investigacion capacidad portante suelos segun tipo
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Investigacion Capacidad Portante Suelos Segun TipoTRANSCRIPT
Universidad
Peruana Integración Global
“DEFINIR EMPÍRICAMENTE QUE LA CAPACIDAD PORTANTE DE
CARGA DE UN TIPO DE SUELO ESTÁ RELACIONADA A SUS
CARACTERÍSTICAS”
Universidad Peruana Integración Global
UNIVERSIDAD PERUANA DE
INTEGRACIÓN GLOBAL
FALCULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
DEFINIR
EMPÍRICAMENTE QUE LA CAPACIDAD PORTANTE DE CARGA DE
UN TIPO DE SUELO ESTÁ RELACIONADA A SUS
CARACTERÍSTICAS
Autores:
Masías Moran, Giancarlo Jesús
Orué Núñez, Dennis Fernando
Rodas Bosmediano, Wilian Eduardo
GEOLOGÍA
IV Ciclo, 2° Año
Asesor: Ing. César García-Milla C.
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“DEFINIR EMPÍRICAMENTE QUE LA CAPACIDAD PORTANTE DE
CARGA DE UN TIPO DE SUELO ESTÁ RELACIONADA A SUS
CARACTERÍSTICAS”
Lima, Agosto de 2012
DEDICATORIA Y AGRADECIMIENTO
Dedicamos este trabajo a nuestros
compañeros de carrera que con sacrificio y
dedicación están construyendo el objetivo
de alcanzar el título profesional de
Ingeniero Civil.
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CARGA DE UN TIPO DE SUELO ESTÁ RELACIONADA A SUS
CARACTERÍSTICAS”
ÍNDICE
GENERALIDADES Pág.
INTRODUCCIÓN……………………………………………………………………... 01
GENERALIDADES
A. Esquema del Proceso ……………………………………………………….. 03
B. Esquema de Criterios de Evaluación ………………………………………. 03
C. Matriz de variables …………………………………………………………… 04
D. Matriz de Consistencia ………………………………………………………. 05
E. Esquema del Marco Teórico ………………………………………………… 06
Capítulo I EL PROYECTO DE LA INVESTIGACIÓN.
1.1. Título del proyecto ………………………………………………………… 07
1.2. Fundamentación …………………………………………………………… 07
1.3. Objetivos ………………………………………………………….………… 09
1.4. Responsable…………………………………………………….………….. 09
1.5. Duración…………………………………………………………….……….. 09
1.6. Breve descripción de la investigación …………………………………… 09
1.7. Cronograma ………………………………………………………………… 14
1.8. Presupuesto ………………………………………………………………… 15
CAPÍTULO II EL DESARROLLO DE LA INVESTIGACIÓN.
2.1 Planteamiento del problema ……………………………………………… 16
2.2 Problema …………………………………………………………………… 16
2.3 Hipótesis …………………………………………………………………… 16
2.4 Marco teórico ……………………………………………………………… 17
2.5 Variables – operacionalización …………………………………………... 38
2.6 Instrumentos ………………………………………………………………. 39
2.7 Población y/o muestra ……………………………………………………. 40
2.8 Aplicación de instrumentos ………………………………………………. 41
2.9 Procesamiento y análisis de datos ……………………………………… 42
2.10 Conclusiones …………………………………………………………… 43
2.11 Anexos…………………………………………………………………… 44
2.12 Bibliografía……………………………………………………………….. 46
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“DEFINIR EMPÍRICAMENTE QUE LA CAPACIDAD PORTANTE DE
CARGA DE UN TIPO DE SUELO ESTÁ RELACIONADA A SUS
CARACTERÍSTICAS”
CAPÍTULO I EL PROYECTO DE LA INVESTIGACIÓN
1.1 TITULO DEL PROYECTO: “Definir empíricamente que la capacidad
portante de carga de un tipo de suelo está relacionada a sus características”
1.2 FUNDAMENTACIÓN.
Autoconstrucción es sinónimo de informalidad, informalidad es sinónimo de
incertidumbre. Si una vivienda no lleva detrás de sí normas técnicas materiales
de una calidad supervisada, diseño y construcción respaldados por
profesionales, lo que va a ocurrir con esa edificación frente a un sismo severo,
excepcionalmente severo como ya ha ocurrido en Chile es una incertidumbre
total. Ni los ingenieros o geólogos, pueden decir como si tuviéramos una bola
de cristal lo que va a ocurrir.
No es difícil inclusive para los que no son profesionales el darse cuenta de que
hay mucha construcción informal y que lo más probable es que si viene un
sismo excepcionalmente severo no soporte y tengamos mucha desgracias que
lamentar.
Hay mucho desconocimiento de parte de la población con respecto a lo que
significa antisísmico y antisísmico no significa que la vivienda no va a sufrir
daño. Ante un sismo excepcionalmente severo, las normas en todo el mundo
establecen que lo importante es salvar la vida de las personas y lo que tiene
que hacer las viviendas o infraestructuras, es resistir lo suficiente como para
que las personas puedan evacuarla y no morir; aunque después del sismo
haya que demoler esa estructura por el nivel de daño que ha sufrido.
En toda construcción moderna y actualizada, es necesario por no decir
imprescindible la realización de un estudio de suelos para adoptar la mejor
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“DEFINIR EMPÍRICAMENTE QUE LA CAPACIDAD PORTANTE DE
CARGA DE UN TIPO DE SUELO ESTÁ RELACIONADA A SUS
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solución en la fundación de todo tipo de edificio. Cuando hablamos
de mejor solución, nos referimos tanto al aspecto técnico como al
aspecto económico. Técnico porque como consecuencia de que el
suelo es muy variable, aun dentro de zonas pequeñas puede haber
siempre distintas soluciones que habría que evaluar en cada caso.
Se adoptará primero la mejor solución para una correcta fundación teniendo
también presente los asentamientos diferenciales que si bien no producirán
roturas, si producirán fisuras tan molestas como inaceptables. Determinado el
tipo de solución más conveniente o las distintas variantes posibles actuará el
aspecto económico y la disponibilidad del equipo para la ejecución de distintas
fundaciones. Conociendo además los valores admisibles para la fundación, la
ejecución de las bases se ajustará al uso necesario de los materiales, no en
demasía “por las dudas” y al ajustado uso de la mano de obra tan importante
en la conformación del precio. Por otra parte el uso de la tecnología moderna y
actualizada ha fijado como primera exigencia en las normas que rigen la
construcción en las distintas municipalidades, entes públicos, privados y en la
población en general, la realización de estudios de suelos. El argumento de
que mi vecino construyó de esta o aquella manera ya no es válido y diríamos
peligroso y antieconómico. La incidencia del estudio de suelos en el costo total
de una obra no es relevante, por lo que no existen motivos para no realizarlo;
pero si hablamos de autoconstrucción, ahí la situación cambia drásticamente,
para el ciudadano común que desea autoconstruir su vivienda es casi imposible
considerar gastar en un estudio de suelos para determinar los parámetros de
cimentación que soportaran sus estructuras, generalmente, contratan los
servicios de un constructor empírico para tal fin y este, por su falta de
conocimientos técnicos, determina el modo de cimentar tal y como lo aprendió
en su experiencia laboral, sin considerar el tipo o las características del suelo
donde va a construir.
Este trabajo quiere lograr, aparte de crear conciencia colectiva sobre su
importancia, que cuando se realice una construcción pequeña se debe de
considerar la determinación de la capacidad portante de carga de un suelo,
para ello vamos a explicar detalladamente como se puede obtener, de forma
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sencilla, económica y muy aproximada a lo que podamos obtener
en un laboratorio de suelos.
1.3 OBJETIVOS.
El objetivo principal de la investigación es: “Demostrar la capacidad
portante de carga de un tipo de suelo conociendo sus características
de forma empírica”.
1.4 RESPONSABLES.
Los responsables de la investigación son los estudiantes del 4º ciclo de la
Facultad de Ingeniería Civil, de la Universidad Peruana de Integración
Global:
Masías Moran Giancarlo Jesús
Orué Núñez, Dennis Fernando
Rodas Bosmediano, Wilian Eduardo
1.5 DURACIÓN.
La investigación tiene una primera fase aplicativa experimental, en el cual
se ha llegado al objetivo y se ha demostrado la hipótesis establecida, ésta
tuvo una duración de 17 semanas, correspondientes al semestre
universitario.
1.6 BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVESTIGACIÓN.
La investigación se refiere demostrar la capacidad portante de carga de un
tipo de suelo conociendo sus características de forma empírica, para ello se
va a tomar tipos de suelos de mayor presencia en los Distritos de los conos,
la determinación de los lugares de muestreo se debe básicamente a que en
ellos se generan el mayor porcentaje de autoconstrucción o construcción
informal.
La investigación tendrá tres etapas:
1. Determinación de la zona y muestreo.
2. Etapa experimental de forma empírica.
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3. Determinación de resultados.
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2 CRONOGRAMA
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
1 Bases teoricas implementadas por Docente 2 sem
2 Planteamiento del problema e inicio de la investigación 1 sem
3 Desarrollo de la investigación 5 sem
4 Impresión de primer borrador para revisión de Docente 1 sem
5 Correcciones implementadas por docente 1 sem
6 Imprsión de borrador de Investigación completa 1 sem
7 Segundas correcciones implementadas por Docente 1 sem
8 Desarrollo del trabajo definitivo 2 sem
9 Impresión del documento 1 sem
10 Elaboración de la presentación 1 sem
11 Exposición del trabajo de Investigación 1 sem
Item DuraciónActividad Mes 1 Mes 2 Mes 3 Mes 4
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3 PRESUPUESTO.
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Actividad: Elaboración de Trabajo de Investigación.
Partida Descripción Und Cantidad Precio Parcial
1 Elaboración del trabajo de investigación Glo 1.00 3,000.00 3,000.002 Impresiones preliminares Glo 1.00 50.00 50.003 Copias Glo 1.00 50.00 50.004 Impresiones finales Und 1.00 25.00 25.005 Empastado Und 1.00 25.00 25.006 Elaboración de presentación Glo 1.00 150.00 150.00
Costos Directo S/. 3,300.00IGV 18% 594.00
Total Presupuesto S/. 3,894.00
PRESUPUESTO
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CAPITULO II DESARROLLO DE LA INVESTIGACIÓN
2.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.
Hay mucho desconocimiento de parte de la población con respecto a lo que
significa antisísmico y antisísmico no significa que la vivienda no va a sufrir
daño. Ante un sismo excepcionalmente severo, las normas en todo el
mundo establecen que lo importante es salvar la vida de las personas y lo
que tiene que hacer las viviendas o infraestructuras, es resistir lo suficiente
como para que las personas puedan evacuarla y no morir; aunque después
del sismo haya que demoler esa estructura por el nivel de daño que ha
sufrido.
En toda construcción moderna y actualizada, es necesario por no decir
imprescindible la realización de un estudio de suelos para adoptar la mejor
solución en la fundación de todo tipo de edificio. Cuando hablamos de mejor
solución, nos referimos tanto al aspecto técnico como al aspecto
económico. Técnico porque como consecuencia de que el suelo es muy
variable, aun dentro de zonas pequeñas puede haber siempre distintas
soluciones que habría que evaluar en cada caso.
2.2 PROBLEMA.
¿De qué manera se puede definir empíricamente la capacidad portante de
un tipo de suelo, relacionándolo con sus características?
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2.3 HIPÓTESIS.
Si relacionamos las características de un tipo de suelo se puede
determinar de forma empírica su capacidad portante de carga.
2.4 MARCO TEÓRICO.
ANTECEDENTES. Los En cimentaciones se denomina capacidad portante a la
capacidad del terreno para soportar las cargas aplicadas sobre él.
Técnicamente la capacidad portante es la máxima presión media de contacto
entre la cimentación y el terreno tal que no se produzcan un fallo por cortante
del suelo o un asentamiento diferencial excesivo. Por tanto la capacidad
portante admisible debe estar basada en uno de los siguientes criterios
funcionales:
Si la función del terreno de cimentación es soportar una determinada tensión
independientemente de la deformación, la capacidad portante se denominará
carga de hundimiento.
Si lo que se busca es un equilibrio entre la tensión aplicada al terreno y la
deformación sufrida por éste, deberá calcularse la capacidad portante a partir
de criterios de asiento admisible.
De manera análoga, la expresión capacidad portante se utiliza en las demás
ramas de la ingeniería para referir a la capacidad de una estructura para
soportar las cargas aplicadas sobre la misma.
Capacidad de carga a corto y a largo plazo. Las propiedades mecánicas de un
terreno suelen diferir frente a cargas que varían (casi) instantáneamente y
cargas cuasi permanentes. Esto se debe a que los terrenos son porosos, y
estos poros pueden estar total o parcialmente saturados de agua. En general
los terrenos se comportan de manera más rígida frente a cargas de variación
quasinstantánea ya que éstas aumentan la presión interesticial, sin producir el
desalojo de una cantidad apreciable de agua. En cambio bajo cargas
permanentes la diferencia de presión intersticial entre diferentes partes del
terreno produce el drenaje de algunas zonas.
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En el cálculo o comprobación de la capacidad portante de un terreno
sobre el que existe una construcción debe atenderse al corto plazo
(caso sin drenaje) y al largo plazo (con drenaje). En el comportamiento a corto
plazo se desprecian todo los términos excepto la cohesión última, mientras que
en la capacidad portante a largo plazo (caso con drenaje) es importante
también en rozamiento interno del terreno y su peso específico.
2.4.1 SUPUESTOS DE LA INVESTIGACIÓN.
No se ha realizado investigaciones referentes a la aplicación de la Contabilidad
de Costos en la Construcción en el Perú; las empresas, poquísimas, que
utilizan este sistema, basan su aplicación en experiencias de Constructoras
Internacionales
2.4.2 BASES TEÓRICAS.
2.4.2.1 COMO SE IDENTIFICA UN SUELO.
El problema de la identificación de los suelos es de importancia
fundamental; identificar un suelo es, en rigor, encasillarlo en un sistema
previo de clasificación. En el caso de este trabajo es colocarlo dentro del
sistema unificado de clasificación de suelos.
La identificación permite conocer las propiedades mecánicas e hidráulicas
del suelo, atribuyéndole las del grupo en que se sitúe, naturalmente la
experiencia juega un papel importante en la utilidad que se le pueda sacar
de la clasificación.
En el sistema unificado hay criterios para la identificación de suelos en el
laboratorio; estos son del tipo granulométrico y de características de
plasticidad.
Además, y esta es la ventaja del sistema, se ofrecen criterios para
identificación en el campo, es decir, en aquellos casos en el que no se
disponga de equipos de laboratorios para efectuar las pruebas necesarias
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para una identificación estricta. Estos criterios, simples y
expeditos se detallan a continuación.
DENTIFICACION AL TACTO: Coge un puñado de tierra, se
humedece y con los dedos determina si es ligosa, entonces se pegará en
la mano, lo cual indica que es una buena tierra (negra)para los cultivos; y
si ésta no se pega en la mano, es una tierra polvosa, por lo tanto mala.
IDENTIFICACION POR EL COLOR: Esta se hace a simple vista, en el
mismo terreno, determinándose el cultivo a relizar, según el color de la
tierra. Así tenemos:
TIERRAS NEGRAS: Papa, trigo, maíz.
TIERRAS AMARILLAS: Chochos.
TIERRAS PALIDAS, AMARILLENTAS: Trigo, cebada.
TIERRAS POLVOSAS: Chocho.
TIERRAS BLANCAS: No dan cultivo.
IDENTIFICACION POR EL OLOR: De preferencia se realiza cuando el
terreno está húmedo. Se coge un poco de tierra y se soba en la mano. Si
el olor es agradable, a compost (tierra), es una buena tierra. Por el
contrario, si esta no presenta olor alguno, sera una mala tierra para el
cultivo.
Observaciones del Técnico: Textura
Tierra negra: franco arcillosa-arenosa PH=5.5
Tierra blanca: Franco arenosa PH=4.5
Tierra amarilla: Franco arcillo limosa PH=5.0.
La profundidad del suelo oscila entre 25 a 30 cmts. Pendiente entre 20 a
25 %. Cantidad de terreno 1.5 Hás
El problema de la identificación de los suelos es de importancia
fundamental en la ingeniería. Identificar un suelo es, en rigor, encasillarlo
dentro de un sistema previo de clasificación. La identificación permite
conocer, en forma cualitativa, las propiedades mecánicas e hidráulicas del
suelo, atribuyéndole las del grupo en que se situé, por ende la experiencia
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juega un papel muy importante en la utilidad que se pueda sacar
de la clasificación.
Identificación de campo de suelos gruesos. Los materiales
constituidos por partículas gruesas se identifican en el campo sobre base
prácticamente visual. Extendiendo una muestra seca del suelo sobre una
superficie plana puede juzgarse, en forma aproximada, de su graduación,
tamaño de partículas, forma y composición mineralogíca. Para distinguir
las gravas de las arenas puede usarse el tamaño ½ cm. Como
equivalente a la malla Nº 4.
Identificación de suelos finos. El criterio para identificar en el campo los
suelos finos, contando con algo de experiencia, es aconsejable el
comparar sistemáticamente los resultados de la identificación de campo
realizada, con los del laboratorio, en cada caso en que exista la
oportunidad. Las principales bases de criterio para identificar suelos finos
en el campo son la investigación de las características de dilatancia, de
tendencia y de resistencia en estado seco. La dilatancia. Una pastilla con
el contenido de agua necesario para que el suelo adquiera una
consistencia suave, pero no pegajosa, se agita alternativamente en la
palma de la mano, golpeándola secamente contra la otra mano,
manteniéndola apretada entre los dedo.
Tenacidad: la prueba se realiza sobre un espécimen de consistencia
suave, similar a la masilla. Este espécimen se rola hasta formar un rollito
de unos 3mm de diámetro aproximado, que se amasa y vuelve a rolar
varias veces. Color: el color del suelo suele ser un dato útil para
diferenciar los diferentes estratos y para identificar tipos de suelos,
cuando se posea experiencia local. Por ejemplo el color negro y otros de
tonos oscuros suelen ser indicativos de la presencia de materia orgánica
coloidal. Los colores claros y brillantes son propios, más bien de suelos
inorgánicos. El Olor: los suelos orgánicos (OH y OL) tienen por lo general
un olor distintivo, que puede usarse para identificación; el olor es
particularmente intenso si el suelo esta húmedo, y disminuye con la
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exposición al aire, aumentando, por el contrario, con el
calentamiento de la muestra húmeda.
EN EL CAMPO: Movilidad de agua, resistencia al quebramiento,
prueba de tenacidad.
EN EL LABORATORIO: se separan las partículas mediante el ensayo
granulométrico por tamización y se determina el predominio de tamaño
por partículas, mediante los sistemas AASHTO Y SUCS, se grafica la
curva granulométrica. Para conocer si los suelos granulare están bien o
mal gradados, nos basamos en los Cu y Cc. Para determinar si el suelo
fino es limo o arcilla se realizan ensayos para determinar valores de
porcentaje de humedad que corresponde al LL, LP, IP se grafican en la
carta de plasticidad de art. Casagrande (encima línea A arcilla y debajo
limo), de los resultados obtenidos se identifican los suelos SUCS Y
AASHTO.
COMPORTAMIENTO MECANICO DEL SUELO
CAMPO: se separan partículas, se observan partículas predominantes y
se identifica el suelo, si predominan partículas correspondientes a suelo
grueso: estabilidad del suelo (las gravas son más estables que las arenas
y que los suelos finos), grado de fricción intergranular (las partículas
redondeadas tienen fricción nula, forma ideal cuboides), peso específico
(mayor peso específico más resistente, más resistente a esfuerzo
cortante) gradación (si está bien gradado los vacíos entre partículas de
mayor tamaño, se reducen por las de menor dimensión) si predominan
partículas correspondientes a un suelo fino: porcentaje
humedad(determina resistencia esfuerzo cortante, a mayor humedad
menor resistencia y mayor grado de compresibilidad) estructura de masa
(suelo que predominan partículas suelo fino natural, mejor
comportamiento mecánico que cuando se rompe estructura) materia
orgánica (materia orgánica se descompone con el tiempo aumentando su
grado de compresibilidad y produciendo asentamientos.
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LABORATORIO: conociendo el predominio de partículas de
acuerdo a su tamaño, gradación y plasticidad se hace uso de
teorías de clasificación que proponen sistemas SUCS Y
AASHTO para obtener simbología del suelo y conocer el
comportamiento mecánico en forma rápida, también es necesario
observar las formas de las partículas y determinar las relaciones
volumétricas, gravimétricas y fundamentales del suelo.