import an cia de los suelos en la ingenieria civil

IMPORTANCIA DE LOS SUELOS EN LA INGENIRIA CIVIL

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MIGUEL A. LOPEZ PAZOS

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Agradezco La elaboracin del presente trabajo a las personas que contribuyen a realizarnos profesionalmente nuestras vidas. y humanamente a lo largo de


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PRESENTACION Presentamos a su consideracin nuestro trabajo de investigacin titulado IMPORTANCIA DE LOS SUELOS EN INGENIERIA CIVIL Este trabajo tiene el propsito fundamental de explorar un campo muy grande en todas sus dimensiones. Creemos que los resultados de las conclusiones, recomendaciones sean medios de ayuda y conocimiento para la ingeniera civil, como ciencia al servicio de los hombres y el progreso a favor de esta, as como materia de esta clase para el conocimiento y la rama de la Ingeniera.

INDICE

Pag.MIGUEL A. LOPEZ PAZOS

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CARATULA DEDICATORIA PRESENTACION INDICE MARCO TEORICO CONTENIDO CONCLUSIONES RECOMENDACIONES BIBLIOGRAFIA ANEXOS

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1. MARCO TEORICO

SUELOS:


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Se denomina suelo a la parte no consolidada y superficial de la corteza terrestre, biolgicamente activa, que tiende a desarrollarse en la superficie de las rocas emergidas por la influencia de la intemperie y de los seres vivos (meteorizacin). Los suelos son sistemas complejos donde ocurren una vasta gama de procesos qumicos, fsicos y biolgicos que se ven reflejados en la gran variedad de suelos existentes en la tierra. A grandes rasgos los suelos estn compuestos de minerales y material orgnico como materia slida y agua y aire en distintas proporciones en los poros. De una manera ms esquemtica se puede decir que la atmsfera, el conjunto de todos los suelos, abarca partes de la litosfera, biosfera, atmsfera e hidrosfera. Son muchos los procesos que pueden contribuir a crear un suelo particular, algunos de estos son la deposicin elica, sedimentacin en cursos de agua, meteorizacin, y deposicin de material orgnico. De un modo simplificado puede decirse que las etapas implicadas en su formacin son las siguientes: Disgregacin mecnica de las rocas. Meteorizacin qumica de los materiales regolticos, liberados. Instalacin de los seres vivos (microorganismos, lquenes, musgos, etc.) sobre ese sustrato inorgnico. Esta es la fase ms significativa, ya que con sus procesos vitales y metablicos, continan la meteorizacin de los minerales, iniciada por mecanismos inorgnicos. Adems, los restos vegetales y animales a travs de la fermentacin y la putrefaccin enriquecen ese sustrato. Mezcla de todos estos elementos entre s, y con agua y aire intersticiales

INGENIERIA CIVIL: Es una rama de la Ingeniera, que aplica los conocimientos de fsica qumica, calculo, geografa y geologa a la elaboracin de infraestructuras, obras hidrulicas y de transportes. La denominacin "civil" se debe a su origen diferenciado de la ingeniera militar.MIGUEL A. LOPEZ PAZOS

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Tiene tambin un fuerte componente organizativo que logra su aplicacin en la administracin del ambiente urbano principalmente, y frecuentemente rural; no slo en lo referente a la construccin, sino tambin, al mantenimiento, control y operacin de lo construido, as como en la planificacin de la vida humana en el ambiente diseado desde esta misma. Esto comprende planes de organizacin territorial tales como prevencin de desastres, control de trfico y transporte, manejo de recursos hdricos, servicios pblicos, tratamiento de basuras y todas aquellas actividades que garantizan el bienestar de la humanidad que desarrolla su vida sobre las obras civiles construidas y operadas por ingenieros.

Principales Apreciaciones: En ingeniera, la mecnica de suelos es la aplicacin de las leyes de la fsica y las ciencias naturales a los problemas que involucran las cargas impuestas a la capa superficial de la corteza terrestre. Esta ciencia fue fundada por Karl von Terzaghi, a partir de 1925. Todas las obras de ingeniera civil se apoyan sobre el suelo de una u otra forma, y muchas de ellas, adems, utilizan la tierra como elemento deMIGUEL A. LOPEZ PAZOS

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construccin para terraplenes, diques y rellenos en general; por lo que, en consecuencia, su estabilidad y comportamiento funcional y esttico estarn determinados, entre otros factores, por el desempeo del material de asiento situado dentro de las profundidades de influencia de los esfuerzos que se generan, o por el del suelo utilizado para conformar los rellenos. Si se sobrepasan los lmites de la capacidad resistente del suelo o si, an sin llegar a ellos, las deformaciones son considerables, se pueden producir esfuerzos secundarios en los miembros estructurales, quizs no tomados en consideracin en el diseo, productores a su vez de deformaciones importantes, fisuras, grietas, alabeo o desplomos que pueden producir, en casos extremos, el colapso de la obra o su inutilizacin y abandono. En consecuencia, las condiciones del suelo como elemento de sustentacin y construccin y las del cimiento como dispositivo de transicin entre aquel y la sper estructura, han de ser siempre observadas, aunque esto se haga en proyectos pequeos fundados sobre suelos normales a la vista de datos estadsticos y experiencias locales, y en proyectos de mediana a gran importancia o en suelos dudosos, infaliblemente, a travs de una correcta investigacin de mecnica de suelos.

2.

CONTENIDO

QUE IMPORTANCIA TIENEN LOS SUELOS EN LA INGENIERIA CIVIL?:


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Como Ingeniero Civil nos enfrentamos a una gran variedad de problemas, en los que los conocimientos de la geotecnia es necesario para poder dar solucin a los problemas encontrados en el campo laboral. Poseer conocimientos de los materiales naturales tierra, roca y agua superficial y subterrnea implicados en el diseo, la construccin y la explotacin de proyectos de ingeniera civil. Esta ciencia es de gran importancia en la ingeniera civil puesto que se encarga del estudio y clculo de los suelos, que se usan para la construccin de cualquier magnitud.

CLASES DE SUELOS: Existen muchos tipos de suelos, dependiendo de la textura que posean. Se define textura como el porcentaje de arena, limo y arcilla que contiene el suelo y sta determina el tipo de suelo que ser.

Suelo arenoso es ligero y filtra el agua rpidamente. Tiene baja materia orgnica por lo que no es muy frtil.

Un suelo arcilloso es un terreno pesado que no filtra casi el agua. Es pegajoso, plstico en estado hmedo y posee muchos nutrientes y materia orgnica.MIGUEL A. LOPEZ PAZOS

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Un suelo limoso es estril, pedregoso y filtra el agua con rapidez. La materia orgnica que descompone muy rpido. contiene se

La combinatoria de estos tres elementos da como resultado 14 tipos de suelos distintos que van, por ejemplo desde el arcillo limoso, arcillo arenoso, areno limoso, franco arcilloso, al areno limoso. Por otra parte estn los suelos rojos, que contienen grandes cantidades de xidos de hierro, lo que significa que es un terreno drenado, frtil y no muy hmedo. Los amarillos son poco frtiles debido a que los xidos de hierro han reaccionado frente al agua, convirtindolos en una zona mal drenada. Los suelos grises pueden tener poco hierro u oxgeno y poseer muchas sales alcalinas como carbonato de calcio. Entonces, segn el contenido de piedras, arena, arcilla y humus, los suelos se pueden clasificar en: Suelos agrcolas: son los de mayor importancia para el hombre. Se caracterizan por tener: - Partculas pequeas de arcilla y limo. Retienen la humedad necesaria para el crecimiento de los vegetales. - Partculas de mayor tamao que las anteriores, como arena y piedras. Dan ms porosidad a estos suelos, caracterstica que permite la entrada de oxgeno, facilitando el crecimiento de las races. - Sustancias qumicas. Sirven de nutrientes a los vegetales, al adicionar abonos como salitre (nitrato de sodio), urea, guano, etctera, que aumentan el contenido nutritivo de estos suelos. Suelos pardos de praderas: se observan en regiones con lluvias moderadas. Son adecuados para el cultivo de granos (trigo, cebada, etctera). Tambin en estos suelos se cultivan pastizales, que facilitan la crianza de ganado.MIGUEL A. LOPEZ PAZOS

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Suelos de las montaas: aptos para el desarrollo de rboles y hierbas en distintas proporciones. Entre las montaas generalmente se forman valles con suelos muy frtiles, utilizados por el hombre para alimentar animales para engorda.

HORIZONTES DEL SUELO: El suelo forma una serie de capas. Su secuencia se llama perfil del suelo. Las capas, tambin llamadas horizontes, muestran todo lo que interviene en la configuracin de un suelo, desde la descomposicin de las rocas al aumento de la materia orgnica.


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Horizonte 0, capa de humus: depsitos de material vegetal Horizonte A, capa superficial del suelo: orgnicamente rica, pero algunos minerales son arrastrados por el agua subterrnea. Horizonte B el subsuelo: es menos orgnico, pero rico en minerales que descienden de la capa superficial Horizonte C, la roca madre: se rompe y disgrega en trozos suelto y no contiene material orgnico. Horizonte D, el lecho rocoso subyacente: el contenido mineral del suelo procede de aqu.

La profundidad del suelo depende de factores como la inclinacin, que permite el arrastre de la tierra por las aguas, y la naturaleza del lecho rocoso. La piedra caliza, por ejemplo, se erosiona ms que la arenisca, por lo que produce ms productos de descomposicin. Pero el factor ms importante es el clima y el efecto erosivo de los agentes atmosfricos. No hay dos suelos iguales. Cada uno tiene sus propias caractersticas fsicas, qumicas y biolgicas.

COMO DETERMINAR LOS TIPOS DE SUELOS: Esto es muy importante debido a que con los resultados obtenidos podremos obtener la construccin de una estructura consolidada; a continuacin algunas caractersticas fundamentales:

1. TEXTURA DEL SUELO La textura se refiere al tamao de las partculas que tiene un suelo. Hay 5 texturas bsicas:a. Textura Arcillosa


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Un suelo con textura arcillosa es aquel en el que predomina la arcilla. Piensa en un fango como lo ms arcilloso que hay.TIERRA ARCILLOSA

b. Textura Arenosa

El suelo de textura arenosa tiene sobre todo arena. La playa sera el ejemplo extremo.

c. Textura Franca

En un suelo con textura franca abunda el limo. Es algo intermedio a los dos anteriores. Ni es arcilloso, ni es arenoso. Son suelos francos tpicos los de los ros.

d. Textura Franco - Arcillosa

Entre arcilloso y franco. Tiene bastante arcilla pero tambin lleva mucho limo, y poca arena.

e. Textura Franco Arenosa

Entre franco y arenoso. Y qu es la arcilla, la arena y el limo que he mencionado? Partculas minerales que se diferencian en su tamao.MIGUEL A. LOPEZ PAZOS

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Arcilla son partculas minerales que miden menos de 0,001 milmetro. Toda partcula mineral que haya en el suelo y mida menos de 0,001 mm, es arcilla. Limo son partculas minerales de entre 0,001 milmetro y 0,01 mm. Arena son partculas minerales de entre 0,01 y 0,1 milmetros. Bien, pues segn la proporcin que haya de un tipo de partculas u otras tendremos las diferentes texturas. Por ejemplo, si un suelo tras analizarlo en el laboratorio sale que est compuesto por: - 60 % arcilla - 20 % limo - 20 % arena Se mira un grfico (tringulo de texturas) y se ve que se trata de un suelo arcilloso.

CLASIFICACION DE SUELOS

La clasificacin de suelos es una categorizacin sistemtica de suelos basado en caractersticas distintivas y en criterios de uso. Una clasificacin de suelos es muy dinmica, en s mismo de la estructura del sistema, a las definiciones de clases, y finalmente en la aplicacin a campo. Puede ser una forma aproximada de las perspectivas de pedognesis y de morfologa de suelo. Conceptos diferentes de pedognesis, y diferencias en la significancia de los desarrollos morfolgicos a los varios usos de la tierra afectan la aproximacin a la clasificacin. Adems de esas diferencias, en un sistema bien construido, los criterios clasificatorios similares de grupo hacen que las interpretaciones no varen ampliamente. La aplicacin exitosa al campo es un desafo, ya que hay naturaleza complejaMIGUEL A. LOPEZ PAZOS

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en la formacin de los suelos, y la opacidad inherente de los recursos edficos.

Clasificacin de Suelos.

CLASIFICACION DE SUELOS A TRAVES DE LA INGENIERIA CIVIL Los ingenieros, tpicamente los ingenieros geotcnicos, clasifican a los suelos de acuerdo a sus propiedades ingenieriles, en relacin a su uso en fundaciones o en materiales de construccin de edificios. Los sistemas modernos de clasificacin de ingeniera se disean para permitir una fcil transicin de las observaciones al campo, a las predicciones bsicas deMIGUEL A. LOPEZ PAZOS

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propiedades y de conductas de ingeniera de suelos. Algunos de los primeros sistemas clasificatorios ingenieriles de suelo eran adaptaciones de los propios sistemas de clasificacin de la ciencia del suelo. Los sistemas de clasificacin ms comunes de ingeniera para suelos en Estados Unidos es el Sistema de Clasificacin de Suelo unificado por su acrnimo (en ingls) USCS. El USCS tiene tres grupos de clasificacin mayores: 1. 2.3.

suelos de grano grueso (e.g. arenas y gravas) suelos de grano fino (e.g. limos y arcillas)

suelos altamente orgnicos (referidos como "turba"). El USCS adems subdivide a esas tres mayores clases de suelos para clarificacin. Otros sistemas de clasificacin de ingeniera de suelo en EE.UU. es el AASHTO (Sistema de Clasificacin de Suelos AASHTO] y el "Burmeister Modificado". Esos sistemas de clasificacin ingenieriles del suelo hacen descripcin de otras propiedades edficas como color, contenido de humedad in-situ, tensin in-situ, etc.

Numrica: Otra aproximacin es la clasificacin numrica, tambin llamada ordenacin, donde los suelos individuales se agrupan por mtodos estadsticos multivariados, tales como anlisis de agrupamiento. Esto supone crear agrupamientos naturales sin requerir ninguna inferencia acerca de la gnesis del suelo. Bases Morfomtricas En esta clasificacin se utilizan propiedades medibles del suelo, bien directamente en el perfil o analizando muestras en el laboratorio. Representa actualmente la tendencia ms aceptada en las modernas clasificaciones de suelos, como la SOIL TAXONOMY y la de la FAO/UNESCO.


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Geolgica El primer criterio fue establecido por Friedrich Fallou (1794-1877) en Pedologie oder allgemeine und besondera Bodenkunde en el cual se manifiesta crtico frente a la mera consideracin de las propiedades qumicas y propone considerar al suelo como un ente natural. Fallou incluye en su estudio la mayora de los caracteres concernientes al suelo: historia, geografa, necesidad de estudio conjunto de los constituyentes, estructura y funcionamiento. En 1862 acua el trmino Pedologie para los estudios cientficos de suelos, simultneo a otros tales como Agricultural Geology o "Agrogeology. Afirma que la Pedologa es, necesariamente, una ciencia interdisciplinar, pues en aqul momento el suelo se observaba slo como un fenmeno geolgico, independiente de otros. Por todo ello, otros autores del mbito americano, le consideran el fundador de la Pedologa.

LOS TIPOS DE SUELOS Los tipos de suelo son: TIERRA ARCILLA LIMO ARENA FINA ARENA GRUESA GRAVA ROCA MADRE HUMUS TIPOS DE CLASIFICACION Para los suelos, la experiencia ha mostrado que un sistema natural, los suelos agrupados por sus propiedades intrnsecas, conductas, o gnesis, resulta en clases que pueden ser interpretadas para muchos usos diversos. Esto es en contraste con una clasificacin tcnica Los suelos se agrupan de acuerdo a su ajuste a un uso especfico.


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RIESGO A DEGRADACION Los sistemas naturales se basan estrictamente en la gnesis presumida del suelo, pero los modernos sistemas jerrquicos como el Soil Taxonomy y el World Reference Base for Soil Resources usan criterios objetivos (tanto de morfologa a campo como pruebas de laboratorio) tanto como sea posible, para reducir desacuerdos entre clasificadores. En mapeo de suelos, la clasificacin de suelo usualmente significa usar criterios basados en la morfologa de suelo aadiendo las caractersticas desarrolladas durante la formacin de los suelos. Los criterios se designan para guiar las elecciones en el uso de la tierra y en el manejo del suelo. Las unidades de mapeo de suelos de una taxonoma de suelos as basada, se agrupan adicionalmente en clases de sistemas de clasificacin tcnicas. Las "Clases de Capacidad de Uso", el suelo hidromrfico, y el "campo flor" son algunos ejemplos. Adems de los sistemas de clasificacin de suelos, hay tambin sistemas de clasificacin de suelos vernculos. Los sistemas vernculos (descriptivos) han sido usados por milenios, mientras los sistemas basados en evidencia cientfica, eran de relativamente reciente desarrollo.

3.

COCLUSIONES La importancia de los suelos en la ingeniera es fundamental para todo proyecto que se va a realizar y de la magnitud de este. A travs de la mecnica de suelos, geotecnia y los resultado que te arroje el estudio de suelos puedes tomar decisiones del tipo de cimentacin a utilizar y hasta que profundidad debes de cimentar tu estructura. Cuando se construyen carreteras, pues se necesita saber qu tipo de suelo es, si es cohesivo o friccionante, la clasificacin de este, la granulometra de la que


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est compuesta, porcentajes de arenas, el CBR (este valor te indica en que puedes utilizar el suelo que estas analizando, ya sea como base o como sub base o si el suelo es demasiado malo; entonces te indica que debes de removerlo y utilizar material de prstamo). Depende del estudio de suelos, determinaras cuanto vas a gastar o cuanto vas a ahorrar en cimentacin; ya que muchos proyectos en los que no se hace estudio de suelos, resulta que cuando estn ya construidos se dan cuenta que tienen hundimientos y eso acarrea mas costos, ya que se debe gastar mucho e reparar o tratar de estabilizar el terreno y todo por ahorrarse unos soles. Cuando se trata de edificios, con el estudio de suelos determinas la capacidad mxima de carga que acepta el terreno y si es suficiente por la sobrecarga del edificio.

4.

RECOMENDACIONES Es bueno conocer las propiedades fundamentales de los diferentes tipos de suelos que existen en el campo laboral esto nos permitir conocer o calcular las ventajas de este para una estructura. No se busca el suelo ideal para poder construir o cimentar una estructura, por el contrario se construye a partir de las caractersticas presentadas en el suelo.


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