sábado, 29 de marzo de 2008

ENSAYOS DE SUELOS EN LA CONSTRUCCIÓN DE EDIFICIOS

1. Introducción.
Hoy en día es cada vez más concluyente el hecho de que ningún ingeniero que sienta la responsabilidad técnica y moral de su profesión deja de efectuar un estudio de las condiciones del subsuelo cuando diseñan estructuras de cierta importancia. Ya que ello conlleva dos características que se conjugan: seguridad y economía. No olvidemos: “Quien solo conoce la teoría de la Mecánica de Suelos y carece de práctica, puede ser un peligro público”, Dr. Karl V. Terzaghi.

Es por eso que en los proyectos de construcción se desprende la necesidad de contar, tanto en la etapa de proyecto, como durante la ejecución de la obra, con datos firmes, seguros y abundantes respecto al suelo que se está tratando. El conjunto de estos datos debe llevar al proyectista a adquirir una concepción razonablemente exacta de las propiedades físicas del suelo que hayan de ser consideradas en sus análisis. En realidad es en el laboratorio de Mecánica de Suelos en donde el proyectista ha de obtener los datos definitivos para su trabajo; Primero al realizar las pruebas de Clasificación ubicará en forma correcta la ubicación del problema que se le presenta y de esta ubicación podrá decidir como segunda fase de un trabajo, las pruebas más adecuadas que requiere su problema en particular, para definir las características de deformación y resistencia a los esfuerzos en el suelo con que haya de laborar.

Pero para llegar en el laboratorio a unos resultados razonablemente dignos de crédito es preciso cubrir en forma adecuada una etapa previa e imprescindible: la obtención de muestras de suelo apropiadas para la realización de las correspondientes pruebas.

Resultan así estrechamente ligados las dos importantes actividades, el muestreo de los suelos y la realización de las pruebas necesarias de laboratorio. El muestreo debe estar regido ya anticipadamente por los requerimientos impuestos a las muestras obtenidas por el programa de pruebas de laboratorio y, a su vez, el programa de pruebas debe estar definido en términos de la naturaleza de los problemas que se suponga puedan resultar del suelo presente en cada obra, el cual no puede conocerse sin efectuar previamente el correspondiente muestreo.
En este punto se recurre a programas preliminares de exploración y muestreo. Por procedimientos simples y económicos, debe procurar adquirirse una información preliminar suficiente respecto al suelo, in­formación que, con ayuda de pruebas de clasificación, tales como granulometría y límites de plasticidad, permita formarse una idea clara de los problemas que sean de esperar en cada caso particular. El conocimiento apriorístico de tales problemas permite, a su vez, programar en forma completa las pruebas necesarias para la obtención del cuadro completo de datos de proyecto, investigando todas aquellas propiedades físicas del suelo de las que se pueda sospechar que lleguen a plantear en la obra una condición crítica. La realización de esta nueva serie de pruebas defi­nitivas suele presentar nuevas exigencias respecto a las muestras de suelo de que haya de disponerse y ello obligará, en general, a efectuar nuevas operaciones de sondeo y muestreo, a fin de obtener las muestras definitivas.

Así pues, en general, se tendrán dos tipos de sondeos: preliminares y definitivos, cada uno con sus métodos propios de muestreo.

En realidad, la programación de un muestreo correcto es un problema mucho más complejo que lo que dan a entender los párrafos anteriores y muchos aspectos dependen fundamentalmente de la experiencia par­ticular del ingeniero y difícilmente se encasillan en normas fijas.

Uno de los aspectos más importantes de los de esta última categoría es una correcta evaluación de la importancia de la obra por ejecutar, en relación con el costo de su correspondiente programa de exploración y muestreo.
Una obra de importancia grande ameritará un programa de una envergadura totalmente inadecuada para una obra menor. Y no sólo la importancia de la obra juega papel como norma de criterio del proyectista, sino también el tipo de obra, en relación, por ejemplo, con las consecuen­cias de su falla respecto a pérdidas en bienes o vidas; puede haber obras de poco costo cuyos requerimientos de seguridad y, por lo tanto, de pre­visión en el proyecto, sean mucho mayores que en otras obras de mayor inversión presupuestal. Un aspecto importante será siempre que la mag­nitud, tanto en tiempo como en costo, del programa de exploración y muestreo esté acorde con el tipo de obra por ejecutar.

Otro aspecto de importancia fundamental en los problemas aquí tratados es el buscar la colaboración de ciencias que, como la Geología, pueden dar en ocasiones información de carácter general muy impor­tante. Puede decirse que, sobre todo en obras de importancia, un reco­nocimiento serio y eficaz, desde un punto de vista geológico, resulta imprescindible. Este reconocimiento será, naturalmente, previo a cual­quier otra actividad realizada por el especialista de Mecánica de Suelos.

Del tipo de sedimentos, existencia de fallas, plegamientos, etcétera, configuración geológica, tipos y carácter de rocas y demás datos de la zona, resultan, por lo general, informaciones vitales para el ingeniero civil, que norman su criterio de antemano en forma útil.

2. CONSTRUCCIONES Y CIMENTACIONES.-

El programa exploratorio para la cimentación de una construcción depende de dos factores:
1. El peso de la construcción y otras fuerzas que actúan sobre ella.
2. El servicio de la construcción o fin para el que se va a construir.
Si la estructura el ligera no es necesario mucho estudio, pero para estructuras pesadas es imprescindible explorar la profundidad mediante la toma de muestras con pozos y perforaciones, además conocer la geología local y regional

3. IDENTIFICACIÓN DE LOS SUELOS EN EL CAMPO.-
Para un control adecuado de los suelos se necesita su perfecta identificación. La falta de tiempos o de medios hace que frecuentemente sea imposible el realizar detenidos ensayos para poderlos clasificar. Así pues la habilidad de identificarlos en el campo por simple inspección visual y su examen al tacto son:
Principales tipos de suelos para su identificación, todos los suelos pueden agrupar se en 5 tipos básicos:

La grava.- Esta formada por grandes granos minerales con diámetros mayores de ¼ de pulgada. Las piezas grandes se llaman piedras, cuando son mayores a 10 pulgadas se llaman morrillos.

La arena.- Se componen de partículas minerales que varían aproximadamente desde ¼ de pulgada a 0.002 pulgadas en diámetros.

El limo.- Consiste en partículas minerales naturales, mas pequeñas de 0.02 pulgadas de diámetro, las cuales carecen de plasticidad y tienen poca o ninguna resistencia en seco.

La arcilla.- Contienen partículas de tamaño coloidal que producen su plasticidad. La plasticidad y resistencia en seco están afectadas por la forma y la composición mineral de las partículas.

La materia orgánica.- Consiste en vegetales parcialmente descompuesto como sucede en la turba o en materia vegetal finalmente dividida, como sucede en los limos orgánicos y en las arcillas orgánicas

INSPECCION VISUAL.-

Forma del grano.- Se observan y clasifican las partículas de arena y grava en cuanto a su grado de angulosidad y redondos.

Tamaños y graduación de los granos.- Los tamaños en arenas y gravas se reconocen rápidamente por inspección visual. Los granos más pequeños que el limite menor de la arena no pueden verse a simple vista deben ser identificados por medio de otros ensayos.

Ensayo de sacudimiento. – Este ensayo es útil para la identificación de suelos de grano fino. Se prepara una pequeña porción de suelo húmedo y se agita horizontalmente sobre la palma de la mano. Se observa si el agua sale a la superficie de la muestra dándole una apariencia blanda, luego se aprieta la muestra entre los dedos haciendo que la humedad desaparezca de la superficie. Al mismo tiempo la muestra se endurece y finalmente se desmenuza bajo la presiente presión de los dedos, se vuelve a agitar las piezas rotas hasta que fluyan otra ves juntas, hay que distinguir entre reacción lenta, rápida y media al ensayo de sacudimiento.

Una reacción rápida indica falta de plasticidad, tal es el caso de limo inorgánico, polvo de roca o arena muy fina.

Una reacción lenta indica un limo o arcilla-limo ligeramente plástico.
Si no hay reacción es índice de una arcilla o material turboso.

Ensayo de rotura. - Este ensayo puede usarse para determinar la resistencia en seco de un suelo. Se deja secar una porción húmeda de la muestra y se ensaya su resistencia en seco desmenuzándola entre los dedos, se debe aprender a distinguir entre ligera, media y alta resistencia en seco.

Una resistencia en seco ligera, indica un limo inorgánico, polvo de roca o una arena limosa.

Una resistencia en seco media, denota una arcilla inorgánica de plasticidad entre baja y media. Se requiere una considerable presión de los dedos para pulverizar.

Una resistencia en seco alta, indica una arcilla inorgánica altamente plástica. La muestra seca puede ser rota pero no pulverizada bajo la presión de los dedos.

ESPECIFICACIONES TECNICAS PARA UNA SUB BASE

DESCRIPCIÓN

Esta especificación se aplica a la ejecución de sub-bases Granulares constituidas de capas de suelo natural mezclas de suelos naturales o con agregados triturados o, par el presente proyecto se utilizara capas de suelo existente.

MATERIALES.

Los materiales a ser utilizados en la sub base deben presentar un índice de soporte Califor­nia (C.B.R.) igual o mayor al 40% y una expansión del 1% siendo estos índices determinados por el ensayo AASHTO T-193 con la energía de compactación del ensayo AASHTO T-180-D y para la densidad seca correspondiente al 97% de la máxima determinada en este ensayo.

Cuando por motivos de orden económico de disponibilidad de materiales , el C.B.R. mínimo no es alcanzado , el ingeniero podrá disponer de una energía de compactación mayor , hasta el 100% del ensayo arriba indicado ; s aun el valor de 40% no es alcanzado, este podrá ser reducido por el mínimo de 20% con la correspondiente revisión del diseño del pavimento.

La granulometría del material para sub-base deberá encuadrarse dentro de una de las fajas granulométricas indicadas a continuación . El ingeniero podrá aprobar otras granulometrías pero en ningún caso el diámetro máximo del material podrá ser mayor que 7 cm , ni las partículas que pasen el tamiz Nro 200 en porcentaje en peso , ser superior al 30%.

MATERIAL PARA SUB BASE
Porcentaje en peso que pa
sa





El agregado retenido en el tamiz Nro 10 debe estar constituido por partículas duras y durables , exentas de fragmentos blandos , alargado o laminado así como materias orgáni­cas , terrones de arcilla u otras sustancias perjudiciales.

El material para sub-base no deberá presentar índice de plasticidad mayor que 6 (LP menor o igual a 6) y limite liquido mayor que 25 (LL menor o igual a 25). Podrá admitirse un LP menor o igual a 8, siempre que el equiva­lente arena sea mayor que 20.

EQUIPO.-
El tipo de equipo requerido para la ejecución de la sub-base es el siguiente:

- Equipo de extracción ,selección carga y transporte.
- Motoniveladora con escarificador.
- Camión tanque distribuidor de agua.
- Rodillos compactadores lisos
- Rodillos vibratorios
- Rodillos neumáticos
- Rodillos de grillas

EJECUCIÓN.-

Comprende operación de extracción , selección ,transporte ,distribución , mezcla y humedecimiento o desecacion , compactación y acabado realizadas sobre la sub-razante debidamente preparada en el ancho establecido en cantidades que permitan llegar al espesor de diseño luego de su compactacion.

Cuando hubiera necesidad de efectuar capas de sub-base con espesor final superior a 20 cm, estas serán subdivididas en capas parciales que no excedan de 20 cm . El espesor mínimo de cualquier capa de sub-base será de 10 cm después de su compactacion.

Las densidades de la capa acabada deberán ser como mínimo de 97 % de la densidad máxima determinada según el ensayo AASHTO-T-180-D, el contenido de humedad deberá variar como máximo entre () 2% de la humedad óptima obtenida en el ensayo anterior.

CONTROL TECNOLÓGICO.-
Serán ejecutados los siguientes ensayos:

Un ensayo de compactacion para la determina­ción de las densidad máxima según el método AASHTO-T-180-D, con las muestras recogidas en puntos que obedezcan siempre el orden : borde derecho ,borde izquierdo ,eje ,borde derecho, etc. a 60 cm del borde.

Determinación de la densidad en sitio cada 100 metros lineales en los puntos donde fueran obtenidas las muestras para los ensayos de compactacion .

Determinación del contenido de humedad cada 100 metros lineales inmediatamente antes de la compactacion

Ensayos de granulometría e índices de plasticidad , de limite liquido , limite plástico según métodos AASHTO T-27 T-89 y AASHTO T-90. respectivamente, con espaciamiento máximo de 150 metros lineales

Un ensayo de índice de soporte California (C.B.R.) conforme el método AASHTO T-180-D , con un espaciamiento máximo de 150 metros lineales.

Para su aceptación serán considerados los valores individuales de los resultados

martes, 18 de marzo de 2008

DENSIDAD IN SITU (METODO DEL CONO DE ARENA)

El ensayo permite obtener la densidad de terreno y así verificar los resultados obtenidos en faenas de compactación de suelos, en las que existen especificaciones en cuanto a la humedad y la densidad.

Es el método lejos más utilizado. Representa una forma indirecta de obtener el volumen del agujero utilizando para ello, una arena estandarizada compuesta por partículas cuarzosas, sanas, no cementadas, de granulometría redondeada y comprendida entre las mallas Nº 10 ASTM (2,0 mm.) y Nº 35 ASTM (0,5 mm.).
Aparato cono de arena, compuesto por una válvula cilíndrica de 12,5 mm. de abertura, con un extremo terminado en embudo y el otro ajustado a la boca de un recipiente de aproximadamente 4 lts. de capacidad. El aparato deberá llevar una placa base, con un orificio central de igual diámetro al del embudo (figura 2.11.).
- Arena estandarizada, la cual deberá ser lavada y secada en horno hasta masa constante. Generalmente se utiliza arena de Ottawa, que corresponde a un material que pasa por la malla Nº 20 ASTM (0,85 mm.) y queda retenida en la malla Nº 30 ASTM (0,60 mm.).

o Dos balanzas, de capacidad superior a 10 kgs. y 1000 grs., con precisión de 1 gr. y de 0,01 gr. Respectivamente.

o Equipo de secado, podrá ser un hornillo o estufa de terreno. - Molde patrón de compactación de 4" de diámetro y 944 cc. de capacidad



MONTAJE DEL ENSAYO

Se coloca la placa y se procede a cavar con ayuda de un cincel

Se procede a pesar el cono con la arena ya en su interior como peso inicial



Se observa ya la cavidad formada se procura que las paredes estén uniformes, también se ve el materia extraído se procura que no pierda su humedad natural

Se procede acolocar el cono de arena y abrir la llave hasta que se llene de arena la cavidad hecha

Se procede a pesar el cono de arena con el resto de arena que quedo como peso final.

lunes, 17 de marzo de 2008

SEÑALES PREVENTIVAS

SEÑALES PREVENTIVAS.-

Descripción.- Las señales preventivas se utilizan par indicar la existencia y naturaleza de un peligro próximo que el conductor tiene que conocer par actuar como corresponde.

Aplicación.- Se analizaran y seleccionarán cuidadosamente las señales que se utilizarán para identificar exactamente las zonas donde existen peligro, que por parte de los usuarios. Cada una de ellas tiene una aplicación diferente y siempre se utilizará una señal determinada para prevenir la prevención.

Algunas de estas señales deberán ir seguidas por una señal restrictiva que indica la existencia de dichas limitaciones o prohibiciones en el lugar específico donde se aplica.

Forma y Tamaño.- Las señales preventivas son de forma cuadrada, excepto las señales DIRECCIONALES y la de cuidado con el tren.

Las señales DIRECCIONALES son de forma rectangular de 80 cm de ancho y 30 cm. de alto.

La señal CUIDADO CON EL TREN tiene la forma de cruz de San Andrés.
Las aspas tienen 1.20 metros de largo por 0.25 metros de ancho y entre ellas forman un ángulo de 50°
Las demás señales consisten en un cuadro de 60 cm. de alto.

Color.- Las placas cuadradas de estas señales, excepto la señal de CUIDADO CON EL TREN son de color amarillo, el símbolo que representa la prevención es de color negro.

Ubicación longitudinal.- Las señales preventivas se colocaran antes del peligro que se desea anunciar, a una distancia que permita el suficiente tiempo al conductor para su interpretación y reacción en función de la velocidad, las distancias que se recomiendan son las siguientes:
a) de 50 a 100 m. En caminos de velocidad baja ( hasta 60 Kph)
b) de 100 a 150 m. En caminos de velocidad media ( de 70 a 100 Kph)
c) de 150 a 200 m. En caminos de velocidad alta ( mas de 100 Kph).

Cuando se necesita un señal de otro tipo entre la preventiva y el peligro aquella se colocará en el lugar donde debería estar ubicada la preventiva y esta última se colocará al doble de la distancia desde el peligro.

Entre estas señales se tiene como ejemplo :

Curva pronunciada a la izquierda, curva peligrosa a la izquierda, Cruce de caminos, Intersección con camino lateral a la derecha, Intersección en “Y”, Bajada peligrosa, Estrechamiento de camino, Doble circulación, Superficie resbaladiza, Peatones, Piedra suelta, Paso a nivel sin barrera, este ultimo indica el cruce con un ferrocarril.








domingo, 9 de marzo de 2008

SEÑALES RESTRICTIVAS EN CARRETERAS

Existen tipos de señales las cuales son:

- Restrictivas
- Preventivas
- Prohibitivas

SEÑALES RESTRICITIVAS.-

Descripción.- Las señales restrictivas se utilizarán para indicar la existencia de limitaciones o prohibiciones reglamentarias que el conductor debe obedecer. El incumplimiento de esta reglamentación por parte del conductor significa una violación del reglamento general de tránsito.

Clasificación.- Estas señales limitativas “limitan” el movimiento de vehículos a ciertas regulaciones que están representadas por un símbolo dentro de una orla de color rojo. Las señales prohibitivas “prohíben” terminantemente ciertos movimientos que están representados por un símbolo cruzado por una diagonal a 45 de color rojo.

Aplicación.- La aplicación de estas señales se estudiará cuidadosamente para limitar exactamente las zonas donde se deben restringir o prohibir ciertos movimientos del transito. Cada una de las señales tiene una aplicación diferente y siempre se utilizará para definir la misma limitación o prohibición.
Algunas de estas señales deberán ser precedidas por una señal preventiva que anuncian la proximidad de dicha restricción.

Las señales restrictivas son circulares, excepto las de PARE y CEDA EL PASO las señales en forma rectangular llevan en la parte inferior una breve descripción de su significado. Esto resulta más costoso, pero se debe tener en cuenta que el incremento económico se justifica como programa educativo. En el futuro, cuando el público esté familiarizado con la señalización vial, se podrá utilizar las señales circulares solamente.

La señal de PARE tiene una forma especial con el objeto de resaltar su importancia. Consiste en un octógono con una distancia de 75 cm entre sus lados paralelos.
La señal de CEDA el PASO también tiene una forma única, con el objeto de atraer la atención del conductor. Consiste en un triangulo equilátero cuyos lados miden 80 cm y con uno de sus vértices hacia abajo.
Las demás señales consisten en una orla circular pintada sobre una placa rectangular de 60 cm de ancho por 90 de alto.



Color.- Las placas rectangulares de estas señales, excepto las señales de PARE y CEDA el PASO, serán de color blanco. En su parte superior llevan una orla circular de color rojo que encierra el símbolo de la limitación, el cual será de color negro.

La leyenda de descripción en color negro, que está ubicada en la parte inferior, no se aplicará cuando se decida utilizar de forma circular solamente.

Ubicación Longitudinal.- La colocación longitudinal de estas señales denota el lugar donde se aplica o empieza una prohibición o restricción.

Se deberá estudiar muy cuidadosamente el lugar para la colocación de las señales prohibitivas y en especial las señales de PARE y CEDA el PASO en la figura 1.2 se muestran algunos ejemplos para la ubicación de estas señales.

PARE.- Se emplea para detener el transito en un lugar determinado tal como en intersecciones de caminos, tomando en cuenta las distintas preferencias.
Su colocación deberá hacerse en el lugar donde los vehículos deben detenerse y nunca al lado de otra señal.

En lugares de suma importancia se podrá instalar un semáforo fijo adicional con una luz intermitente de color rojo.

Su forma será octogonal y de color rojo, con la leyenda inscrita de PARE en color blanco. La altura de las letras será de 1/3 en relación a la altura del octógono.


CEDA EL PASO.- Se emplea par prevenir al tránsito que se incorpora a una vía principal para que disminuya su velocidad e inclusive llegue a parar si fuera necesario, con el objeto de ceder el paso al tránsito que circula con preferencia por la vía a la esta entrando. Esta señal se utilizará solamente en la confluencia de dos carriles, donde el tránsito de los dos une a uno solo y donde se dispone de suficiente visibilidad. En los casos donde la vía principal permita una alta velocidad y tenga un volumen considerable de vehículos, se estudiara cuidadosamente que el tránsito entrante disponga del espacio necesario par acelerar su velocidad antes de entrar en la vía principal, sin causar interrupciones al tráfico que por ellas circula.

La forma de está señal consistirá de un triángulo equilátero de color blanco, con una de sus vértices hacia abajo y una orla de color rojo que encierra la leyenda CEDA el PASO, de color negro.