1. Consideraciones geolgicas relacionadas con un programa de investigaciones para una cimentacin Toda estructura est en contacto con el suelo. Como consecuencia, es indispensable que la interaccin entre la estructura y el suelo, definida por los lmites impuestos a las presiones de contacto y a los asentamientos, sea claramente entendida.

La utilizacin de valores empricos de la capacidad portante del suelo, podr considerarse adecuada y segura solamente cuando estos valores hayan sido establecidos mediante la prctica local y experimentada satisfactoriamente en estructuras similares en esa misma localidad.Por ello debemos tener ciertas consideraciones: EFECTOS DEL AGUA Asentamientos debidos a saturacin de suelos compresibles. Reduccin en la capacidad portante del suelo al reducirse su resistencia al corte. Remocin del suelo debajo de las cimentaciones debido a acciones de bombeo. En climas muy fros, fallas debidas a heladas. Problemas de licuefaccin, en arenas sucitas, con los asentamientos consecuentes. Hinchazn o expansin en ciertos tipos de arcillas. Efectos de subpresin.En cuanto a suelos debemos considerar: ARENASLa densificacin de las arenas, cuando se aplica la debida energa de compactacin, se realiza con mucha rapidez; sin embargo, en los casos de arenas propensas a licuefaccin o muy sueltas, la densificacin ocurrir bajo la presencia de carga al ocurrir un movimiento ssmico interno.LIMOS Los suelos limosos no son necesariamente suelos pobres para cimentaciones si estn compactos, sin embargo, puede ocurrir que se presenten como suelos en estado suelto.Consecuentemente, es imprescindible que el constructor adquiera destreza en la identificacin de los limos.ARCILLALas arcillas no se consolidan con rapidez normalmente el proceso de asentamiento toma un tiempo muy largo.En cimentaciones sobre arcilla, salvo que exista experiencia en la zona, que se efecten estudios relacionados con la probabilidad de asentamientos diferenciales por consolidacin.RELLENOSNo se debe cimentar sobre rellenos de caractersticas desconocidas o ejecutados sin control.La cimentacin sobre rellenos efectuados con materiales adecuados, compactados a una densidad ptima, construidos bajo control permanente y con un adecuado estudio de drenaje, es perfectamente posible. Sin embargo, este proceso requiere de especialistas en mecnica de suelos.

Fuente: SENCICO

2. Indique el planeamiento que se debe seguir en un programa de investigaciones del sub suelo para la cimentacin de edificios y puentes.Segn la UNISDR Oficina de las Naciones Unidas para la Reduccin del Riesgo de Desastres debemos tener las siguientes consideraciones: a) Clasificacin de la complejidad del proyecto Son resultado de la aplicacin de criterios dependiendo de la categora de la edificacin y de la variabilidad del subsuelo Categoria de la edificacin Dada por la tabla mostrada

Variabilidad del subsuelo Se subdividen en las siguientes categoras:Variabilidad baja: Suelos donde no hay variaciones importantes entre el el lugar de excavacin y sus vecinas depsitos lacustres, terrazas medio a bajoVaribilidad alta: Subsuelos con variaciones importantes entre una excavacin y la otra como depsitos de ladera, flujos de lodo, etc.Variabilidad media: Situaciones intermedias, como terrazas y llanuras aluciales

Grados de complejidad Dadas por la tabla siguiente

b) Investigacion del subsuelo para estudios definitivos Exploracion del campo Numero mnimo de sondeos Profundidad de sondeosc) Repeticion de unidades de construccin Numero minimo de sondeosd) Ensayos de laboratorio Eleccion de muestras Tipo y numero de ensayos Ensayos detallados Subtitucion para ensayos de campo

A continuacin mostramos el documento con el detalle de cada aspecto mencionado anteriormente

3. Indique el proceso de investigacin geolgica para los siguientes casos:

4. Principios de las cimentaciones superficiales intermedios y profundas

Cimentaciones superficiales Son aquellas que se apoyan en las capas superficiales o poco profundas del suelo, por tener ste suficiente capacidad portante o por tratarse de construcciones de importancia secundaria y relativamente livianas. En estructuras importantes, tales como puentes, las cimentaciones, incluso las superficiales, se apoyan a suficiente profundidad como para garantizar que no se produzcan deterioros. Las cimentaciones superficiales se clasifican en:Cimentaciones ciclpeasEn terrenos cohesivos donde la zanja pueda hacerse con paramentos verticales y sin desprendimientos de tierra, el cimiento de concreto ciclpeo (hormign) es sencillo y econmico.Sin embargo se debe tener las siguientes precauciones: Tratar que las piedras no estn en contacto con la pared de la zanja. Que las piedras no queden amontonadas. Alternar en capas el hormign y las piedras. Cada piedra debe quedar totalmente envuelta por el hormign.

Zapatas:Una zapata es una ampliacin de la base de una columna o muro, que tiene por objeto transmitir la carga al subsuelo a una presin adecuada a las propiedades del suelo. Las zapatas que soportan una sola columna se llaman individuales o zapatas aisladas. La zapata que se construye debajo de un muro se llama zapata corrida o zapata continua. Si una zapata soporta varias columnas se llama zapata combinada.

En la figura 1, se pueden observar los tipos de zapata, que posteriormente sern expuestas con detalle.

Losas de cimentacin.Una losa de cimentacin es una zapata combinada que cubre toda el rea que queda debajo de una estructura y que soporta todos los muros y columnas. Cuando las cargas del edificio son tan pesadas o la presin admisible en el suelo es tan pequea que las zapatas individuales van a cubrir ms de la mitad del rea del edificio, es probable que la losa corrida sea ms econmica que las zapatas En la figura 2 se muestran a grandes rasgo la representacin de losas de cimentacin.

Cimentaciones intermediasPozos de cimentacin o caissons Los pozos de cimentacin se plantean como solucin entre las cimentaciones superficiales, (zapatas, losas, etc.) y las cimentaciones profundas, por lo que en ocasiones se catalogan como semiprofundas. Algunas veces estos deben hacerse bajo agua, cuando no puede desviarse el ro, en ese caso se trabaja en cmaras presurizadas Arcos de ladrillo Se realizan sobre machones de concreto o mampostera. En zonas donde la piedra es abundante suele aprovecharse esta como material de cimentacin de mampostera. Tratndose de construcciones sencillas, en la mayora de casos resulta suficiente efectuar la prueba de resistencia golpeando simplemente la piedra con una maceta y observando el ruido que se produce. Si este es hueco y sordo, la piedra es blanda, mientras que si es aguda y metlico, la piedra es dura.Muros de contencin bajo rasante Se realizan cuando no se considera necesario anclar el muro al terreno, para el sostn de la edificacin, debiendo tenerse en cuenta para la ejecucin de los elementos de contencin, las cargas que les puedan afectar. Micro pilotes Son una variante basada en la misma idea del pilotaje, que frecuentemente constituyen una cimentacin semiprofunda.

Cimentaciones profundas Se basan en el esfuerzo cortante entre el terreno y la cimentacin para soportar las cargas aplicadas, o ms exactamente en la friccin vertical entre la cimentacin y el terreno. Por eso deben ser ms profundas, para poder proveer sobre una gran rea sobre la que distribuir un esfuerzo suficientemente grande para soportar la carga. Este tipo de cimentacin se utiliza cuando se tienen circunstancias especiales: -Una construccin determinada extensa en el rea de a sustentar.- Una obra con una carga demasiada grande no pudiendo utilizar ningn sistema de cimentacin especial. -Que terreno al ocupar no tenga resistencia o caractersticas necesarias para soportar construcciones muy extensas o pesadas. Algunos mtodos utilizados en cimentaciones profundas son:Pilas y Cilindros.En la ingeniera de cimentaciones el termino pila tiene dos significados diferentes. De acuerdo con uno de sus usos la pila es un miembro estructural subterrneo que tiene la funcin que cumple una zapata, es decir transmitir las cargas que soporta al suelo. Sin embargo, en contraste con una zapata, la relacin de la profundidad de la cimentacin con respecto a la base de las pilas es por lo general mayor que cuatro, mientras que para las zapatas, esta relacin es menor que la unidad. Pilotes. Es un miembro estructural subterrneo que tiene la funcin que cumple una zapata, es decir transmitir las cargas que soporta al suelo. Sin embargo, en contraste con una zapata, la relacin de la profundidad de la cimentacin con respecto a la base de las pilas es por lo general mayor que cuatro, mientras que para las zapatas, esta relacin es menor que la unidad.

Pantallas: Son muros verticales profundos que soportan las presiones del terreno; por tanto, es necesario anclar el muro a dicho terreno. Tipos de pantallas Pantallas isostticas: con una lnea de anclajes Pantallas hiperestticas: dos o ms lneas de anclajes.

5. Que estudios geolgicos son considerados en la construccin de un puenteSiempre resulta complejo recolectar la informacin necesaria para hacer estudios de socavacin en puentes ya sea que estn construidos o por construir, y por lo general, nunca se est satisfecho con la suficiencia y calidad de ella.

Estudios de suelos Los estudios de suelos pueden ser tan generales o detallados como el tipo de cauce lo requiera. Ros bien definidos y con lecho poco erosionable requieren poco detalle en la informacin, en tanto que ros inestables en cauces indefinidos o trenzados, requieren que se preste la mxima atencin a los estudios geolgicos. Se necesita usualmente hacer perforaciones, apiques o sondeos para determinar las condiciones de los suelos en la zona del puente. Un informe geolgico para hacer estudios de cimentacin de un puente debe incluir informacin sobre: Caractersticas geolgicas de la cuenca Perfiles estratigrficos Rocas existentes Disponibilidad de materiales de construccin Materiales del lecho del cauce y su resistencia a la erosin. Profundidades de cimentacin de estructuras existentes en la vecindad. Por otra parte, los parmetros mas importantes de los sedimentos del cauce que de una u otra forma intervienen en el clculo de las profundidades mximas de socavacin son: densidad y peso especfico, velocidad de cada, distribucin granulomtrica, tamao, desviacin estndar geomtrica, peso especfico de la mezcla agua-sedimento en suspensin, viscosidad de la mezcla agua-sedimento en suspensin. Los aspectos ms importantes para tener en cuenta en suelos cohesivos son el peso volumtrico seco y la resistencia al esfuerzo cortante, en tanto que en suelos granulares priman el peso y el tamao de las partculas. Las muestras de sedimentos se busca tomarlas dentro y por fuera del hueco de socavacin para determinar si existe acorazamiento del cauce o en la zona de la pila. Tambin deben tomarse una o dos muestras de carga de lecho suspendida en el mismo sitio donde se estn determinando las profundidades del agua. Terrenos de cimentacin.

Los terrenos de cimentacin pueden esta constituidos roca o por suelo. En general, la roca no plantea problemas como terreno de cimentacin propiamente dicho, pues la subestructura le comunica esfuerzos que suelen ser de muy baja intensidad en comparacin con la resistencia del material, la alterabilidad de la formacin rocosa, por la accin de agentes mecnicos o qumicos, tampoco desempea un papel que deba ser fuente de inquietudes especiales desde el punto de vista de apoyo. Los terrenos de cimentacin, constituidos por suelos, tambin suelen proporcionar apoyo suficiente para las subestructuras, aunque existen algunas condiciones que plantean grandes problemas de proyecto y construccin.La necesidad que se tiene de contar, tanto en la etapa de proyecto o de diseo, como durante la ejecucin de la obra de que se trate y en especial de un puente, con datos firmes, seguros y abundantes, respecto al suelo con el que se est tratando, son datos que han de llevar al proyectista a adquirir una concepcin razonablemente exacta de las propiedades fsicas del suelo, que hayan de ser consideradas en su anlisis.

Socavacin en subestructuras de puentes.

En todo problema de cimentacin de subestructura de puentes, la erosin es uno de los aspectos a considerar que han de tratarse con mayor detenimiento.

En las subestructuras de pasos a dos niveles el problema de la erosin puede tratarse por medio de los siguientes procedimientos convencionales

1. Sembrando en el talud adyacente al frente del estribo o pila algn tipo de planta que sirva como barrera natural contra la erosin. Con este fin se utilizan usualmente izote, zacate, etc.

2- Proveyendo a la superficie expuesta de algn tipo de recubrimiento, entre los que cabe mencionar una capa de pavimento o laja

Socavacin Local

La socavacin Local se produce porque el obstculo que representa la pila o el estribo al paso de agua, genera componentes verticales de la velocidad que arrastran material del fondo. La socavacin se presenta sin que haya avenidas. La socavacin local en estribos es distinta a la socavacin local en pilas, por lo que los mtodos para determinarlas difieren, tal como puede observarse a continuacin. Socavacin local en pilas.

El mtodo mas utilizado para determinar la socavacin local en pilas es el de Laurson, el cual supone que la socavacin local depende nicamente del tirante de agua despus de la socavacin general y del ancho y orientacin de la pila.Proteccin contra la socavacin local al pie de los estribos.

Para el caso de los estribos se pueden hacer una sustitucin del material del lecho anloga a la descrita para las pilas, aunque es una mejor solucin construir espigones que orienten el flujo de agua, encauzndola de tal manera que no produzca erosin.

6. Indique los riesgos mayores que se presentan en un puenteEntre los posibles riesgos asociados a estos mtodos constructivos destacan: Sea cual sea el tipo de puente, una de las partes ms delicadas es la cimentacin bajo trar un terreno que resista las presiones, siendo normal el agentes naturales (viento, grandes riadas, etc.). agua, por la dificultad en el empleo de cimentaciones especiales como pilotes o cajones neumticos. Las pilas deben soportar la carga permanente y sobrecargas sin asientos, y ser insensibles a la accin de los El puente es una obra destinada a sustentar cargas de tipo dinmico. Es por ello que adquieren importancia fenmenos que en otro tipo de estructuras no son tan relevantes, como por ejemplo la resonancia. Las cargas mviles consideradas provocan en la estructura una vibracin cuando varias cargas actan simultneamente, las vibraciones producidas pueden anularse unas a otras o, por el contrario, pueden acompasarse generando una supervibracion que colapse la estructura. Cuando la distancia que deben salvar los puentes es grannde, el nmero de pilares debe ser, en principio, elevado. El problema suele ser que los puentes para grandes longitudes tienen como objeto salvar brazos de agua o ros. Las dificultades inherentes a la ejecucin de los apoyos (trabajos sumergidos, ejecucin de ataguas para el vaciado del agua, etc.) hacen que su nmero se limite lo ms posible aumentando las luces de los vanos, lo que obliga a emplear soluciones tales como p s con pilones de gran altura y, por lo tanto, de gran esbeltez y con tendencia a vibrar por efecto del viento. Las grandes luces hacen que el tablero del puente sufra el efecto cinta. Las sobrecargas verticales, particularmente las cargas ssmicas y los ciclos presin-succin del viento, generan una vibracin que puede colapsar el tablero, por lo que se requiere su rigidizacin mediante configuraciones estructurales en cajn que aumenten el canto sin un incremento excesivo del peso. En el caso de los viaductos, su objetivo suele ser salvar gargantas de gran profundidad, lo que se consigue habitualmente mediante configuraciones en arco cuando la longitud no es excesiva y mediante la tcnica del deslizamiento de tramos o voladizo para longitudes mayores. La construccin de estos puentes requiere la instalacin de elementos auxiliares de soporte que son muy complejos, de gran altura, y en los que se da en toda su extensin el fenmeno del pandeo, pudiendo producirse vuelcos por los elevados momentos que se generan y arruinando la estructura en construccin. Socavacin El 35% de los puentes estudiados (sin contabilizar los colapsados por atentados terroristas) fallaron por socavacin de la cimentacin de sus estribos y/o pilas, lo cual sucede sobre todo en puentes construidos hace ms de veinte (20) aos, donde el criterio fundamental de diseo de la cimentacin obedeca ms a la capacidad portante y no ha los fenmenos de socavacin probables. La figura 3 muestra casos de puentes colapsados por socavacin. Los cauces producen socavacin general que consiste en el descenso del fondo de un ro cuando se presenta una creciente, debido al transporte de partculas en suspensin. Este efecto depende de diferentes variables tales como el caudal, la velocidad, el tipo y las condiciones del lecho, el ancho y la profundidad del cauce, entre otras. Adems, se presenta una socavacin local que consiste en el descenso del fondo del cauce al pie de una estructura que es rodeada por la corriente, y depende de todos los factores antes mencionados incluyendo la forma y las dimensiones de la estructura y su orientacin en relacin con la corriente principal 9 [Garca, 1992]. Los puentes que han fallado por este fenmeno generalmente no tuvieron en su etapa de diseo un estudio hidrulico, por lo que se elabor el diseo de su cimentacin sin contemplar las profundidades de socavacin probables de acuerdo con las caractersticas del cauce y de la cuenca. En Colombia muchos puentes fueron construidos sin ningn estudio hidrolgico, hidrulico y de socavacin; por tanto, su sitio de ponteadero fue seleccionado ms por el criterio del diseo geomtrico de la va que por una evaluacin tcnica sobre las caractersticas y condiciones del cauce.