geología aplicada

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AÑO DEL BICENTENARIO: 200 AÑOS DE
INDEPENDENCIA
CURSO:
GEOLOGIA APLICADA
PROFESOR:
MINAYA VEGA, LEONCIO HUMBERTO
ALUMNO:
WILFREDO MADRID GARCES 2111200068
CHAVEZ COTRINA ROBERT 2814100059
TEMA:
GEOLOGIA ESTRUCTURAL
ESPECIALIDAD:
ING. CIVIL

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INTRODUCCION
El presente trabajo se realizó con el fin de tener un mejor entendimiento sobre
los estudios geológicos a realizarse en las obras de ing. Civil teniendo una idea
más clara sobre los distintos estudios geológicos a realzarse en el terreno en el
que van a construirse las edificaciones, el mejoramiento del suelo si así lo
requiera el proyecto, sus posibles fallas en corto y largo plazo.

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INDICE
ESTUDIOS GEOLOGICO…………………………………………………..4
FASES DE REALIZACIÓN DE UN ESTUDIO GEOTÉCNICO…………4
1. ESTUDIO DE LA ZONA DE TRABAJO…………………………...4
2. RECONOCIMIENTO GEOTÉCNICO DE CAMPO……………….4
 SONDEOS…………………………………………………………….5
CALICATAS…………………………………………………………...6
 PENETRÓMETROS……………………………………………….…7
3. ENSAYOS DE LABORATORIO………………………………….…8
EN SUELOS Y ROCAS ALTAMENTE METEORIZADAS……………….8
EN ROCAS SANAS O POCO METEORIZADAS……………………..…..9
EN AGUA……………………………………………………………………...9
ESTUDIOS BASICOS………………………………………………......10
PUENTES…………………………………………………….…....10
CONDICIONES MÍNIMAS TOPOGRAFICAS……………………………10
REQUISITOS HIDROLÓGICOS MÍNIMOS………………………………10
ESTUDIO HIDRAULICO……………………………………………………11
ESTUDIO SISMICO…………………………………………………………11
TIPOS DE AISLADORES SISMICOS………….…………………………12
TIPOS DE DISIPADORES…………………………………………………13
ESTRIBOS……………………………………………………………………14
PROCESO CONSTRUCTIVO……………………………………………..14
ESTRIBOS CERRADOS……………………………………………………15
ESTRIBOS ABIERTOS EN PUENTE……………………………………..16
ESTRIBO DE TIERRA ARMADA………………………………………….16
LOS PILARES………………………………………………………………..17
TIPOS DE PILARES…………………………………………………………18
A) PILARES DE PÓRTICO ABIERTO CON VIGA CABEZAL………..…18
B) PILARES DE PÓRTICO CERRADO CON VIGA CABEZAL…………19
C)PILARES TIPO PARED…………………………………………….…….20
D)PILARES TIPO MARCO………………………………………………….20
E) PILARES CON VIGA EN VOLADIZO O CABEZA DE MARTILLO….21
CONCLUSIONES ……………………………………………………………22

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ESTUDIOS GEOLOGICO
La estabilidad de un proyecto de edificación, de obra civil o minería, viene
condicionado por la correcta determinación de las características del suelo o
roca sobre el que se va a asentar el proyecto.
Este análisis pormenorizado del terreno es de vital importancia para
poder entender su comportamiento en relación con los cambios que van a
ocurrir en su estado tensional.
De este modo, el estudio geotécnico sirve como herramienta esencial para
recoger todos los detalles geológicos y geotécnicos del área de trabajo, así
como para definir las recomendaciones a nivel de diseño de, por ejemplo, la
estructura a construir y el talud a excavar.
FASES DE REALIZACIÓN DE UN ESTUDIO GEOTÉCNICO
El flujo de trabajo en la generación de un informe geotécnico varía en función
del tipo de proyecto al que va dirigido. Sin embargo, hay varios puntos
comunes a todos ellos y estos son:
1. ESTUDIO DE LA ZONA DE TRABAJO
La visita al terreno por parte de personal especializado constituye la piedra
angular de todo estudio geotécnico. Es necesario situarse en el contexto
geológico del área de estudio, analizando todas las variables existentes:
topografía del terreno, afloramientos, existencia de agua, inestabilidades en
estructuras, taludes y terraplenes cercanos, entre otras.
De este modo, podremos obtener una visión global del lugar y poder mejorar
nuestro criterio a la hora de definir las condiciones geotécnicas, así como de
diseño y construcción y construcción a realizarse.
2. RECONOCIMIENTO GEOTÉCNICO DE CAMPO
Una vez analizada la zona de estudio, es necesario estudiar en detalle
el terreno tanto a nivel superficial como en profundidad.
Para poder tener un conocimiento amplio de la geología del área de trabajo, se
debe realizar una cartografía geológico- geotécnica de la misma. Este tipo de
trabajo tiene una mayor relevancia en proyectos de grandes infraestructuras,
excavaciones mineras y todo tipo de proyectos que ocupen superficies
extensas.

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Realizando un estudio del macizo rocoso del talud
Una vez analizada la geotecnia superficial del área de estudio, se deberá
estudiar el terreno en profundidad. Para ello se realizará una campaña
geotécnica consistente en ensayos de campo, cuyo número, tipo, distancia y
profundidad, dependerán de las distintas características del proyecto en el que
estemos trabajando.
En cualquier caso, los ensayos más comunes, dentro de cualquier proyecto,
incluyen:
 SONDEOS
Este tipo de prospecciones se realiza en caso de tener que determinar las
condiciones del terreno a profundidades mayores, por lo general, a los 4 ó 5
metros. Es el caso de zonas con grandes espesores de suelo.
Así mismo, para la realización de estructuras de gran altura, cuyas
cimentaciones pueden transmitir una gran carga al terreno, como pueden ser
puentes, viaductos y edificios de gran altura, se hace necesaria la realización
de sondeos, con el objeto de caracterizar correctamente ese terreno hasta una
profundidad necesaria para la realización del proyecto.
Durante la realización de estos sondeos, suele ser común la realización de
ensayos, como son los ensayos de penetración estándar (SPT)

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 CALICATAS
Las calicatas son zanjas en el terreno, de una profundidad de hasta 5m y
anchura de entre 0,5 a 1m, siempre dependiendo de la capacidad de la
maquinaria utilizada.
Su uso está muy extendido en este tipo de trabajos, dada la facilidad, rapidez y
flexibilidad a la hora de realizar

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 PENETRÓMETROS
Este tipo de ensayos son un tipo de ensayos de penetración dinámica,
consistente en la introducción en el terreno de un elemento generalmente
cónico, unido a una varilla, que será golpeado de manera continua mediante
una maza, cuyo peso difiere en función del tipo de penetrómetro a usar. De
este modo, se realiza una serie de hincados en el terreno, de tal manera que
podremos estimar, mediante fórmulas de correlación, la resistencia a la
penetración del terreno y las muestras inalteradas, que nos servirán para
precisar en detalle las características del suelo perforado, así como la
permeabilidad, lo cual es siempre más fiable que en laboratorio, de suelos y
rocas mediante ensayos de permeabilidad
Es importante, durante esta fase de reconocimiento de campo, definir, con la
mayor exactitud posible, la profundidad, características y extensión del agua
subterránea en la zona.

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3. ENSAYOS DE LABORATORIO
Tras la realización del reconocimiento superficial, y en profundidad, del terreno,
es necesario definir las propiedades del mismo, así como las características del
agua detectada.
En cualquier caso, los ensayos más comunes en los estudios geotécnicos,
tanto en proyectos de obra civil, edificación y minería, son:
 EN SUELOS Y ROCAS ALTAMENTE METEORIZADAS
1. Granulometría:
Permite conocer el origen del suelo, sus propiedades
mecánicas, así como el porcentaje de rangos de tamaño de
los granos que conforman el suelo.
2. Humedad natural:
Permite medir el contenido de agua de un suelo o roca en
condiciones naturales.
3. Permeabilidad:
IMÁGENES DE MUESTRA DE PENETROMETRO

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Permite establecer la capacidad de transferencia de agua
de un suelo o roca.
4. Ensayos de expansividad:
Para arcillas y otros suelos expansivos. Este tipo de
ensayos permiten evaluar la capacidad de expansión del
suelo.
5. Ensayo edométrico o de consolidación:
Peste ensayo mide la compresibilidad de las arcillas
saturadas mediante un aparato, llamado edómetro.
6. Ensayos de resistencia a compresión simple:
Que nos dará el valor de la carga última del suelo. Este
ensayo se realiza únicamente en suelos cohesivos
impermeables, como arcillas o suelos cementados.
7. Ensayos de corte directo:
Permitirá obtener la cohesión y el ángulo de rozamiento del
material, parámetros indispensables para el posterior diseño
de la cimentación.
8. Ensayo triaxial:
Para obtener el ángulo de resistencia al corte, la cohesión
aparente y el ángulo de dilatación, de gran importancia en
taludes.
 EN ROCAS SANAS O POCO METEORIZADAS
1. Ensayo de compresión simple (RCS), mediante el cual
determinamos la resistencia de la roca y su deformabilidad.
2. Ensayo de carga puntual (PLT): que es utilizado para
determinar la resistencia a compresión simple de
fragmentos irregulares de roca o de testigos cilíndricos de
sondeos, a partir del índice Is obtenido del ensayo.
 EN AGUA
1. pH
2. Contenido en sulfatos: Cuantitativo o cualitativo
3. Contenido en otras sales solubles.

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ESTUDIOS BASICOS PUENTES
 ESTUDIO TOPOGRAFICO
 ESTUDIOS HIDROLOGICOS
 ESTUDIOS HIDRAULICOS
 ESTUDIOS SISMICOS
 ESTUDIOS GEOLOGICOS
 ESTUDIOS GEOTECNICOS
CONDICIONES MÍNIMAS TOPOGRAFICAS
Debe contener como mínimo, un plano de ubicación, planimetría con curvas de
nivel cada metro, si el paso es profundo, o más juntas, si el terreno es plano.
Secciones transversales en el eje, otras aguas arriba y abajo, con longitudes no
menores entre 20 a 30 metros, según la necesidad, y condiciones topográficas,
un perfil longitudinal del eje del lecho del rió en 200 metros (ó mas según la
necesidad) aguas arriba y abajo es necesario
REQUISITOS HIDROLÓGICOS MÍNIMOS
Este estudio debe contener por lo menos la media anual de las precipitaciones,
las crecidas máximas y mínimas, la velocidad máxima de la corriente, el
caudal, las variaciones climatéricas y materiales de arrastre (palizada,
témpanos de hielo, y otros).
En los planos de puentes sobre ríos, se deben registrar siempre los niveles de
agua. Se debe estudiar el sitio de Puente y además realizar la curva de
descarga para un periodo de retorno dado.

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ESTUDIO HIDRAULICO
De acuerdo a los resultados obtenidos del estudio Hidrológico, y sabiendo las
características Geométricas del sitio de Puente, se debe encontrar las
velocidades del agua para las condiciones críticas, es decir para la tormenta de
diseño dado un periodo de retorno
El análisis Hidráulico debe analizar el fluido aguas abajo y agua arriba del sitio
previsto, calculándose las diferentes velocidades y propiedades del fluido
Y su afectación con el medio. Así mismo se debe calcular los niveles de
socavación y tomar las medidas provisorias del caso
ESTUDIO SISMICO
De acuerdo al tipo de puente, su importancia, longitud, características
estructurales, etc., es totalmente necesario un estudio específico del sitio en
donde el puente va a ser construido.
La idea es poder cuantificar los niveles de aceleración esperados,
amplificaciones sísmicas por efectos locales, fallas existentes, así como su
amenaza ante eventos esperados
ALTURA LIBRE

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TIPOS DE AISLADORES SISMICOS
Aisladores con centro de plomo Aisladores sin núcleo

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Deslizador de superficie curva
TIPOS DE DISIPADORES
Disipador RESTON SA Disipador RESTON STU
Disipador RESTON PSD

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ESTRIBOS
El estribo de un puente es su elemento estructural en el que el tablero se apoya
en ambos extremos. El estribo a su vez, se cimenta sobre el terreno y cumple
las siguientes funciones:
 Servir de elemento de transición entre la vía y el tablero
 Colaborar junto con las pilas en la sustentación del tablero
 Sujetar el terreno circundante impidiendo que éste último invada por
derrame la zona de sombra del puente
Proteger a las tierras próximas al estribo de posibles efectos adversos por
erosión del viento y/o el agua
PROCESO CONSTRUCTIVO
El proceso constructivo depende de la tipología del estribo. En líneas generales
las fases son:
 Replanteo
 Excavación previa de cimientos
 Hormigón de nivelación del cimiento
 Encofrado, ferrallado y hormigonado del cimiento
 Encofrado, ferrallado y hormigonado de alzados o colocación de
elementos prefabricados
 Impermeabilización y drenaje del trasdós
 Relleno y compactación de tierras del trasdós
 Ejecución de losa de transición

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ESTRIBOS CERRADOS
Los estribos cerrados son los más comunes en puentes. Estos constan de
un muro frontal sobre el que se apoya el tablero, que sirve también para contener
las tierras. Se cimenta en el terreno natural y no sobre el terraplén, lo que permite
disminuir el asiento que puede sufrir a largo plazo, que repercutiría en el tablero
si éste fuese hiperestático.
Este tipo de estribo permite no verter tierras por delante de él si es necesario
evitar invadir la vía inferior. Si existen edificaciones cercanas que no se quieran
afectar se puede prolongar el estribo lateralmente mediante un muro en vuelta,
que puede prolongarse todo lo que sea necesario. Estos muros en vuelta pueden
disponerse formando un ángulo de 90º con el estribo, siguiendo la disposición
del vial si el estribo es desviado, o formando un ángulo (en general de
30º) siguiendo el vertido del terraplén.
Sección tipo de un estribo cerrado.

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ESTRIBOS ABIERTOS EN PUENTE
Estos estribos de construcción se realizan para alturas superiores a los 5 metros,
porque el espesor del dintel es importante y la dificultad constructiva es elevada.
Los estribos abiertos siempre se completan con aletas en vuelta para que las
tierras no invadan la zona de apoyos.
Alzado frontal y sección tipo de un estribo abierto.
Cuando es posible es vertido de tierras por delante del muro frontal, este puede
ser aligerado mediante la disposición de un dintel o cargadero donde apoya el
tablero, el cual se apoya a su vez en unas pantallas que transmiten las cargas a
la cimentación, y sustituyen en parte al muro frontal con el consiguiente ahorro
de material.
ESTRIBO DE TIERRA ARMADA
Cuando las tierras no pueden derramar por delante del alzado del estribo y el
terreno tiene una tensión admisible muy baja, es muy deformable o no se
pueden realizar excavaciones, se recurre a estribos de suelo reforzado o de tierra
armada.
Este consiste en armar el material del terraplén con unas pletinas o “armaduras”,
que pueden ser galvanizadas o de fibra de carbono colocadas normalmente al
paramento frontal del estribo. Estas pletinas absorben por rozamiento con el
terreno los empujes horizontales.

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Alzado frontal de un estribo del tipo tierra armada.
El muro se complementa con las “escamas” de hormigón de forma cruciforme, a
las que se conectan las armaduras. En la coronación del muro se pueden
disponer o bien cargaderos que reciben las cargas del tablero en forma directa
o si se trata de estructuras hiperestáticas. Lo más común es independizar el
apoyo del tablero del muro de tierra armada colocando una pila-estribo por
delante del mismo. La ejecución debe ser muy cuidadosa, para evitar las
patologías que afectan a estos muros: descensos importantes, abombamiento
del paramento exterior, etc.
LOS PILARES
La subestructura está compuesta por estribos y pilares, quienes transmiten
la carga al terreno atreves de sus cimientos. Los pilares son apoyos intermedios
de un puente de dos o más tramos, es decir que reciben las reacciones de dos
tramos de puentes transmitiendo la carga al cimiento. Deben soportar la carga
permanente y sobrecargas sin asientos, ser insensibles a la acción de los
agentes naturales (vientos,riadas, etc).Los pilares de puente se deberán diseñar
de manera que transmitan a las fundaciones las cargas de la superestructura
y las cargas que actúan sobre el propio pilar. Estos generalmente son de
concreto armado y se sitúan en la parte central. La base de una pila de puente
es un ejemplo común de zapata sujeta a cargas verticales y momento con

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relación a ambos ejes. Las cargas verticales se deben al peso muerto y a la
carga viva de la superestructura yal peso propio de la pila. Los momentos y
fuerzas cortantes en la cimentación se producen por fuerzas horizontales,
como la fuerza centrífuga y las debidas a la tracción, cabeceo, viento, corriente,
y hielo. Para la combinación más desfavorable de estas cargas, la presión
admisible en el suelo o reacción del pilote debajo de la base, ordinariamente
se aumenta de 25 a 50 por ciento sobre el valor permitido bajo la carga muerta
más la carga viva.
TIPOS DE PILARES.
Existen muchos tipos de pilares como se puede observar a continuación. Incluso,
estos pilares pueden ser de forma hueca para aumentar la rigidez del elemento.
A) PILARES DE PÓRTICO ABIERTO CON VIGA CABEZAL.

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B) PILARES DE PÓRTICO CERRADO CON VIGA CABEZAL.

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C)PILARES TIPO PARED.
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Como su nombre lo indica consta de una pared transversal al eje de longitudinal
de la superestructura y una zapata corrida. El diseño de la pared se lo puede
realizar como un voladizo y al igual que para los estribos las cargas que
soportará el pilar se las dividirá por su longitud para para trabajar con cargas
uniformemente distribuidas por unidad de longitud.
D)PILARES TIPO MARCO
Las partes a considerar en el análisis de este tipo de pila son el marco,
compuesto por vigas y columnas, y cimentación.

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E)PILARES CON VIGA EN VOLADIZO O CABEZA DE MARTILLO.
Este tipo de pila es similar en acción a la tipo pared, pero debido a su forma
geométrica requiere de un menor volumen de concreto

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CONCLUSIONES
El objetivo final del estudio geotécnico es el de dotar a las partes implicadas en
el proyecto constructivo de toda la información y recomendaciones necesarias
para la correcta ejecución del mismo, reduciendo con ello el riego asociado a
este tipo de obras.
Suelos expansivos, erosión del terreno, deslizamientos, niveles freáticos,
licuefacción. Estos son algunos de los problemas geotécnicos que pueden
encontrarse en este tipo de proyectos. Un estudio geotécnico bien realizado es
la garantía de una obra sin inestabilidades futuras. Supone, sin lugar a dudas,
la base sobre la que todo proyecto, tanto de infraestructuras, edificación y
minería, debe asentarse.