación. En la mecánica de suelos se aplica el término a muestras que han sido obtenidas en una forma tal que su estructura física y sus propiedades permanecen inalteradas con relación a su estado en la masa de suelo de procedencia. Por esta razón no es aceptable la distorsión o contaminación de la muestra. La estructura del suelo, su contenido de humedad, y la configuración han de ser preservados. Hasta ahora no se han desarrollado métodos que permitan la extracción de muestras sin alteración alguna. A diferencia de las anteriores, las muestras alteradas serán aquellas que encierran perturbaciones notorias. Los especimenes de tomamuestras partidos y las muestras de zapapico y pala pertenecen a esta clasificación.

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6.- Laboratorios. Es aquel local donde se realizan estudios físicos y químicos a muestras proporcionadas para tal fin. Los laboratorios suelen ubicarse en dependencias de Casas de Altos Estudios (Universidades) tanto públicas como privadas, así también en empresas especializadas en Geotecnia, que dependiendo de la ubicación donde se desarrollaran los estudios de suelo es factible la instalación de un laboratorio móvil.

7.- Clasificación de Suelos. El suelo está constituido por partículas de muy diferente tamaño. Conocer esta granulometría es esencial para cualquier estudio del suelo. Para clasificar a los constituyentes del suelo según su tamaño de partícula se han establecido muchas clasificaciones granulométricas. Básicamente todas aceptan los términos de grava, arena, limo y arcilla, pero difieren en los valores de los límites establecidos para definir cada clase.

La finalidad del análisis granulométrico es obtener la distribución por tamaño de las partículas presentes en una muestra de suelo. Este ensayo es importante, ya que gran parte de los criterios de aceptación de suelos para ser utilizados en bases o sub-bases de carreteras, presas de tierra o diques, drenajes, etc., depende de este análisis.

Podemos decir que para obtener la distribución de tamaños, se emplean tamices normalizados y numerados, dispuestos en orden decreciente.

Partiendo de la infinita variedad con que los suelos se presentan en la naturaleza, el sistema unificado representa un intento sistemático de clasificación completa desarrollado

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Tamices

para satisfacer la necesidad de un lenguaje universal en la mecánica de suelos. Este sistema se caracteriza por la uniformidad de términos y símbolos, permitiendo así el intercambio regional e internacional de información entre ingenieros de suelos y el consiguiente enriquecimiento de sus conocimientos al poder compartir sus experiencias.

Desde un principio, la mecánica de suelos desarrolló sistemas de clasificación, los cuales asentaron sus bases en características puramente granulométricas. Sin embargo, el Sistema Unificado se basa en las propiedades mecánicas de los suelos, que son los fundamentos de la base de la ingeniería, ofreciendo la ventaja de que los tamices seleccionados coinciden con los normalmente empleados en cualquier ensayo granulométrico. Otra de las razones que justifican su gran utilización es que ofrece criterios simples que pueden ser manejados con información exclusiva de campo.

El Sistema de Clasificación Unificado de Casagrande es el de mayor aceptación mundial y se ha ido consolidando. Fue ideado por el Dr. A. Casagrande en la Universidad de Harvard, en 1942, quien originalmente lo creó como un sistema de clasificación de materiales para aeropuertos. Rápidamente, el Cuerpo de Ingenieros del Ejército Norteamericano lo adoptó y le hizo algunas modificaciones para generalizarlo y así poder utilizarlo en cualquier proyecto o programa de trabajo.

A continuación se presenta el sistema unificado de clasificación de suelos, en el cual la simbología utilizada es la siguiente:

G: grava (proviene del vocablo inglés gravel) S: arena (proviene del vocablo inglés sand) C: arcilla (proviene del vocablo inglés clay) M: limo (proviene de los vocablos suecos mo y mjla) O: suelos orgánicos (proviene del vocablo inglés organic) W: bien graduado (proviene del término inglés well graded) P: mal graduado (proviene del término inglés poorly graded) L: baja a mediana plasticidad (proviene del vocablo inglés low) H: alta plasticidad (proviene del vocablo ingles high) Pt: suelos altamente orgánicos (proviene del vocablo inglés peat, turba)

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También podemos mencionar las clasificaciones granulométricas de Atterberg o Internacional (llamada así por haber sido aceptada por la Sociedad Internacional de la Ciencia del Suelo) y la americana del USDA (Departamento de Agricultura de los Estados Unidos). Ambas clasificaciones se reproducen en la siguiente figura.

8.- De acuerdo a las ramas de la ingeniería o el tipo de construcción las obras reciben distintas denominaciones, tales las viales, portuarias, ferroviarias, hídricas, edilicias.

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Robert Harding Picture Library/Ian GriffithsConstrucción de una carreteraPara aguantar el desgaste producido por el tráfico y la intemperie, las carreteras deben construirse cuidadosamente, con cimientos y superficies horizontales y duraderas. Aquí vemos a un gran volquete descargar su carga de grava sobre una carretera en construcción. La grava es compactada por apisonadoras antes de aplicar la capa de asfalto.Biblioteca de Consulta Microsoft ® Encarta ® 2004. © 1993-2003 Microsoft Corporation. Reservados todos los derechos.

Panos Pictures/Trygve BolstadLa presa china de las Tres Gargantas, en construcciónCuando esté terminada, la presa de las Tres Gargantas se extenderá unos 2 km entre las márgenes del río Yangtzé, cerca de la ciudad de Yichang, en la provincia de Hubei. Se prevé que este gigantesco complejo hidroeléctrico permita generar electricidad con unos 18.200 megavatios de potencia. Con la presa se pretende también controlar las inundaciones en una región en la que éstas causaron más de 250.000 muertos entre 1930 y 1935. El embalse formado por la presa sumergirá una zona del valle del río Yangtzé de unos 600 km de longitud.Biblioteca de Consulta Microsoft ® Encarta ® 2004. © 1993-2003 Microsoft Corporation. Reservados todos los derechos.

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9.- Origen de los tipos de Suelo. El método de transporte a través de los agentes viento, agua, hielo y gravitación, así como la distancia de desplazamiento, condicionan la textura y el tamaño de las partículas resultantes, incidiendo en las diferentes clases de suelos. La clasificación más importante es la que considera la distancia de transporte, haciendo caso omiso del agente o agentes que intervinieron en la traslación de los suelos.

Así designamos por suelos residuales aquellos que yacen sobre o a corta distancia de la roca de origen, caracterizados por partículas de forma angulosa o muy angulosa. Cuando el traslado de los corpúsculos es prolongado, su rozamiento con las grandes áreas recorridas reduce su tamaño y pulimenta su superficie ocasionando partículas de formas redondeadas. Estas formaciones, de mayor capacidad que las residuales, son denominadas suelos transportados.

Según el medio de transporte, podemos realizar la siguiente clasificación:Suelos fluviales son producto de la acción del agua dulce corriente, pueden, en el

caso de torrentes montañosos, mover gravas gruesas y aún peñascos y bolos, depositando los agregados en orden decreciente de tamaños en la medida en que se reduzca el gradiente o velocidad del flujo y alcanzando el lecho o fondo del cauce primero la arena y luego el limo y la arcilla. En la desembocadura de los ríos, la reducción de la velocidad del agua motiva la formación de los suelos aluviales. Los suelos lacustres han sido formados en aguas tranquilas estáticas de los lagos, por lo común de suelos finos o arcillosos, uniformes y laminados, donde a veces se observan bandas de color, granulometría y plasticidad diferentes, reflejo de cambios en el historial geológico de la sedimentación. Los suelos marinos se constituyen por los residuos de la vida del mar, la contribución que hacen los ríos o por el trabajo dinámico del oleaje. Las sales presentes en el agua actúan como aglutinantes de los materiales depositados.

Suelos eólicos, originados por el viento como medio de transposición, que levanta agregados de tamaños reducidos para acumularlo en pequeños bancos de arena denominados dunas o médanos.

Suelos glaciales, existentes en las regiones septentrionales de Europa, Asia, Canadá y en algunas zonas de los Estados Unidos de Norteamérica, se originaron en el Período Cuaternario, cuando gigantescas masas de hielo se derritieron y avanzaron liberando grandes cantidades de grava y arena.

10.- Los elementos constituyentes del suelo existen en forma indisciplinada siendo necesario para la aplicación de la física suponerlos fusionados o continuos. De este modo se origina el diagrama de fases formado por las tres partes o fases fundamentales del suelo: gaseosa, líquida y sólida.

Como consecuencia de estas tres fases el suelo presenta unas determinadas propiedades que dependen de la composición y constitución de sus componentes.

Los minerales constituyen la base del armazón sólido que soporta al suelo. La fase sólida representa la fase más estable del suelo y por tanto es la más representativa y la más ampliamente estudiada. Es una fase muy heterogénea, formada por constituyentes inorgánico y orgánico.

La fase líquida del suelo está constituida por el agua y las soluciones del suelo. El agua procede de la atmósfera (lluvia, nieve, granizo, humedad atmosférica). Otras fuentes

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son infiltraciones laterales, capas freáticas, etc. La fase líquida circula a través del espacio poroso, queda retenida en los huecos del suelo y está en constante competencia con la fase gaseosa. Los cambios climáticos estacionales, y concretamente las precipitaciones atmosféricas, hacen variar los porcentajes de cada fase en cada momento.

11.- Clasificación según la humedad del suelo. Los suelos que posean distinta cantidad de agua o humedad pueden presentar propiedades que lo incluyan en el estado sólido, semi–sólido, plástico o semi–líquido.

El método usado para medir estos límites se conoce como método de Atterberg y los contenidos de agua o humedad con los cuales se producen los cambios de estados, se denominan límites de Atterberg. Ellos marcan una separación arbitraria, pero suficiente en la práctica, entre los cuatro estados mencionados anteriormente.

Límite líquido (LL). Humedad de un suelo remoldeado, límite entre los estados líquido y plástico, expresado en porcentaje.

Límite plástico (LP). Humedad de un suelo remoldeado, límite entre los estados plástico y semi-sólido, expresado en porcentaje.

Límite de contracción (LC). Humedad máxima de un suelo para la cual una reducción de la humedad no causa una variación del volumen del suelo, expresado en porcentaje.

Esquemáticamente:

Sólido Semi - sólido Plástico Semi - Líquido Líquido

LC LP LL

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Fuentes de Información.

Mecánica de Suelos de Terzaghi y Peck. Diccionario Larousse Ilustrado. Biblioteca de Consulta Encarta 2004 Microsoft Corp. Sitios Web de Mecánica de Suelos. Sitios Web de Geotecnia. Sitios Web de Geología. Sitios Web de Edafología.

Integrantes del grupo:

Curso 5º año, Construcciones, Turno Noche

CORIA, LUIS

RODRÍGUEZ, EDGAR

ROMANO, MANUEL

UTZ, LUDOVICO

ZELARAYÁN, MARTÍN

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Trabajo Práctico Nº 2 Fecha de entrega: 07/05/04Tema: Resistencia de Suelos Fecha de Presentación: 06/06/04Enunciado:

Esta guía deberá contener una síntesis de los títulos que a continuación se detallan:

1. Definición de Resistencia de Suelo.2. Clasificación de las resistencias del suelo.3. Fórmula para la determinación de la resistencia del suelo, siguiendo el criterio

elástico y el de la rotura.4. Características de las variables que intervienen en la fórmula de resistencia

(densidad, profundidad de desplante, coeficiente de estabilidad del suelo, ángulo de fricción interna del suelo, cohesión específica, coeficiente de seguridad, tensión de rotura y tensión admisible).

5. Métodos para la determinación de la resistencia del suelo.6. ¿Cómo es el mecanismo de falla de un terreno (según el método de la

rotura)?7. ¿Qué son los ensayos de carácter práctico, ensayo estático y ensayo

dinámico de cargas? Agregar esquemas ilustrativos.


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Desarrollo

1.- Resistencia de Suelo.Es la capacidad de carga que resiste un suelo sin romperse.

2.- Clasificación de las Resistencias del Suelo.Como las obras de construcción asientan por sus bases en el suelo, este debe ser

de una naturaleza tal que consienta el peso de las obras sin ceder, lo que equivale a decir que el suelo tiene que ser capaz de resistir las cargas transmitidas por las construcciones sin hundirse.

Los suelos resisten más o menos, conforme a su composición y compactación. La composición se refiere a la sustancia que forma su masa y en la proporción en que están contenidas cada una, la compactación expresa el grado de apretamiento que tienen las sustancias componentes. La composición determina que unos suelos resistan más cargas por cm² que otros, según que ella otorgue características pétreas o terrosas, y dentro de éstas características califiquen al suelo como granítico, calcáreo, arcilloso, margoso, etc., la compactación influye por la misma razón de que cuando más apretado este un suelo, menos vacíos tiene o más pequeños son ellos, de manera que hay menos lugares en los cuales puede introducirse las partículas al ser presionadas por las cargas, resultando que los terrenos mas compactos resistan más que los que no son tan apretados, dicho esto para terrenos de la misma composición.

La capacidad de resistencia de los terrenos está dada en cm² y la unidad de carga comúnmente utilizada en construcciones es la de kg, es decir entonces, que los suelos se clasifican para resistir en (kg/cm²).

Sabiendo que la resistencia de los suelos depende de su composición y compactación y los valores de dicha resistencia se conocen para distintos tipos de terreno, alguno de los cuales (los más comunes) se mencionan a continuación:

Terreno Resistencia Mínima en kg/cm²Tierra vegetal naturalmente húmeda 1Tierra vegetal húmeda 0,5Tierra vegetal naturalmente húmeda mezclada con arena 1,5Tierra vegetal mezclada con arcilla seca 4Terreno de relleno (tierra vegetal, arena y cascotes) 2Barro y fango -Arcilla seca 6Arcilla muy húmeda -Tierra greda muy poco compacta 1,5Tierra greda compacta 2,5Arena fina sin compactar 2Arena fina compactada 5Tosca compactada 5,5Tosca dura 9

La tierra vegetal muy húmeda y la misma mezclada con arena, son aptas para soportar el peso de construcciones comunes, como habitaciones en planta baja solamente.

La tierra vegetal muy húmeda solo podría servir para obras muy livianas.La tierra vegetal mezclada con arcilla seca, tiene las mismas aplicaciones que la

tierra vegetal muy húmeda.El terreno de relleno es comprometido, la resistencia de 2 kg/cm² se refiere a

apisonamientos muy bien efectuados con suficiente humedecimiento y fuerte compactación, por medio de pisón, siempre presentan la probabilidad de conservar partes no muy compactas, imposibles de comprobar que podrían ocasionar asentamientos con sus naturales consecuencias de grietas y otras deficiencias.

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El barro y el fango deben descartarse.La arcilla muy húmeda o impregnada de agua debe decantarse. La arcilla seca

solo sería utilizable si se tuviese la seguridad de que no tendrá contacto con el agua, pero esto es difícil de asegurar y también de impedir, no es prudente usarlo como terreno de fundación.

Las tierras gredas poco compactas, muy compactas y toscas, son aptas para obras corrientes. Requieren no tener contacto con el agua, al ablandarse disminuiría su resistencia, lo cual es fácil evitar haciendo las excavaciones para la fundación de una profundidad mayor de 0,60 m.

Los suelos de arena son aptos siempre que la arena no tenga probabilidades de escurrirse para lo cual debe hallarse encajonada, es decir contenida por el terreno circundante.

La Greda es una especie de arcilla arenosa y la tosca es piedra.

3.- Fórmulas para la determinación de la resistencia de suelos.

Método elástico.

Método de rotura.

4.- Características de las variables que intervienen en la fórmula de resistencia.

Profundidad que se encuentra el plano de asiento de fundación.

Densidad del suelo por encima del plano de asiento de fundación.

Densidad del suelo por debajo del plano de asiento de fundación.

Ancho menor de fundamento.

Coeficiente de estabilidad del suelo calculado o extraído de tablas de Terzaghi en

función del ángulo de fricción interno .

Cohesión específica del suelo, también obtenida de tabla, utilizada para calcular la capacidad de carga límite o resistencia a la rotura del suelo.

Coeficiente de seguridad que se adopta según el caso.

5.- Ídem punto 3.

6.- Mecanismo de falla de un terreno.Los suelos, como la mayoría de los materiales sólidos, rompen por tracción o por

corte. Las tensiones de tracción pueden causar la abertura de grietas que, bajo algunas circunstancias de importancia práctica, son indeseables o dañinas. Sin embargo, en la mayoría de los problemas de ingeniería sólo la resistencia a rotura por corte merece ser considerada.

La rotura por corte comienza en un punto de una masa de suelo, cuando en alguna superficie que pasa por dicho punto se alcanza una combinación crítica entre la tensión normal y la tangencial o de corte. Se han desarrollado varios tipos de dispositivos para determinar e investigar el valor que adquiere esta combinación crítica bajo distintos estados de solicitación.

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7.- Ensayos de carácter práctico.Muchas veces, en la práctica, se presenta la necesidad de conocer la verdadera

resistencia del suelo, para determinar con precisión el coeficiente de carga admisible. Este coeficiente puede conocerse efectuando ensayos de carga sobre el mismo terreno en que se va a levantar la construcción, pruebas que, generalmente, se hacen a nivel del plano de los cimientos, es decir, en el fondo de la zanja, hasta 3 m, a mayor profundidad se efectúa por medio de sondeo.

Para llevar a cabo tal comprobación, existen varios métodos, cuya aplicación depende de la obra a realizar.

Método de la pala. Es el más simple se reduce a observar directamente la calidad de la tierra y la resistencia que la misma ofrece a la pala cuando se ejecuta la excavación.

Hecha la excavación, habiendo alcanzado la profundidad en que se pretende fundar la obra, se toma la pala de punta y levantándola de manera que la empuñadora quede a la altura de la cabeza del que opera, se la impulsa violentamente hacia abajo tomada de la empuñadora, la pala se clavará en el suelo y si su penetración no es mayor de 2 o 3 cm, puede admitirse que el suelo es bastante resistente para resistir el peso de obras comunes.

Método de la pesa. Se toma un adoquín de formas más o menos regulares y se lo deja caer desde una altura de 1 m, sobre la cota de fundación. Si el suelo es suficientemente resistente, el adoquín rebotará dejando una huella de penetración no mayor de 0,5 cm, si el terreno presentará un hundimiento mayor debe creerse que el suelo no permite mas que obra pequeñas, como tapiales, tabiques, etc., pero no muros de cargas o de espesores de 30 cm.

Método de la mesa. Más práctico y más utilizado para conocer la carga máxima que puede soportar un terreno, es el de la mesa.

Se efectúa del modo siguiente: Sobre el fondo de la zanja, previamente limpio y plano, se pone una pequeña mesa de cuatro patas cortas, las que han de ser de sección cuadrada y de medidas conocidas.

Encima de esta mesa, se colocan diversos objetos pesados (piedras, hierros, bolsas de arena, cemento, etc.), hasta que los pies de la misma empiecen a hundirse; a continuación, se comprueba el peso total de la carga cuyo valor, dividido por la superficie total de apoyo, medida en cm², de las cuatro patas, nos dará como resultado el valor de la carga máxima que puede soportar el suelo por cm².

Si suponemos que el lado de cada pata tiene 5 cm, su superficie será 25 cm², y las cuatro patas sumarán 100 cm².

Calculando que la carga total que resiste la tierra, realizado el ensayo, es de 2500 kilos, dividiendo este número por los 100 cm² que suman las cuatro patas nos dará un cociente igual a 25, cifra que representa los kilos de carga máxima por cada cm² de superficie de apoyo.

Como estos 25 kilos de carga hacen que la tierra se hunda, es lógico que para los cálculos no debemos emplear esta cantidad, sino que se tomará la décima parte de 25, o sea que se divide por 10, que es el coeficiente de seguridad. El resultado 2500 gramos, es decir 2,5 kg, representa la carga admisible. Entonces, para calcular los cimientos de una obra, es necesario tener presente que la tierra no debe soportar, en este caso, por cada cm² de apoyo, más de 2,5 kg.

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Ensayo estático de carga.Este ensayo supone aplicar un determinado grado de carga en el suelo mediante la

utilización de un aparato que consiste en una prensa hidráulica con un vástago roscado en cuyo extremo inferior permite la fijación de platillos circulares de acero cuyo diámetro puede llegar de 30 a 50 cm., también dispone de un manómetro especial que permite medir el esfuerzo aplicado.

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Ensayo dinámico de carga.Este ensayo involucra conocer la resistencia del terreno o de fundación mediante la

aplicación de cargas en movimiento, que podrían ser representadas por camiones en circulación con equipo pesado en movimiento rodillo.

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Mecánica de Suelos de Terzaghi y Peck. Manual Práctico de Edificación de Juan Primiano. Calculista de Estructuras de Simón Goldenhorn.



CORIA, LUIS

RODRÍGUEZ, EDGAR

ROMANO, MANUEL

UTZ, LUDOVICO

ZELARAYÁN, MARTÍN

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Trabajo Práctico Nº 3 Fecha de entrega: 30/07/04Tema: Excavaciones en general Fecha de Presentación: 03/09/04Enunciado:

Para las edificaciones, en general, se necesita conocer las características del suelo donde serán construidas y más aun las resistencias, se hace necesario para el nivel de las cimentaciones, establecer algunas directivas y diseños constructivos de las excavaciones, que deberán ser complementadas para que las construcciones proyectadas deben tener un final feliz, es decir que no cometamos errores en el proceso de uso del suelo, así también, durante la etapa de ejecución. Para ello deberá resguardar y además se debe respetar en esta guía de trabajo práctico algunos conceptos tales como:

1. Definición y función de una excavación.2. ¿Cómo podrán hacerse las excavaciones?3. Definir y clasificar las excavaciones a mano, como así también, indicando la

herramienta.4. Definir y clasificar las excavaciones a máquina. Indicar el nombre y las

características de las máquinas que se utilizan en la forma de excavación. Agregar fíguras.

5. ¿Cuáles son las formas en planta y en corte que puede tener una excavación?

6. ¿Qué entendemos por profundidad crítica de una excavación? Agregar dibujos.

7. ¿A qué se llama esponjamiento del suelo? Clasificar y para que sirve. Agregar tabla de valores.

8. ¿Cuáles son los equipos y herramientas, en general, para realizar las excavaciones superficiales y profundas que se realizan en los suelos? Agregar gráficas de los equipos que participan.

9. ¿Qué es el achique de napa freática?10. ¿A qué llamamos entibaje y apuntalamiento? Agregar dibujos.


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DesarrolloExcavación.

Las excavaciones son movimientos de tierras cuya profundidad, en relación con la superficie o la anchura, es más importante.

Las excavaciones sirven para la ejecución de los edificios. Las excavaciones tienen como función preparar el terreno para la futura construcción del sistema de cimentación propuesto. Cada terreno presenta distinta dificultad a su excavabilidad y por ello en cada caso se precisan medios diferentes para afrontar con éxito su excavación.

Cómo podrán hacerse las excavaciones.Excavación a plena anchura. Se denomina así al movimiento de tierras general de

la superficie construida, cuya profundidad está limitada, por ejemplo, al nivel del suelo de los sótanos o bodegas de la construcción.

Excavación en zanja o en regata. Es una trinchera cuya anchura mínima es de 0,40 m, y está destinada a alojar los muros, las cimentaciones, las canalizaciones, etc.

Excavación de pozos. Es un movimiento de tierras de pequeña superficie y gran profundidad. Este género de excavación se lleva a cabo para establecer las cimentaciones de pilares aislados, por ejemplo. Las dimensiones mínimas de esas excavaciones dependen de los medios de realización de que se dispone.

Excavación en galería. Es aquella que se ejecuta bajo tierra y requiere el empleo de entibaciones a medida que la excavación va avanzando.

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Excavación a Mano. Herramientas.Las excavaciones pueden realizarse con pala o con azadón si se trata de tierra

vegetal, arena, terrenos fangosos, etc. Se utiliza el zapapico para mullir la tierra, los conglomerados, las arcillas y las margas cuya cohesión no sea excesiva. El pico, los martillos neumáticos se emplean para las rocas y las arcillas compactas.

Se efectúan a mano las excavaciones cuando se trata de movimientos de tierras de escaso volumen o cuando lo exigen circunstancias especiales. Estas circunstancias pueden ser: excavaciones llevadas a cabo entre el estorbo de los acodalamientos; las que se realizan subterráneamente para recalce de construcciones o en las cercanías inmediatas de éstas. La ejecución de pequeñas excavaciones, necesarias para las cimentaciones y para las canalizaciones de los edificios, se hace generalmente a mano.

Los movimientos de tierra se efectúan por excavaciones de capas de 40 cm de profundidad. La tierra, mullida y desmenuzada, se lanza fuera de la excavación por medio de palas. El aumento de la profundidad exige el lanzamiento de tierras por etapas sucesivas. Esta última labor se llama paleo por banquetas. La altura entre dos banquetas sucesivas, un trabajo normal no debe exceder de 1,80 m. Estas banquetas pueden hacerse a base de escalones o de andamios.

Excavación por medios mecánicos. Máquinas.Bulldozer.Los bulldozer son tractores dotados de una cuchilla frontal rígidamente unida a él,

que forma un ángulo de 90º con el eje del tractor. La cuchilla tiene movimiento vertical.

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Se emplea para realizar excavaciones superficiales en terrenos compactos, para la limpieza de capas vegetales, y extendido de tierras y áridos.

La distancia óptima de trabajo es hasta 100 m y velocidad hasta 10 Km/h montado sobre orugas y hasta 25 Km/h montado sobre neumáticos

El angledozer es similar al bulldozer, pero con posibilidad de dar a la cuchilla giro en plano horizontal. La cuchilla está más separada de la máquina y no forma un conjunto tan rígido, resultando menos apropiados los angledozer para los trabajos de potencia.

Bulldozer DD80(L) de DAEWOO.

En las especificaciones técnicas de los diferentes fabricantes, están detallados las dimensiones, los pesos, los sistemas internos de configuración, incluso las curvas que caracterizan el esfuerzo.

Traillas.Las traíllas son máquinas diseñadas para realizar simultáneamente la

excavación, el transporte y el extendido de tierras. Se emplean en obras lineales de movimiento de tierras (canteras, canales, etc.).

Las traíllas pueden ser remolcadas por tractores, para distancias de transporte de 100 m. a 500 m. o autopropulsadas, para distancias de transporte de 300 a 1500 m.

La velocidad oscila entre 30 y 60 Km/h, dependiendo de las circunstancias de la vía.

Motoniveladora de la gama CHAMPION GRADERS de VOLVO.

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Palas excavadoras.Son máquinas compuestas de un bastidor montado sobre orugas o neumáticos y una

superestructura giratoria dotada de un brazo con cuchara, accionado por mando hidráulico o por cables.

Se utilizan para excavar en frentes de trabajo de cierta altura y realizan los movimientos siguientes: excavación de abajo hacia arriba, giro horizontal y descarga de la cuchara, giro horizontal de regreso al frente de trabajo.

Pala excavadora SOLAR 450-III GIANT de DAEWOO.

Palas cargadoras.Las palas cargadoras son máquinas sobre orugas o neumáticos, accionadas por

mando hidráulico, adecuadas para excavaciones en terrenos flojos y carga de materiales sueltos, en camiones o dúmper.

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Pala cargadora WA700-3 de Komatsu

Descarga de tierras sobre un dúmper.

Camiones y dúmpers.El transporte de material excavado a vertedero o al lugar de empleo es muy usual en

las obras. Esta operación comprende el transporte de tierras sobrantes de la excavación a vertedero, o bien el transporte de las tierras necesarias para efectuar un terraplén o un relleno.

El transporte de tierras a vertedero puede formar una unidad única con la excavación en desmonte y el transporte de tierras para pedraplén suele estar incluido en la unidad de terraplén compactado, especialmente cuando esta unidad se realiza con bulldozer o traíllas.

Tanto camiones como dúmper son medios de transporte para largas distancias, con una serie de peculiaridades. Mientras los primeros no pasan de un peso de 13 toneladas por eje (pueden circular por carreteras convencionales), los segundos no. Los segundos, además de su gran capacidad, tienen un diseño especial que los compatibilizan para soportar cargas bruscas, terrenos accidentados, etc.

Camiones: Vehículos de caja descubierta, destinados al transporte de cargas superiores a 500 Kg, siempre han de ser basculantes.

Dúmper: Vehículos de caja basculante muy reforzada (tara mayor o igual a la carga útil). Suelen tener varios ejes tractores y calzar neumáticos todo terreno. Se emplean para transportes cortos, fuera de carreteras o caminos y tienen capacidad de carga muy variable. Suelen tener una elevada capacidad de transporte, oscilando los pesos netos entre 30 y 40 toneladas con cargas útiles entre 40 y 60 toneladas.

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Dúmper Terex serie TR60

Dúmper articulado TEREX TA35.

Profundidad crítica de una excavación.Se llama profundidad crítica de excavación de un terreno, a la profundidad máxima

que se puede excavar en pared vertical estable, sin ningún tipo de entibaje o apuntalamiento.

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Como orientación se pueden dar los siguientes valores:

TERRENOPROFUNDAD CRÍTICA EN

mArena cohesiva 1,25

Arcillosos 1,50Muy compactos, sin rocas y con martillos rompedores 1,80

Muy compactos, sin roca. Con picos 2,00Compactos, con maquinaria y sin obreros 3,00

Los factores que influyen en la estabilidad de los terrenos y que pueden afectar la profundidad crítica son:

Climatológicos. Sobrecargas.

Esponjamiento del suelo.El esponjamiento de las tierras es el aumento de volumen consecutivo a la remoción

provocado por la extracción. La tierra extraída de una excavación ocupa un volumen superior al que ocupaba el terreno antes de ser excavado.

Este hecho ha de ser tenido en cuenta para calcular la producción de excavación y dimensionar adecuadamente los medios de transporte necesarios.

La importancia del esponjamiento depende de la naturaleza del terreno; se atenúa y casi se anula con el tiempo, en el caso de la tierra vegetal, de arena y de gravilla fina.

Un apisonado enérgico de los terraplenes y el rociado o regado de las tierras disminuye considerablemente el esponjamiento.

La siguiente tabla indica el ángulo del talud natural de las tierras; el peso de 1 m3 de tierra “sin mover” (antes de desmontarla); el volumen de desmonte obtenido por un movimiento de 1 m3 de tierras en el terreno (volumen esponjado, pasajero). La última columna contiene el esponjamiento permanente: el volumen de tierra extraído de una excavación de 1 m3 utilizado como terraplén, cuidadosamente apisonado y apelmazado al colocarlo en su sitio.

Estos valores pueden ser influenciados considerablemente por el agua contenida en el terreno.

Naturaleza de las tierras Angulo del talud natural Peso t/m3Esponjamiento

pasajero dm3 (l) permanente dm3 (l)Arena fina, seca 10 a 20º 1,4 1100 1030Arena fina, mojada 15 a 25º 1,6 1200 1040Grava media, ligeramente húmeda

30 a 40º 1,9 a 2,1 1250 1040

Tierra vegetal húmeda 30 a 45º 1,6 a 1,7 1100 1030Tierra muy compacta 40 a 50º 1,6 a 1,8 1650 1100Guijarros, escombros 40 a 50º 1,5 a 1,7 1500 1150Marga seca 30 a 45º 1,5 a 1,6 1500 1080Arcilla seca 30 a 50º 1,6 1500 1150Arcilla húmeda 0 a 20º 1,8 a 1,2 1250 1080Gres tierno, rocas diversas 50 a 90º 2 a 2,5 1500 1100 a 1200

Al dimensionar los medios de transporte habrá de tenerse en cuenta no solo la capacidad que cada vehículo tiene, sino considerar su carga máxima.

Achique de napa freática (agotamiento).Los agotamientos tienen por objeto eliminar el agua existente en determinados

puntos de la obra, especialmente en excavaciones y cimentaciones, para poder trabajar en seco con ellos.

El agotamiento se realiza normalmente por uno de los sistemas siguientes: Canalizando las aguas hacia el punto más bajo, donde se instala una bomba

adecuada que permita elevar y evacuar las aguas.

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Estableciendo una serie de pozos filtrantes, dotados cada uno de su correspondiente bomba y rebajando así el nivel freático en toda la zona de trabajo.El equipo necesario para realizar los agotamientos está compuesto por grupos

motobombas sumergibles con motor eléctrico o por grupos centrífugos con motor eléctrico o gasolina, así como por las correspondientes tuberías de aspiración e impulsión. Estas bombas pueden trabajar con agua que contenga arenas, arcillas o limos, hasta densidades del orden de 1.40 t/m3.

Entibaje y apuntalamiento.Las excavaciones se ejecutan por desmontes sucesivos de capas de 0,40 m de

profundidad.Cuando la profundidad de una excavación es importante, a fin de prevenir los

desmoronamientos y los riesgos de accidentes, por una parte, y para disminuir la superficie total ocupada, por otra, es conveniente y a veces necesario apuntalar o entibar las tierras.

La inclinación de los taludes naturales, en un terreno determinado, puede ser desfavorablemente influenciada por ciertos factores externos. Las posibles infiltraciones de agua en el interior o procedentes de las lluvias, el efecto de las trepidaciones provocadas por las máquinas o los vehículos, las cargas situadas en la proximidad inmediata de la excavación, son elementos que modifican los planos de rotura de los terrenos.

De una manera general, la pared de cualquier excavación debe ser apuntalada o revestida cuando la pendiente del talud excede de las relaciones siguientes:

1:1 en terrenos movedizos o desmoronables; 1:2 en terrenos blandos pero resistentes; 1:3 en terrenos muy compactos.

Esquemáticamente, las excavaciones profundas pueden presentar perfiles transversales como los mostrados en las siguientes figuras.

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La ejecución del apeo o entibación puede realizarse según las costumbres locales. Sin embargo, ciertos puntos son objeto de una reglamentación establecida por las normas de seguridad y por las compañías de seguros. Entre tales condiciones merecen citarse:

a) La anchura de las excavaciones a entibar debe ser tal que la entibación pueda efectuarse en las condiciones normales.Como mínimo dicha anchura debe ser:

–––––– hasta 1,00 m de profundidad 0,65 m hasta 1,50 m de profundidad 0,75 m hasta 2,00 m de profundidad 0,80 m hasta 3,00 m de profundidad 0,90 m hasta 4,00 m de profundidad 1,00 m para más de 4,00 m de profundidad

b) Es necesario entibar a tiempo, y el material destinado al revestimiento de la excavación debe estar a pie de obra con la suficiente antelación, en buen estado y en cantidad suficiente.

c) La entibación de las excavaciones debe comprender tablas de 4 a 5 cm de espesor y los codales utilizados deben ser maderos rollizos y de sección proporcionada a los esfuerzos que han de soportar. El diámetro de dichos rollizos no debe ser inferior a 10 cm para las excavaciones más estrechas de 80 cm. Debe tener, como mínimo, 12 cm para las excavaciones más anchas. Los puntales metálicos y los de madera escuadreada se autorizan siempre que su resistencia sea igual o superior a la de los rollizos. Las tablas deben quedar aseguradas a lo menos por tres apoyos, equidistantes aproximadamente.

d) La distancia libre entre las tablas depende de la naturaleza del terreno. En terreno movedizo y fluyente (como las arenas, por ej.), las tablas deben estar a tope sin dejar espacio libre entre ellas. En terreno resistente, es posible, si los reglamentos locales lo

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autorizan, dejar un hueco entre las tablas; el fin perseguido con tal forma de entibación es impedir la puesta en movimiento de grandes masas de materiales.

e) La situación y número de los codales depende de la resistencia de las tablas utilizadas y del empuje de las tierras, que debe presumirse el más desfavorable que pueda actuar sobre las paredes de la entibación. Este empuje aumenta con la profundidad.

f) Los codales deben disponerse perpendicularmente a la superficie de la tablazón. Los montantes de apeo que sostienen las tablas de servicio deben estar sostenidos por grapas o tacos que impidan todo deslizamiento vertical. Además, deben colocarse plintos o rebordes en todos los lados de los tableros de servicio.

g) El pie del montón de tierras o escombros sacados de las excavaciones debe estar, por lo menos, a 1 m de distancia de la madera del entibado o de la arista superior del talud. La tablazón del revestimiento debe rebasar el nivel del terreno en unos 5 a 10 cm a fin de prevenir toda caída de materiales en la excavación.

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h) Toda excavación de más de 2 m de profundidad debe estar provista de escalera para facilitar el acceso a la misma. Esta escalera debe rebasar el nivel del suelo, por lo menos, en 75 cm.

Las entibaciones pueden utilizar tablazones horizontales con travesaños verticales, o tablas verticales con travesaños horizontales.

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Tecnología de la Construcción de Baud. Manual Práctico de Edificación de Juan Primiano.



CORIA, LUIS

RODRÍGUEZ, EDGAR

ROMANO, MANUEL

UTZ, LUDOVICO

ZELARAYÁN, MARTÍN

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Trabajo Práctico Nº 4 Fecha de entrega: 30/07/04Tema: Fundaciones Fecha de Presentación: 03/09/04Enunciado:

En esta guía de trabajo práctico deberá contener un trabajo analítico y monográfico referido al tema diseño constructivo y comportamiento estructural de las fundaciones, realizando los siguientes puntos:

1.- Establecer la función y la definición de las fundaciones. Generalidades de las mismas.

2.- Clasificar ordenadamente los diferentes grupos y tipos de fundaciones, se debe agregar un esquema ilustrativo de las mismas, así como también una breve reseña de ellas.

3.- Realizar un breve comentario referido a las partes componentes de una cimentación: bulbo de presiones, asentamientos admisibles o permitidos, esquemas de los diagramas de presiones en el terreno, consecuencia del asiento de una cimentación, tensiones del hormigón, del acero y cimentación, otros.

4.- Describir el trabajo de entibaje y apuntalamiento en cimentaciones, agregar ilustraciones.

5.- A qué se llama depresión de napa freática o achique.6.- Qué pautas se tienen en cuenta antes de construir una fundación, mencionar varias

de ellas con un breve análisis.7.- Describir en qué consisten los trabajos de submuraciones y qué precauciones

deberán tenerse en cuenta.


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Desarrollo

1) FUNDACIONES. DEFINICIÓN Y FUNCIÓN.El fundamento, es la parte de la construcción que apoya sobre el terreno; constituye,

así, la base del edificio, y por lo tanto, debe satisfacer la función estática de soportar los pesos de la superestructura en las peores condiciones de carga y repartirlos sobre el terreno en la profundidad necesaria.

La fundación debe ser hecha de modo tal que la base de apoyo no ceda o se desplace bajo la acción de cargas fijas o móviles, permanentes o accidentales, y que tampoco sufra alteración por posibles corrosiones de las aguas subterráneas o superficiales.

Los sistemas de fundación presentan una gran variedad de tipos, que se relacionan con las condiciones particulares del suelo, las características de la estructura a fundar, los medios de construcción, y, sobre todo, la presencia de napas de aguas y la posibilidad de extraer las mismas durante el curso del trabajo.

2) CLASES Y TIPOS DE FUNDACIONES.Las distintas clases de fundaciones que se presentan en la práctica, y su

profundidad, están sujetas siempre a la importancia de la obra y a la naturaleza del terreno.Se las clasifica en: Fundación normal u ordinaria y fundación artificial.Fundación normal: cuando la base del muro o columna se asienta directamente

sobre el suelo resistente a una profundidad no mayor de 2 m.Fundación artificial: cuando el terreno resistente está a una profundidad mayor de 2

m y hay que recurrir a cualquier artificio para fundar, pilotaje, plateas continuas, pilares con arcos o vigas, columnas con vigas, etc.

Fundación normal u ordinaria.Son las que se construyen en terreno seco, el cual puede excavarse hasta la

hondura necesaria. La profundidad de estas fundaciones varía de 50 cm hasta 2 metros.A todo cimiento natural de pared siempre se le da un ensanche o pie con relación a

la parte superior inmediata de la misma. Ese ensanche, se denomina zarpa, y suele hacerse simétrico, esto es, igual por uno y otro paramento del muro. La porción de pared ensanchada con zarpas, recibe el nombre de zapata.

La zarpa mínima en terreno muy bueno, es de 5 cm en la zapata de hormigón y de 7½ cm en la de ladrillos comunes. En terreno bueno, la zarpa pasa a ser tal, que la zapata mide 1½ a 2 veces el ancho del muro; pero la anchura de esta última aumenta aún en los terrenos mediocres, y, por razones de economía, se hace por escalones o zarpas sucesivas, quedando así la zapata constituida por varios retallos.

Estos retallos, no pueden tener dimensiones arbitrarias, puesto que su vuelo o zarpa ha de estar en proporción con su espesor.

Según cálculos, la altura del retallo debe ser 4 veces la longitud de la saliente, o sea que si ésta tiene 7½ cm, como sucede generalmente en los cimientos de ladrillos comunes, la altura del retallo será de 30 cm.

Un muro de 0,10 m puede tener cimientos de 0,15 m si es de ladrillos, o de 0,20 m si es de hormigón. Tratándose de una pared de 0,15 m su cimiento será de 0,30 m, y si fuera necesario ensancharlo, se lo llevará a 0,45 m. Para un muro de 0,30 m los cimientos tendrán 0,45 o 0,60 m. El de 0,45 m, debe tener cimientos de 0,60 o 0,75 m.

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Los tabiques de 0,10 m pueden asentarse directamente sobre el contrapiso o sobre la losa del hormigón.

Se ha demostrado por cálculo que cuanto más inconsistente es el fundamento, tanto más convendrá emplear en la estructura de las zapatas un material que ofrezca mayor resistencia a la tracción. Este material suele ser hormigón, o viguetas envueltas en albañilería.

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En terrenos suficientemente resistentes, los cimientos se construyen directamente sobre ellos, aplicándoseles una capa de cal con el objeto de obtener una buena nivelación de la primera hilada de ladrillos.

En terrenos de poca resistencia, o en lugares donde abunda el canto rodado, el cimiento de los muros está generalmente formado por hormigón solamente, o por losas con armaduras de hierro, constituyendo así el hormigón armado.

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Esta losa de hormigón armado, puede tener un espesor de 10 a 15 cm y en la armadura se podrá utilizar hierros de 10 mm de diámetro con ligaduras de alambre de 6 mm separadas entre sí unos 40 cm.

Para evitar que esas barras lleguen a deslizarse dentro de la masa de hormigón que las circunda, sus extremos se doblan en semicírculo.

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Consolidación con arena. Los terrenos malos pueden asimismo ser consolidados haciendo actuar las cargas de la construcción sobre bancos de arena, la cual transmite sobre una superficie mayor los esfuerzos del terreno.

En el fondo de la zanja se apisonan capas de arena de 10 cm de espesor, de manera que las que apoyan sobre el terreno tengan la superficie admitida por el cálculo de resistencia del suelo y estén limitadas por dos rectas a 45º que arrancan de los extremos de la base del cimiento de ladrillo.

En los terrenos en que se hace esta operación, no debe tener acceso el agua, pues para que la arena actúe como material incompresible ha de estar bien seca.

Fundaciones artificiales.Fundaciones sobre arcos y estribos, arcos y pilares. Los terrenos suficientemente

resistentes para soportar grandes cargas, no están siempre a flor de tierra, y en muchos casos habría que descender las cimentaciones ordinarias a profundidades considerables, que, en terrenos muy flojos, pueden ser hasta de 15 m. A veces se debe renunciar a encontrar el buen terreno, debido a que se encuentra tan abajo que no sería posible la cimentación mediante este sistema.

Cuando el terreno resistente se halla entre los 2 y 3 m, conviene recurrir a la fundación sobre arcos y estribos, encima de los cuales descansará la construcción, y si está entre los 3 y 5 m, la cimentación puede hacerse con arcos y pilares.

Una vez que se sabe dónde se halla el terreno de fundación, es preciso determinar en el plano los puntos más cargados, cuya separación puede oscilar de 3 a 5 m entre los ejes; luego, se abren pozos que lleguen al terreno firme, teniendo cuidado de penetrar en él unos 30 a 50 cm a fin de que la base del estribo o pilar tenga una absoluta estabilidad. Estos pozos son de sección rectangular o circular, y las excavaciones se efectúan todas al mismo tiempo.

Los pozos pueden rellenarse de hormigón, compuesto de 1 parte de cemento, 3 de arena y 5 de piedras, arrojado desde el nivel superior, y se apisonan por capas de 20 a 30 cm de espesor. El relleno se hace llegar hasta una altura determinada por la línea que une los arranques del arco.

La cimbra de los arcos de la cimentación, puede estar formada por la misma tierra. Las diferentes cotas se fijan partiendo de una línea de referencia situada a un metro sobre el nivel de la vereda o del nivel general de la construcción.

En caso de que los pozos estén muy distanciados, los arcos, si son elípticos o rebajados, deben encadenarse con barras de hierro, a la altura de la línea de los arranques, con el objeto de evitar los empujes que pueden ser considerables.

La base de los estribos y pilares que penetra en el terreno firme, es conveniente ensancharla con una inclinación de 60º, para lograr una mayor superficie de apoyo.

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Fundaciones sobre vigas y estribos, vigas y pilares. Estas clases de fundaciones se hacen con idéntico fin que las cimentaciones sobre arcos, respecto de las cuales gozan, hoy en día, de una preferencia que se basa en la fácil aplicación del hormigón armado y en que su construcción resulta más rápida y económica.

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Plateas de fundación. Otra manera de soportar cargas en terrenos constantemente húmedos y donde existen, además, filtraciones de agua, es mediante las plateas de fundación, que abarcan toda la superficie de la planta del edificio.

El procedimiento es análogo al de las losas de hormigón, y la presión unitaria sobre el terreno es mínima.

En suelos arenosos, la construcción aparece como flotando sobre esta platea de hormigón, en la cual se fijan las bases de las columnas.

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Si alguna de las columnas soporta una carga considerable, puede aumentarse debajo de la misma el espesor de la platea.

La platea puede construirse con rieles usados y hormigón, pero como aquéllos tienen el inconveniente de ser muy pesados, se hace casi exclusivamente de hormigón armado.

En todos estos tipos de fundaciones es condición primordial que los asientes de las mismas sean uniformes.

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Pilotes. Este procedimiento consiste en transmitir las cargas del edificio, a través de pilotes, a la capa profunda de terreno firme.

Los pilotes son troncos o pies derechos que se introducen en los terrenos movedizos y acuosos hasta hallar la capa sólida.

De acuerdo con el material de que están compuestos, se dividen en pilotes de madera, de hierro o de hormigón armado, siendo estos últimos los de uso más generalizado en el país, debido a que son prácticos, económicos y más convenientes y mejores, desde todo punto de vista.

Los pilotes de hormigón se arman como los pilares, pero con hierros más gruesos, y sus armaduras secundarias están constituidas como las de las vigas, para resistir la flexión lateral que puede originar el empuje de las tierras, en virtud de su variado grado de consistencia en los diferentes puntos.

Los tipos más comunes de pilotes de hormigón, son los de sección cuadrada, hexagonal y octogonal.

La hinca de los pilotes se efectúa con aparatos llamados martinetes, los cuales tienen una maza que se deja caer de cierta altura sobre las cabezas de aquéllos. Hay martinetes movidos a mano y otros a vapor.

En casos sencillos de pilotaje poco profundos, se utilizan martillos pesados.Durante su introducción, es necesario evitar que el pilote se aparte de la dirección

que ha de seguir, empleándose, con este fin, los medios más apropiados para guiarlo; si, a pesar de esto, a causa del choque que recibe se desviara, se debe sacar, o se pone otro pilote al lado, que es lo que de ordinario se hace.

El rechazo absoluto es el que proviene de la resistencia natural del terreno; el relativo, es debido al rozamiento que resulta de la compresión del terreno por efecto de la hinca de los pilotes, o, lo que es lo mismo, por el desplazamiento de la cantidad de tierra que ocupa el pilote.

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Fundaciones de columnas y pilares. En la práctica se presentan diversos tipos de fundaciones para columnas y pilares: de mampostería de ladrillos, columnas de hierro y columnas de hormigón armado.

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En estas fundaciones, se debe tener especial cuidado, porque se limitan a una superficie reducida y aislada, además de soportar cargas considerables.

Los cimientos de las columnas y pilares deben tener las zarpas necesarias para que la presión transmitida por las cargas a las bases de fundamento no excedan la carga de seguridad que sea lícito hacer soportar a dicha base.

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Las zarpas se obtendrán por ensanches sucesivos de medio ladrillo, escalonados de cuatro en cuatro hiladas para el ladrillo ordinario y de tres para el de máquina.

Es conveniente que las zarpas tengan 7,5 cm, pues ello permite obtener una mejor traba de los ladrillos.

Es preciso que todo cimiento tenga un espesor superior, por lo menos en medio ladrillo, al de la columna o muro que descanse sobre él.

Las fundaciones para columnas de hierro pueden hacerse de hormigón, o también con sobrantes de perfiles de hierro. Primeramente, se tiende sobre el suelo nivelado una hilera de estos perfiles, cuyo largo debe ser igual al lado mayor de la base, y luego, se coloca otra hilera de hierros, cruzados con los primeros. Todos deben unirse entre sí con pernos abulonados para que ninguno pueda deslizarse. Sobre la segunda hilada, se apoya la columna de hierro. Luego, el conjunto se reviste de hormigón, como la columna.

Cuando el cimiento de una columna de hierro se construye de hormigón, el lado de la base superior de este cimiento debe sobresalir 5 cm más a cada lado, del ancho de la propia base de la columna. La inclinación que se dará al fundamento para su ensanche hasta la base inferior que apoya sobre la tierra, ha de ser de 45º. Esta base tendrá un espesor mínimo de 10 cm.

En las estructuras de hormigón armado, las columnas y las bases de las mismas, unidas por las armaduras de hierro, forman un conjunto monolítico.

En el caso de construcciones que se deben levantar al lado de otros edificios, el ancho del cimiento que habrá que dar a las columnas es mayor que el del muro medianero que divide las dos propiedades; por consiguiente, al proceder a su ensanchamiento penetraríamos en terreno lindero. A fin de evitarlo las bases de las columnas que se construyen en el muro medianero son asimétricas, haciéndolas penetrar en el mismo terreno donde se levanta la construcción.

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3)

4) Realizada en Trabajo Práctico anterior.5) Realizada en Trabajo Práctico anterior.6) PAUTAS PARA FUNDACIÓN.

Como primera medida debe comenzarse con el estudio del terreno, limpieza y búsqueda de pozos negros, que encontrados éstos se procederá a su cegado con tierra humedecida y bien apisonada, previa limpieza y desinfección con cal. Los pozos que estuvieran debajo de las bases de columnas serán rellenados con hormigón de cascote de ladrillos, apisonado por capas.

Se hace necesario realizar las pruebas de resistencia del terreno para evaluar la calidad del suelo para cimentar y la potencia de su capa.

Los espacios vacíos se rellenarán con tierra limpia por capas de 20 cm de espesor, bien apisonada y previamente humedecida.

La profundidad de los cimientos deberá alcanzar el terreno resistente y en ningún caso ser inferior a 80 cm, salvo en los tabiques, cuya profundidad de cimientos será de 40 a 50 cm.

El fondo de las excavaciones será prolijamente nivelado y enérgicamente apisonado.

7) SUBMURACIÓN.Todo nuevo edificio que se construya con sótano entre medianeras y que ocupe todo

el ancho del terreno, impone la necesidad de submurar aquéllas.Al practicar la excavación, se deja, a los costados del futuro sótano, un camino de

tierra de 0,50 m de ancho, con una pendiente de 60º, desde el nivel superior del terreno hasta el nivel inferior del sótano.

Una vez efectuada la excavación, se apuntalan sólidamente las paredes después de lo cual se podrá desmontar la tierra en fajas alternadas.

Los pilares o tramos de la submuración se ejecutarán simultáneamente, dejándose entre ellos, cuando más, un espacio equivalente a diez veces el espesor del muro que se

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recalza. Estos pilares podrán tener un ancho de frente de hasta 1,50 m; la anchura mínima será de 1 m.

Conjuntamente con el nuevo muro, se construye, adosado a la tierra, un tabique de ladrillos de canto, llamado panderete, sobre el cual se aplica la capa aisladora contra la humedad.

En las paredes de la submuración se debe emplear ladrillos muy bien cocidos y uniformes, asentados con mezcla compuesta de una parte de cemento y tres de arena (1:3) y cuya juntas han de ser lo más cerradas posible.

Los cimientos tendrán una profundidad mínima de 0,30 m y se harán con hormigón de cascotes, cemento y arena.

En las dos últimas hiladas que falten para llegar hasta los cimientos de la pared que se recalza, es conveniente emplear hormigón del mismo tipo que para su asentamiento definitivo, se puede continuar con el desmonte de las otras fajas de tierra y la construcción del resto de los pilares, trabándolos con los que se han hecho primero.

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Calculista de Estructuras de Simón Goldenhorn. Manual Práctico de Edificación de Juan Primiano. Arte de proyectar en arquitectura de Ernst Neufert.



CORIA, LUIS

RODRÍGUEZ, EDGAR

ROMANO, MANUEL

UTZ, LUDOVICO

ZELARAYÁN, MARTÍN

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Trabajo Práctico Nº 5 Fecha de entrega: 30/07/04Tema: Construcciones de Albañilería Fecha de Presentación: 03/09/04Enunciado:

Esta guía de trabajo práctico referida a las obras de albañilería exige la realización, previa consulta a los libros que tratan el tema, de una monografía ilustrada con esquemas o dibujos correspondientes a los títulos que detallamos a continuación:

1.- Hacer una breve reseña del concepto de Albañilería y del concepto de una mezcla (morteros y hormigones).

2.- Componente de una mezcla para mortero y para hormigones. Usos y características técnicas de cada uno de ellos.

3.- Clasificación y función de los materiales que intervienen en las obras de albañilería (agua, arena fina, arena gruesa, grava, cementantes, cales, materiales cerámicos, piedras naturales o artificiales).

4.- Breve reseña y características de los materiales cerámicos.5.- Realizar una descripción del proceso de extracción de los materiales áridos e indicar

cómo se denominan, según su procedencia.6.- A qué se denomina granulometría y cómo se trabaja para determinar la calidad de

un material árido.7.- Cómo se realiza un ensayo granulométrico para determinar el módulo de fineza de

los áridos.8.- Qué son los aditivos químicos y para qué sirven. Clasificarlos.9.- Qué precauciones debe tomarse cuando se hormigota con temperaturas extremas

de frío o calor.10.- Cómo se fabrica una mezcla y cómo se introducen los materiales en las

máquinas que las mezclan.11.- Cómo se denominan las máquinas para fabricar las mezclas.12.- Cómo puede fabricarse una mezcla.13.- Cómo se levantan los muros de albañilería y cómo se llama la disposición de los

ladrillos que nos permiten lograr diferentes espesores de muros de albañilería.14.- Cómo se llaman técnicamente las juntas verticales y horizontales de los muros de

albañilería y cómo puede realizarse la trabazón o traba entre ladrillos y entre muros de albañilería.

15.- Qué es el ensayo de asentamiento, cómo se realiza y para qué sirve.


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Desarrollo

1-) Albañilería: arte de construir obras en que se emplean ladrillos, piedras, morteros, etc.

Mezclas:Morteros: es toda mezcla íntima de materiales cementicias (cal, yeso, cemento) a la

as cuales se les incorpora los materiales granulares inertes denominados arenas.Hormigones: son una mezcla de materiales granulares, cementosos y agua que

forman un conjunto compacto y resistente, debido a los fenómenos de fraguado y endurecimiento, que se produce como consecuencia de las reacciones químicas entre los elementos constituyentes del material cementante y agua.

2-) Morteros:Cemento Pórtland: es un polvo fino de color gris verdoso, mezcla de materiales

calcáreos y arcillosos, tiene propiedades aglomerantes. Es usado en diferentes tipos de construcciones, para edificios, en bases, columnas, vigas, como elemento hidrófugo, etc.

Cal: es un producto de color blanco obtenido mediante la calcinación de rocas ricas en carbonato de calcio. Se usan morteros de cal para distintos tipos de mamposterías, en revoques gruesos y finos, etc.

Arenas: son partículas que pasan al tamiz de 3/8”. Provienen de la descomposición de rocas. Se usa en la preparación de morteros y revoques.

Agua: se usa para el amasado de los morteros. Debe ser inodoro, incoloro e insípida.

Hormigones:Cemento Pórtland: Idem morterosAgregado Fino: arena gruesa, son entre 2 y 5 mm. Debe ser limpia.Agregado grueso: gravas y piedras, mayores de 5 mm. Debe ser limpia, se usa

para contrapiso, cimientos, etc.Agua: Idem morteros.

3-) Materiales que intervienen en las obras de albañilería:Agua:

a) Agua dulce: para morterosb) Agua salada: no apta para morteros

Arena:a) Arena fina: se usa para revoquesb) Arena mediana: se usa para morterosc) Arena gruesa: se usa para hormigón

Cementantes: se usa en los morteros para darle a la mezcla mayor resistencia.a) Cementob) Calc) Arcillad) Yeso

Cales:a) Gravas: como pinturab) Magras: se usa en la preparación de morteros

Materiales Cerámicos:a) Ladrillos huecos: se usa en mamposterías, en losas.b) Azulejos: revestimientos

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c) Zócalos: protege a la pared de la humedad

Piedras: se utiliza para hormigonesa) Naturales: canto rodadob) Artificiales: piedra partida

4-) Materiales cerámicos.a) Ladrillos huecos: resultan económicos en materia prima, se cuecen rápidamente;

cargan mucho menos la edificación, son aislantes del calor, humedad y sonido.b) Azulejos: son placas destinadas para revestimiento de muros, con estriadas en la

cara interior y el esmaltado en la cara que quedará a la vista.c) Zócalos: son piezas especiales que se colocan en contacto con el piso, protege de

la humedad y golpes a la pared durante la limpieza.

5-) Proceso de extracción de los materiales áridos.El proceso de extracción se realiza por medio de maquinarias o manualmente.Si es con máquina, se utiliza una excavadora y una zaranda de gran dimensión.Si es manualmente, se utiliza una pala y una zaranda.

Según su procedencia los áridos son:a) Arenas Naturales: arenas de mar, b) Arenas Artificiales: provienen de desechos de procesos industriales, excavas de

altos hornos, desechos de cerámicos y pizarras.

6-) Granulometría: es el tamaño de los áridos, tanto sean áridos finos como áridos gruesos.

Para determinar la calidad de un material árido se realiza un análisis granulométrico.

7-) Ensayo granulométrico.El ensayo granulométrico se realiza tamizando, se utilizan tamices de la serie de

tyler. La granulometría de los áridos tiene que entrar dentro de las curvas granulométricas que pide el pliego de las especificaciones técnicas.

8-) Aditivos químicos.Los aditivos químicos son compuestos que se le incorporan a los morteros, y sirven

para acelerar o retardar el fraguado, mejorar la dosificación, la docilidad, impermeabilidad y resistencia a la helada.

Se clasifican en: - Aceleradores y retardadores de fragüe;- Plastificantes;- Incorporadores de aire.

9-) Precauciones al hormigonar con temperaturas extremas.

Ambiente fríoa) La temperatura mínima para preparar el hormigón es entre 7º y 8º, y hacerlo con

agua caliente.b) Calentar los materiales mediante la aplicación de un chorro de vapor, controlando

la temperatura dentro de la hormigonera.c) Colocar el hormigón acelerador de fragüe.d) En algunos casos se proporciona calor artificial al hormigonado.

Ambiente Calurosoa) Controlar el porcentaje de evaporación de agua.

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b) Aislar el tambor de la hormigonera y refrigerarlo regándolo o cubriendo con arpillera mojada.

c) Asegurar un cuidadoso y total curado.d) Poner a la sombra los materiales.e) Trabajar de noche.

10-) Fabricación de la mezcla.La mezcla se fabrica introduciendo los materiales (cemento, cal, arena, etc.) dentro

de la máquina (hormigonera) en funcionamiento, cualquiera sea la herramienta, en forma proporcional. Ejemplo: cuchara, pala, balde, etc.

11-) Máquina para fabricar mezclas.Las máquinas se denominan Hormigoneras.

12- ¿Cómo puede fabricarse una mezcla?Las mezclas pueden fabricarse de dos formas:

a) Con Maquinariab) Manualmente

Se tienden ladrillos impermeabilizando su superficie sobre el cual se coloca la arena formando una corona, dejando libre el hueco, luego se agrega la parte de cal que corresponda y agua en su justa cantidad, se empieza a traspalear hasta que no se vea libre ningún grano de arena y cal.

13-) Muros de albañilería.Se comienza a levantar el muro colocando previamente sobre el terreno en la zanja

de fundación.Una caja de mortero y luego los ladrillos trabados de modo que no haya coincidencia

de juntas, estas serán alternadas para que no se corresponda, ni vertical, ni horizontalmente en hiladas sucesivas.

La disposición de los ladrillos se denomina:

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14-) Las juntas verticales, horizontales y muros de albañilería.

Las juntas verticales se llaman tendales. Las juntas horizontales se llaman llagas o lechos.

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15- ¿Qué es el ensayo de asentamiento, como se realiza y para qué sirve?

El ensayo de asentamiento es una forma de determinar la plasticidad del hormigón y también esta relacionado con su resistencia.

El método más usado es el Cono de Abrams y se realiza de la siguiente manera: en un balde metálico troncocónico de 30 cm. De altura y 20 – 10 cms. De base

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respectivamente, se llena y envasa con el hormigón envasado con la cantidad de agua que se juzgue, se coloca sobre una mesa, se levanta el molde y el hormigón se desparrama según su fluidez. Al medir el aplastamiento nos indica la consistencia, seca, plástica, blenda o fluida.

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Calculista de Estructuras de Simón Goldenhorn. Manual Práctico de Edificación de Juan Primiano.



CORIA, LUIS

RODRÍGUEZ, EDGAR

ROMANO, MANUEL

UTZ, LUDOVICO

ZELARAYÁN, MARTÍN

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Trabajo Práctico Nº 6 Fecha de entrega: 09/09/04Tema: Acción Excéntrica de Fuerzas Fecha de Presentación: 19/11/04Enunciado:

Se pide en esta guía de trabajo práctico referida al tema de la acción excéntrica de una fuerza (flexión compuesta), previa consulta a los libros que tratan el tema, de una monografía ilustrada con esquemas o dibujos correspondientes a los títulos que detallamos a continuación:

1. Definición de Flexión Compuesta y por ende de acción excéntrica de una fuerza, adjuntar gráficos.

2. Clasificar como actúa una fuerza vertical, horizontal o inclinada sobre una estructura.

3. Describir su metodología de cálculo gráfico y analítico.4. Graficar los diferentes diagramas de tensiones que se podrán producir en una

estructura solicitada por cargas excéntricas.5. Fórmulas para cada uno de los casos de acción excéntrica y para sección

simétrica y asimétrica.6. Analizar el caso de la acción de carga excéntrica para secciones regulares e

irregulares.7. Describir el mecanismo que genera tensión en la estructura cuando la acción

excéntrica actúa en algunos de los planos x-x e y-y, o bien fuera de ellos.8. Agregar ejercicio de carpeta.


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Desarrollo

1.- Definición de flexión compuesta y por ende de acción excéntrica de una fuerza, adjuntar gráficos.

Flexión Compuesta. Una barra está solicitada a flexión compuesta cuando la carga P actúa paralelamente a su eje geométrico, y en este caso se entendería que la fuerza P estaría produciendo una acción excéntrica. En la figura a) la carga P solicita a la barra a una tracción excéntrica y en la figura b) la carga P solicita a la barra a una compresión excéntrica.

2.- Clasificar cómo actúa una fuerza vertical, horizontal o inclinada.

Si la resultante R de un grupo de fuerzas actúa no en ángulo recto, sino oblicuamente a la superficie de la sección, se debe descomponer, antes del cálculo de tensiones, en una fuerza normal N y en una fuerza tangencial o de empuje T. La fuerza normal es generalmente, como en muros, pilares, estacas, o pies derechos, una fuerza de compresión, pero puede ser también, como por ejemplo, en cordones, una fuerza de tracción. Su excentricidad se indica con la letra e. La fuerza de empuje provoca en el plano de la sección tensiones de empuje τ, o debe ser absorbida, de no existir reacción al empuje, por la resistencia de rozamiento que presenta en la junta.

3.- Describir su metodología de cálculo gráfico y analítico.

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Para realizar el cálculo de la tensión se procede a un desplazamiento, paralelo a de la fuerza hasta el centro de gravedad de la sección, aplicando en el eje de gravedad 2 fuerzas iguales y opuestas, de la magnitud N, de modo que nada se modifica en el estado de fuerza existente. Además de la fuerza normal N, que actúa de modo céntrico, debe tenerse en cuenta el momento del par de fuerzas M = N*e

4.- Graficar los diferentes diagramas de tensiones que se podrán producir en una estructura solicitada por cargas excéntricas.

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5.- Fórmulas para cada uno de los casos de acción excéntrica y para sección simétrica y asimétrica.

6.- Analizar el caso de la acción de carga excéntrica para secciones regulares e irregulares.

En una sección rectangular se producen tensiones de igual naturaleza mientras que la fuerza permanece dentro del “tercio central”. O bien: cuando se quiere que en una sección rectangular de un muro se produzcan únicamente tensiones de compresión, la fuerza debe actuar en el “tercio central”.

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7.- Describir el mecanismo que genera tensión en la estructura cuando la acción excéntrica actúa en algunos de los planos x-x e y-y, o bien fuera de ellos.

En este caso también se procede al desplazamiento de la fuerza hasta el centro de gravedad. El momento M = N * e se descompone oportunamente, como en la flexión compuesta, según la figura siguiente, en los momentos Mx = N * y, y My = N * x. La tensión total se obtiene ahora sumando las tensiones procedentes de la fuerza normal y de la flexión doble, de modo que, con compresión, tenemos:

Tratándose de tracción se invierte el signo para , mientras que para se debe

poner, en caso de peligro de pandeo,

8.- Agregar ejercicio.

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Estática Gráfica de C. Schreyer. Estática y Resistencia de Materiales de C. M. Raffo.



CORIA, LUIS

RODRÍGUEZ, EDGAR

ROMANO, MANUEL

UTZ, LUDOVICO

ZELARAYÁN, MARTÍN

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Trabajo Práctico Nº 7 Fecha de entrega: 09/09/04Tema: Empuje Lateral Fecha de Presentación: 19/11/04Enunciado:

La guía de trabajo práctico referida al tema empuje lateral deberá contener un análisis con gráficas y figuras, además un cálculo analítico que se realiza para estos tipos de obras con el agregado de los siguientes títulos:

1. Definición y función de empuje lateral.2. Desarrollo de la teoría que se aplica (teoría de Coulomb).3. Agregar figura del fenómeno que analizamos definiendo cada una de las partes o

componentes que participan en esa solicitación.4. Describir las fórmulas que intervienen para calcular el empuje activo que se

genera en la obra, como así también su verificación contra el deslizamiento y volcamiento.

5. Adjuntar ejercicio referido al tema que figura en carpeta del profesor.6. Agregar gráficas y figuras referidas al tema.7. Describir la teoría gráfica de Poncelet.


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Desarrollo

1.- Definición y función de empuje lateral.

Empuje Lateral. Se llama así a las presiones laterales ejercidas sobre un muro por la acción lateral de tierra y agua, a través de resultantes de la fuerza a la cual le llama Empuje Lateral (E.A.). A la reacción de la acción se la denomina Empuje Pasivo. (E.P.).

2.- Desarrollo de la Teoría de Coulomb.

Existen varias teorías para determinar los empujes de tierras para todo tipo de terrenos, que presuponen el conocimiento de la vieja y clásica teoría de Coulomb (1773), la cual forma la base para el cálculo de empuje de tierras.

Según Coulomb, para el caso de muros de contención sencillos, se parte de los siguientes supuestos:

a) El terreno carece de cohesión. El terreno no posee (arena fina y seca o grava) ninguna resistencia contra esfuerzos cortantes; se dice que rueda (terreno de fricción). El ángulo de rozamiento interior del terreno, muy importante para la situación de la superficie de deslizamiento, resulta en este caso igual al ángulo de talud natural .

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b) La superficie de deslizamiento es un plano. En realidad existen, sobre todo en terrenos ligados (limo y arcilla), superficies de deslizamiento curvas que se acercan a espirales logarítmicas y que dan un empuje de tierras algo mayor que el de las hipótesis de coulomb, mientras que, por otra parte, la cohesión produce a su vez una disminución del empuje de tierras activo.

La magnitud del empuje de tierras ejercido sobre el muro depende del peso del prisma de tierra que se desliza, o sea de la inclinación de la superficie de deslizamiento. Se trata ante todo de determinar, aceptados los supuestos indicados, la posición de la superficie de deslizamiento para la cual se produce el empuje de tierras máximo.

3.- Agregar figura del fenómeno que analizamos definiendo cada una de las partes que participan en esa solicitación.

G: fuerza resultante de cuña de empuje.EP: empuje de tierra pasivoEA: empuje de tierra activoW: resistencia del terreno, fuerza de roce

: ángulo de rozamiento: peso específico o densidad del terreno

: 2 veces ángulo de talud naturalB: punto de giro o volcamientoh: altura del muro de contención

4.- Describir las fórmulas que intervienen para calcular el empuje activo que se genera con la obra, como así también, su verificación contra el deslizamiento y volcamiento.

Por medio de la siguiente condición se puede determinar

fácilmente por análisis el empuje de tierra para este caso especial. El prisma de tierra que se desliza, de un peso G, debe ser mantenido en equilibrio: 1º por la resistencia del muro, que ha de ser por lo menos igual al empuje de tierra E, y que con una pared completamente vertical y lisa tiene la dirección horizontal; y 2º por la resistencia W del terreno que no se

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mueve, resistencia que se desvía de la normal a la superficie de deslizamiento en el ángulo de rozamiento .

La resistencia W forma con la vertical un ángulo de

Del polígono de fuerzas resulta por consiguiente

Para 1 m de longitud de muro tenemos, según la figura utsupra

Al introducir este valor se obtiene, para el empuje de tierra activo procedente del terraplenado, la fórmula:

Verificación de estabilidad: Seguridad contra vuelco:

Seguridad contra el deslizamiento o sea º o 22º,

respectivamente.

5.- Ejercicio de carpeta.

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6.- Agregar gráficos.

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7.- Teoría gráfica de Poncelet.

La determinación del empuje horizontal se opera de la manera descrita en la figura más abajo. Es conveniente realizar este trazado con precisión.

: densidad de las tierras, peso por metro cúbico;: ángulo del talud natural de las tierras;: ángulo de rozamiento de las tierras contra el paramento del muro.

El empuje total ejercido contra el paramento de aguas arriba del muro es igual a la superficie del triángulo ABC, multiplicada por la longitud de aplicación (generalmente 1 m) y por la densidad de las tierras.

Este empuje se manifiesta en el centro de gravedad de la superficie representativa de los empujes.

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Estática Gráfica de C. Schreyer. Tecnología de la Construcción de Baud.



CORIA, LUIS

RODRÍGUEZ, EDGAR

ROMANO, MANUEL

UTZ, LUDOVICO

ZELARAYÁN, MARTÍN

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construcciones de albañilería y fundaciones

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