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Escuela de Ingeniería Civil CICLO: 2022-I LOS SUELOS EN LA INGENIERÍA CIVIL IMPORTANCIA DE UN ESTUDIO DE SUELO La falta de un estudio de suelos podría hacer colapsar a un edificio o vivienda. En toda obra de arquitectura o ingeniería moderna, ya sea viviendas o edificios, es necesario e imprescindible la realización de un estudio de suelos. El Estudio de Mecánica de Suelos, es un documento suscrito por un especialista reconocido y acreditado en mecánica de suelos, a través del cual determina la resistencia del terreno sobre el que se desplantan las edificaciones, mismo que sirve de base para determinar el tipo de cimentación a usar. http://www.arkigrafico.com/como-estabilizar-suelo-arcilloso-a-la-hora-de-construir El Estudio de Suelos o Estudio Geotécnico es parte de la Mecánica de Suelos. El estudio de suelos permite conocer las propiedades físicas y mecánicas del suelo, y su composición estratigráfica, es decir las capas o estratos de diferentes características que lo componen en profundidad, y por cierta ubicación de napas de agua (freáticas), si las hubiere. La importancia del estudio de suelos depende del tipo de proyecto que se va a realizar y de la magnitud de este; con los resultados que arroje el estudio de suelos se puede tomar decisiones del tipo de cimentación a utilizar y hasta que profundidad se debe cimentar; dependiendo del tipo de suelo es la capacidad de soporte del suelo (resistencia del suelo) y eso se puede determinar únicamente con el estudio de suelos. Dependiendo del estudio de suelos, se determinará cuanto se va a gastar o cuanto se va a ahorrar en cimentación; ya que muchos proyectos en los que no se hace estudio de suelos, resulta que cuando están ya construidos se dan cuenta que tienen hundimientos y eso acarrea más costos, ya que se debe de gastar mucho en reparar o tratar de estabilizar el terreno y todo por “ahorrarse unos centavos” y no hacer el estudio de suelo. Cuando se trata de edificios por ejemplo, con el estudio de suelos se determina la capacidad máxima de carga que acepta el terreno y si es suficiente por la sobrecarga del edificio. 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, la realización de estudios de suelos. El argumento de que mi vecino construyó de esta o aquella manera ya no es válido y se diría peligroso y antieconómico. La incidencia del estudio de suelos en el costo total de una obra es insignificante por lo que no existen motivos para no realizarlo. Actualmente 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 (Fundador de la Mecánica de Suelos). Karl von 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 deben llevar al proyectista a adquirir una concepción razonablemente exacta de las propiedades físicas del suelo. Suelo Desde el punto de vista de la ingeniería, suelo es el terreno de fundación donde se construye las cimentaciones de las estructuras, también es el material de construcción para diversas obras civiles. Ejemplo: pavimentos, presas de tierra; por esta razón el estudio de las propiedades físicas, hidráulicas y mecánicas del suelo es de importancia fundamental, las cuales se determinan con ensayos realizados en laboratorio. Suelo como terreno de fundación El problema consiste en proyectar la cimentación de un edificio, de un estribo de puente, de un muro de retención, etc. de forma funcional y económica, teniendo en cuenta la naturaleza del terreno de tal manera que se consiga seguridad suficiente con deformaciones o asentamientos compatibles con las tolerancias de la estructura. o Condiciones de cimentación Una vez conocida la naturaleza y propiedades del subsuelo se elige la solución de cimentación más adecuada con base a las teorías de la Mecánica del Suelo y la experiencia tecnológica. Construcciones y Cimentaciones Para construcciones de envergadura Para pequeñas construcciones 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 es 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. Se define el tipo de cimentación, el nivel de apoyo (profundidad de cimentación), las presiones de trabajo y los asentamientos del suelo asociados con las mismas. El suelo como material de construcción El suelo es el material de construcción más abundante del mundo y en muchas zonas constituye, de hecho, el único material disponible localmente. Cuando el ingeniero emplea el suelo como material de construcción debe seleccionar el tipo suelo, así como el colocación y, luego, adecuado de método de controlar su colocación en obra, porque el suelo como material de construcción debe cumplir especificaciones técnicas. Como consecuencia de la actividad humana desarrollada a través de los años, surge la necesidad de introducir un nuevo concepto, el suelo artificial o material de construcción. La procedencia de los materiales puede ser diversa, diferenciando entre materiales naturales (arcillas, arenas y gravas heterométricas) y materiales artificiales (escombros de construcción, residuos de diversos procesos de fabricación como el cemento, etc). En el ámbito principalmente de la construcción de acuerdo a su los suelos capacidad se distinguen de soporte o cimentación. Los suelos rocosos poseen altas resistencias a acciones o solicitaciones de carga por eso lo convierte en el suelo por excelencia para cimentación. El suelo como material de construcción Presas de Tierra Estructura de Pavimentos Lagunas de Oxidación Estructuras de adobe (Mezcla de suelos) Construcciones de Terraza La construcción de presas de tierra y vías terrestres implica el uso de suelos, pero un uso selectivo, juicioso y en lo posible científico. Tipos de suelos en la construcción Los suelos en la construcción pueden agruparse en 5 tipos básicos: Los guijarros: Formado por rocas con diámetros mayores 20 mm. La grava: Formada por grandes granos minerales con diámetros entre 20 mm a 2 mm. La arena: Se componen de partículas minerales que varían aproximadamente desde 2 mm y 0.05 mm. El limo: Consiste en partículas minerales naturales, mas pequeñas con tamaños que oscilan entre 0.05 mm y 0.005 mm. La arcilla: Constituidas por partículas de tamaño coloidal que producensu plasticidad menores a 0.005 mm. Actividad de Aprendizaje Realice un recorrido por su comunidad o ciudad y visite la construcción de una vivienda o cualquier obra civil, a partir de su visita realice una entrevista filmada al maestro de obra y/o albañil e indague sobre el tipo de suelos en el sitio, así como las actividades de mejoramiento de suelo que tuvo que ejecutar antes de colocar las cimentaciones. Además del video recopilado tome fotografías para que respalden su informe, el cual debe contener lo siguiente: Portada, Introducción, Tema y Objetivos, Desarrollo, Conclusiones y anexos. Importancia De La Geología En La Ingeniería Civil. En ingeniero civil se enfrenta a una gran variedad de problemas, en los que el conocimiento de la geología es necesario. Indudablemente aprenderá mas geología en el campo y en la practica que la que puede enseñársele en la aulas o en el laboratorio de una escuela. Pero este aprendizaje será más fácil y más rápido y su aplicación más eficaz, si en sus cursos de ingeniería se han incluido los principios básicos de la geología. Merecen citarse especialmente algunas ventajas especificas: • Conocimiento sistematizados de los materiales. • Los problemas de cimentación son esencialmente geológicos. • Los edificios, puentes, presas, y otras construcciones, se establecen sobre algún material natural. • Las excavaciones se pueden planear y dirigir más inteligentemente y realizarse con mayor seguridad. • El conocimiento de la existencia de aguas subterráneas, y los elementos de la hidrología subterránea, son excelentes auxiliares en muchas ramas de la ingeniería práctica. • El conocimiento de las aguas superficiales, sus efectos de erosión, su transporte y sus sedimentaciones, es esencial para el control de las corrientes, los trabajos de defensa de márgenes y costas, los de conservación de suelos y otras actividades. • La capacidad para leer e interpretar informes geológicos, mapas, planos geológicos y topográficos y fotografía, es de gran utilidad para la planeación de muchas obras. • La capacitación para reconocer la naturaleza de los problemas geológicos. Ingeniería Geológica (Y Del Entorno) Los ingenieros geólogos aplican los principios geológicos a la investigación de los materiales naturales tierra, roca y agua superficial y subterránea implicados en el diseño, la construcción y la explotación de proyectos de ingeniería civil. Son representativos de estos los diques, los puentes, las autopistas, los acueductos, los desarrollos de zonas de alojamiento y los sistemas de gestión de residuos. Una nueva rama, la geología del entorno, recoge y analiza datos geológicos con el objetivo de resolver los problemas creados por el uso humano del entorno natural. El más importante de ellos es el peligro para la vida y la propiedad que deriva de la construcción de casas y de otras estructuras en áreas sometidas a sucesos geológicos, en particular terremotos, taludes (corrimiento de tierra), erosión de la costas e inundaciones. El alcance de la geología del entorno es muy grande al comprender ciencias físicas como geoquímica e hidrológica, ciencias biológicas y sociales e ingeniería.
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