CENEVAL
INGENIERÍA DE CIMENTACIONES CIMENTACIONES
Capacidad de carga carga última Cimentaciones superficiales deben tener dos características importantes: 1. Segu Segurras cont ontra fal falla la por corte general del suelo 2. No debe presentar asentamientos excesivos
Capacidad de carga carga última Cimentaciones superficiales deben tener dos características importantes: 1. Segu Segurras cont ontra fal falla la por corte general del suelo 2. No debe presentar asentamientos excesivos
Capacidad de carga carga última 1.- ¿Cuáles son las diferentes diferentes formas formas de falla falla del suelo en relación a su capacidad última de carga? (< 1min)
a) b) c) d)
Corte Corte longit longitudi udinal nal,, cort cortee trans transver versal sal y asen asenta tamien miento toss Corte Corte gener general, al, cort cortee loc local al y asen asenta tamie mient ntos os Corte Corte gener general, al, cort cortee loca locall y cort cortee por por punz punzona onamie mient nto o Cort Corte gene generral, al, cort cortee local local,, cort cortee por pun punzzonam onamie ient nto oy asentamientos
Capacidad de carga última 2.- De acuerdo a la teoría de capacidad de carga de Terzaghi, ¿Cuál es el criterio para determinar si una cimentación es superficial? (<1 min) a) Si la profundidad de desplante es menor o igual al ancho de la cimentación; según otros investigadores puede llegar a ser 3 o 4 veces el ancho de la cimentación b) Si la profundidad de desplante es menor o igual al ancho de la cimentación; según otros investigadores puede llegar a ser 9 o 10 veces el ancho de la cimentación c) Si la profundidad de desplante es menor al ancho de la cimentación; según otros investigadores puede llegar a ser 4 o 5 veces el ancho de la cimentación d) Si la profundidad de desplante es igual al ancho de la cimentación; según otros investigadores puede llegar a ser 5 o 6 veces el ancho de la cimentación
Capacidad de carga última
Capacidad de carga última 3.- ¿Cómo se obtiene la capacidad de carga admisible a partir de la capacidad de carga neta? (< 1 min) a) Dividiendo la capacidad de carga última entre un factor de seguridad de por lo menos 2 en todos los casos b) Multiplicando la capacidad de carga última entre un factor de seguridad de por lo menos 2 en todos los casos c) Dividiendo la capacidad de carga última entre un factor de seguridad de por lo menos 3 en todos los casos d) Multiplicando la capacidad de carga última entre un factor de seguridad de por lo menos 3 en todos los casos
Capacidad de carga última 4.- Si la capacidad neta del suelo se obtiene restando la capacidad de carga última de éste menos la presión en exceso por el suelo circundante a nivel de desplante de la cimentación, ¿Qué suposición es válida hacer? (< 1 min)
a)
Que el suelo es firme y por lo tanto el modo de falla de éste será por corte general b) Que la diferencia entre la capacidad admisible y la capacidad neta del suelo permite no aplicar un factor de seguridad a la capacidad neta del suelo c) Que la profundidad de desplante mayor a 4 veces el ancho de la cimentación se apoya sobre suelos de asentamientos despreciables d) Que la diferencia entre el peso específico de concreto usado en la cimentación y el peso específico del suelo es despreciable
Capacidad de carga última 5.- Para una cimentación superficial, ¿a qué distancia debe estar el nivel freático, de la planta de la cimentación, para que la capacidad de carga no se vea afectada? (< 1 min) a) Mayor o igual a la profundidad de desplante b) Mayor o igual a 5 metros c) Mayor o igual al ancho de la cimentación d) Mayor o igual a una distancia ‘d’ en función del tipo de
suelo
Capacidad de carga última La ecuación de Terzaghi modificada por Meyerhof y Vesic para cimentaciones superficiales rectangulares, cuadradas, continuas y circulares tiene la siguiente forma:
qu = c’N c F csF cd F ci F cc + qN qF qsF qd F qi F qc + ½ γ BN γ F γsF γd F γi F γc
Capacidad de carga última 6.- ¿Cuál de los siguientes conceptos se utiliza para calcular la capacidad de carga de un suelo con una cimentación sometida a momento? (<1 min) a) b) c) d)
Espesor efectivo Profundidad efectiva Área de contacto efectiva Sobrecarga efectiva
Capacidad de carga última 7.- ¿Cuál es la excentricidad de la carga para una zapata de 4x6 m, sobre un suelo con peso específico de 18 kN/m3, que recibe una carga vertical total de 100,000 lb y un momento en la dirección corta de 70,000 lb-pie? (1 min) a) b) c) d)
ecorta = 0.5 pies ecorta = 2 pies ecorta = 1.43 pies ecorta = 0.7 pies
Esfuerzos en una masa de suelo 8.- Los siguientes son objetivos de conocer los esfuerzos en una masa de suelo, excepto: a) Compresibilidad de los suelos b) Capacidad de cargas de cimentaciones c) Estabilidad de terraplenes y presiones laterales d) Plasticidad del suelo
Esfuerzos en una masa de suelo 9.- ¿Al construirse una cimentación en el sitio, que parámetro se incrementa de manera instantánea? a) Esfuerzo cortante b) Esfuerzo neto c) Plasticidad d) Capacidad de carga
Incremento del esfuerzo vertical debido a varios tipos de cargas 10.- Las siguientes son tipos de carga superficiales sobre el suelo, excepto por: a) b) c) d)
Puntual Lineal De área Volumétrica
Esfuerzo causado por una carga puntual (Boussineq)
Esfuerzo causado por una carga puntual (Boussineq) 11.- ¿Cuál es el esfuerzo normal en un punto, cuya ubicación esta localizada sobre la superficie a 3m en x y 4 metros en y, a una profundidad de 10 metros, aplicando una fuerza de 25 Tn? (2 min) a) b) c) d)
25.78 Kg/m2 55.98 Kg/m2 68.32 Kg/m2 86 23 Kg/m2
Esfuerzo causado por una carga puntual (Método 2:1) 12.- Se tiene una zapata cuyas dimensiones son 5 x 6 metros respectivamente con una profundidad de desplante de 3 metros, ¿Cuál será el esfuerzo en el suelo al aplicarse una fuerza 80 Tn? (<1 min) a) b) c) d)
450 kg/m2 623 kg/m2 956 kg/m2 1111 kg/m2
Esfuerzo causado por una carga de línea
Esfuerzo causado por una carga de línea 13.- ¿Cuál será el esfuerzo normal de un punto que esta localizado a 10 m de profundidad y a 2m de un muro cargador, cuya carga es de 1000 kg/m? (<1 min) a) b) c) d)
58.90 Kg/m 85.90 Kg/m 90.85 Kg/m 98 05 Kg/m
Esfuerzo vertical causado por un área rectangularmente cargado Bussineq.
Fadum.
Asentamientos 14.- Las siguientes son causas para que ocurra la compresión de los suelos, a excepción de: a) Deformación de las partículas del suelo b) Reacomodo de las partículas del suelo c) Expulsión de agua o aire de los espacios vacios d) Expulsión de las partículas del suelo
Asentamientos Los asentamientos en el suelo se clasifican en tres grandes grupos: Inmediato o elástico: provocado por la deformación elástica del suelo seco, húmedo y saturado sin ningún cambio en el contenido de agua (flexibles o rígidos). Primarios o por consolidación: resultado de un cambio de volumen en suelos saturados cohesivos debido a la expulsión del agua que ocupa los espacios vacios. Por consolidación secundaria: ocurre en suelos saturados cohesivos y es resultado del ajuste plástico de la estructura del suelo. •
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Asentamientos 15.- ¿Cuáles ¿Cuáles son los facto factores res que que afect afectan an la consolidación entre suelos cohesivos? a) b) c) d)
Tiem Tiemp po y plas plasti tici cida dad d. Cohes Cohesión ión y ángu ángulo lo de de fric fricció ción n int intern ernaa Perme ermeab abililiidad dad y ti tiemp empo Permeab ermeabili ilidad dad y ángu ángulo lo de fric fricció ción n inte interna rna
Asentamientos •
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•
Etapa I: compresión inicial. Etapa II: exceso de presión de poro gradualmente transferido a esfuerzos efectivos por la expulsión de agua. Etapa III: ocurre cuando alguna deformación del espécimen tiene lugar debido al reajuste reajuste plástico de la estructura del suelo.
Asentamiento elástico
Asentamiento por consolidación primaria Consideraciones para el uso de la ecuación.
Preconsolidado
Normalmente consolidada
Asentamiento por consolidación secundaria
Asentamiento por consolidación secundaria
Losas de cimentación 16.- ¿Cuál de las siguientes no es una razón primordial para el uso de losas de cimentación? a) Presencia de suelos de baja capacidad de carga b) Economizar el costo de la estructura c) Suelo de baja compresibilidad d) Reducción en el tiempo de elaboración de la cimentación
Tipos de losas de cimentación Losa plana
Losa plana con mayor espesor bajo las columnas.
Tipos de losas de cimentación Vigas y losa: vigas que corren en
ambas direcciones, y las columnas se localizan en la intersección de las vigas
Losa con muros de sótano como parte de la losa
Capacidad de carga de losas de cimentación
Capacidad de carga de losas de cimentación 17.- Determinar la carga neta de una losa de cimentación que mide 9 x 13 m y esta apoyada sobre una arcilla saturada cuya Cohesión es de 94 kN/m 2 ; presentando un ángulo de fricción interna de 0° y una profundidad de desplante de 2m. a) b) c) d)
325 kN/m2 456 kN/m2 597 kN/m2 658 kN/m2
Cimentaciones compensadas 18.- ¿Qué factores son necesarios para reducir los asentamientos debajo de una cimentación? a) Incremento de presión neta sobre el suelo e incrementando Df b) Decremento de presión neta sobre el suelo y decrementando Df c) Decremento de presión neta sobre el suelo e incrementando Df d) Incremento de presión neta sobre el suelo e decrementando Df
Cimentaciones compensadas: generalidades La presión neta promedio aplicada sobre el suelo es:
Df se le llama a la profundidad de empotramiento de una cimentación totalmente compensada. El factor de seguridad contra falla por capacidad de carga para cimentaciones parcialmente compensadas se da como:
Presión lateral de tierra Para tipos similares de relleno, la presión lateral de la tierra puede ser: 1. En reposo 2. Activa 3. Pasiva
Presión lateral de tierra
Presión lateral de tierra Presiones activas y pasivas de acuerdo a: 1. Rankine (considera muro de contención sin fricción 2. Coulomb (considera muro de contención con fricción)
Muros de contención 19.- ¿cuál de las siguientes no representa un muro de contención convencional? (< 1 min) a) b) c) d)
Muro de contención de gravedad Muro de contención de semigravedad Muro de contención con contrafuertes Muro de contención estabilizado mecánicamente
Muros de contención 20.- Para diseñar un muro de contención, el ingeniero debe conocer los parámetros básicos del suelo retenido detrás del muro. Estos son: (< 1 min) a)
Peso específico, humedad, ángulo de fricción b) Número de golpes de la prueba de penetración estándar, ángulo de fricción y cohesión c) Peso específico, ángulo de fricción y cohesión d) Compresibilidad del suelo, ángulo de fricción y cohesión
Muros de contención
Muro de contención
Muro de contención
Muro de contención 21.- ¿Cuál de las siguientes no es un modo de falla de un muro de contención convencional en términos de estabilidad? (< 1 min) a) Volteo b) Resistencia última del concreto c) Deslizamiento d) Capacidad de carga
Zapatas Algunos tipos de cimentaciones superficiales:
Zapatas 22.- Determine las dimensiones más económicas de la zapata cuadrada para la figura anexa: (1 min) a) b) c) d)
1.7x1.7 m 1.4x1.4 m 1.0x1.0 m 1.5x1.5 m
Zapatas Para el diseño de zapatas se puede considerar la capacidad permitida neta del suelo
Zapatas: revisión por corte en una dirección
Zapatas: revisión por punzonamiento
Zapatas: revisión por flexión
Zapatas: revisión por flexión 23.- Una vez determinado el refuerzo, recuerda revisar: a)
Refuerzo mínimo para zapatas b) Espaciamiento máximo del refuerzo para zapatas c) Refuerzo por temperatura y contracción d) Concentración del refuerzo en franja central e) Recubrimientos mínimos f) Longitud de desarrollo para el refuerzo por tensión, para pasadores y traslape con el refuerzo en la columna
Zapatas Zapatas combinadas se consideran como viga continua; se debe localizar el centroide de la cimentación y checar por corte y flexión
Zapatas
Zapatas: Momento
Zapatas: Momento
Zapatas: Pedestal Transferencia de carga de la columna de acero a la placa base, de esta al pedestal y consecuentemente a la zapata
Zapatas: planos
Cimentaciones profundas: pilotes 24.- ¿Cuál de las siguientes no es una razón importante para el uso de pilotes? a) Cuando los estratos del suelo son altamente compresibles y baja capacidad de carga b) Cuando los cimientos están sujetos a fuerzas horizontales c) Presenta el sitio suelos expansivos y colapsables d) Es exclusivamente utilizada en edificios, puentes y pasos a desnivel
Tipos de pilotes Se clasifican por el material: –
–
–
–
Acero (tubos o secciones H) Madera (troncos de árbol, Dmin=14”). Compuestos (combinación de materiales) Concreto. •
•
•
Prefabricados (presforzados usando torones). In situ (agujero relleno de concreto). Con ademe (hincado funda de acero en el terreno)
Tipos de pilotes •
Otra clasificación es según su mecanismo: –
–
Pilotes de punta( si existe rastro de la presencia de estratos rocosos).
Pilotes de fricción (cuando no existe rastro de estratos rocosos a una profundidad razonable.
Cimentaciones profundas: pilas perforadoras 25.- No es una justificación para el uso de pilas perforadoras: a) Se puede usar una pila perforadora en vez de un grupo de pilotes b) La construcción de pilas perforadoras en depósitos de arena densa y grava es mas fácil que hincar pilotes c) Las pilas perforadoras se construyen antes que las operaciones de nivelación estén completas d) Como la base de una pila perforadora no puede ampliarse, no permite agrandar la carga de levantamiento
Tipos de pilas perforadoras
Selección del tipo de cimentación 26.- ¿Qué tipo de cimentación utilizar en suelos cuyo Cc es menor a 0.20 y donde los asentamientos diferenciales entre columnas puedan ser controlados? a) b) c) d)
Zapata corrida Zapata ligada Zapata aislada Pilote
Selección del tipo de cimentación 27.- ¿Qué tipo de cimentación utilizar en suelos cuyo Cc oscila entre 0.20 y 0.40, para mantener los asentamientos diferenciales dentro de los limites para poder ser controlados? a) b) c) d)
Zapata corrida Zapata ligada Zapata aislada Pilote
Selección del tipo de cimentación 28.- Cuando las cargas sean de magnitudes muy altas y al emplear zapatas continuas éstas ocupen cerca del 50% del área del edificio, por economía, ¿Qué cimentación se debe utilizar? a) b) c) d)
Zapata corrida Losa de cimentación Pilas Pilote
Selección del tipo de cimentación 29. En aquello suelos donde exista una compresibilidad aceptable y además una baja capacidad de carga, ¿Qué tipo de cimentaciones debemos usar? a) b) c) d)
Losas de cimentación Cimentación compensada Pilotes por fricción Pilas por punta
Selección del tipo de cimentación. 30. Cuando la cimentación por compensación no sea económicamente adecuada ¿Qué se puede hacer para mejorar las condiciones económicas sin afectar la estructural? a) b) c) d)
Pilotes por punta Pilas por punta Zapatas aisladas Compensación parcial y Pilotes por fricción
RCDF: NTC para cimentaciones Tipos de suelo en el Distrito Federal:
1. Zona I: Lomas; formadas por rocas o suelos firmes,
cuidado con cavernas y oquedades en rocas 2. Zona II: Transición; los depósitos profundos se encuentran a 20 m o menos constituida por estratos arenosos 3. Zona III: Lacustre; integrada por potentes depósitos de arcilla altamente compresible, cubiertos superficialmente por suelos aluviales y rellenos artificiales, espesor superior a 50m
RCDF: NTC para cimentaciones 31. El número mínimo de exploraciones (pozos a cielo abierto o sondeos) para conocer la estratigrafía del sitio será de uno por cada: (<1 min) a) b) c) d)
80 m para zona I y II y 120 m para zona III 100 m para zona I y II y 150 m para zona III 120 m para zona I y II y 80 m para zona III 150 m para zona I y II y 100 m para zona III
RCDF: NTC para cimentaciones 32. El estado límite de falla en cimentaciones someras hace únicamente la distinción entre: (<1 min) a) b) c) d)
Suelos compresibles y no compresibles Suelos compactables y no compactables Suelos cohesivos y friccionantes Suelos duros y blandos
RCDF: NTC para cimentaciones 33. ¿Cuál es el objetivo principal de las cimentaciones compensadas? (<1 min) a)
Aumentar el incremento neto de carga aplicado al subsuelo mediante excavaciones del terreno y uso de un cajón desplantado a cierta profundidad b) Reducir el incremento neto de carga aplicado al subsuelo mediante excavaciones del terreno y uso de un cajón desplantado a cierta profundidad c) Aumentar el incremento neto de carga aplicado al subsuelo mediante el uso de terraplenes compactados y apropiadamente estabilizados d) Reducir el incremento neto de carga aplicado al subsuelo mediante deslaves provocados y debidamente controlados en el terreno
RCDF: NTC para cimentaciones 34. ¿Cuál de las siguientes no se incluye en una memoria de diseño de cimentaciones? (< 1 min) a) Descripción detallada de las características del subsuelo b) Justificación del tipo de cimentación o recimentación especificado c) Cuantificación del volumen de suelo excavado d) Exposición de los métodos de análisis utilizados para determinar los estados límite de falla y servicio
LIBRO DE TEXTO RECOMENDADO
DAS, BRAJA. PRINCIPIOS DE INGENIERÍA DE CIMENTACIONES. CENGAGE LEARNING. 5ª EDICIÓN. MÉXICO: 2006
Lecturas del libro de texto recomendado Tema Cimentaciones superficiales: capacidad de carga última Esfuerzos y asentamientos Losas de cimentación Cimentaciones compensadas Presión lateral de tierra Muros de contención Zapatas Zapatas con momento Pilas Pilotes Selección del tipo de cimentación RCDF: NTC cimentaciones (*) Referirse a la presentación (+) Referirse al RCDF
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