DENSIDAD DE CAMPO
INTRODUCCIN.
Este ensayo proporciona un medio para comparar las densidades
secas en obras en construccin, con las obtenidas en el laboratorio.
Para ello se tiene que la densidad seca obtenida en el campo se
fija con base en una prueba de laboratorio.
Al comparar los valores de estas densidades, se obtiene un
control de la compactacin, conocido como Grado de Compactacin, que
se define como la relacin en porcentaje, entre la densidad seca
obtenida por el equipo en el campo y la densidad mxima
correspondiente a la prueba de laboratorio.
La calidad durante un proceso de compactacin en campo se mide a
partir de un parmetro conocido como grado de compactacin, el cual
presenta un cierto porcentaje. Su evaluacin involucra la
determinacin previa del peso especfico y de la humedad optima
correspondiente a la capa de material ya compactado. Este mtodo es
para conocer el grado de compactacin, es un mtodo destructivo ya
que se basa en determinar el peso especfico seco de campo a partir
del material extrado de una muestra, la cual se realiza sobre la
capa de material ya compactado.
El mtodo del cono de arena fue utilizado primeramente por el
cuerpo de ingenieros de USA. y acogido por las normas A.S.T.M. y
A.A.S.T.H.O. Un suelo natural o compactado requiere la determinacin
de la densidad in situ. En la mayora de los proyectos, esta
verificacin se logra con el cono de arena o por el densmetro
nuclear.MTODO CONO DE ARENA (ASTM D155664)El mtodo del cono de
arena, se aplica en general a partir de la superficie del material
compactado, este mtodo se centra en la determinacin del volumen de
una pequea excavacin de forma cilndrica de donde se ha retirado
todo el suelo compactado (sin prdidas de material) ya que el peso
del material retirado dividido por el volumen del hueco cilndrico
nos permite determinar la densidad hmeda. Determinaciones de la
humedad de esa muestra nos permiten obtener la densidad seca.El
mtodo del cono de arena utiliza una arena uniforme normalizada y de
granos redondeados para llenar el hueco excavado en terreno.
Previamente en el laboratorio, se ha determinado para esta arena la
densidad que ella tiene para las mismas condiciones de cada que
este material va a tener en terreno. Para ello se utiliza un cono
metlico.
MATERIALES
1. Aparato del cono de arena:
El aparato del cono de arena consistir de un frasco de
aproximadamente un galn (3.785lts.) y de un dispositivo ajustable
que consiste de una vlvula cilndrica con un orificio de 12.7mm
(1/2) de dimetro y que tiene un pequeo embudo que continua hasta
una tapa de frasco de tamao normal en un extremo y con un embudo
mayor en el otro. La vlvula deber tener topes para evitar su
rotacin cuando este en posicin completamente abierta o
completamente cerrada. El aparto deber estar de acuerdo con las
exigencias indicadas.
Placa base para su uso esto puede hacer mas difcil la nivelacin
pero permite en el ensayo abrir agujeros de dimetro mayores y puede
reducir la perdida de suelo al pasarlo del agujero de ensayo al
recipiente, as como tambin ofrecer una base mas constante para
ensayos en suelos blandos. Cuando se usa la placa de base deber
considerarse como una parte del embudo en el procedimiento de este
mtodo de ensayo.
2. Arena:
La arena que se utilice deber ser limpia, seca, uniforme, no
cementada, durable y que fluya libremente.
Adems deber tener un coeficiente de uniformidad (D60/D10) menor
que 2 y no contener partculas que queden retenidas en el tamiz de
2mm (N10). Debe ser uniforme y preferiblemente de forma redondeada
o subredondeada para favorecer que fluya libremente y desprovista
de partculas o arena fina (menor que 250_m, N60), para prevenir
segregacin en almacenamiento o uso, y cambios de peso unitario
aparente como consecuencia de variaciones en la humedad
atmosfrica.
Al seleccionar una arena para ser usada, deber hacerse, como
mnimo, cinco determinaciones de peso unitario aparente de cada
bulto y para que la arena sea aceptable, no deber existir entre
cada uno de los resultados individuales y el promedio una variacin
mayor que el 1% del promedio. Antes de usar una arena deber secarse
y dejarse luego en reposo hasta que obtenga la condicin de seca al
aire, en la zona en que va a ser usada.
3. Balanzas:
Una balanza de capacidad de 10Kg. Y sensibilidad de 2g. y otra
de capacidad de 200g. y sensibilidad de 0.1g.
4. Equipo para el secamiento:
Estufa, horno u otro equipo adecuado para secar muestras con el
fin de determinar su contenido de humedad.
5. Equipo miscelneo:
Pequea pica, cinceles y cucharas para excavar el agujero de
ensayo, cazuela para frer de 224mm.(10) o cualquier otro recipiente
adecuado para secar muestras; canastillas con tapas, canecas con
tapas, sacos de lona u otros recipientes adecuados para que
contengan las muestras de peso unitario y humedad o para el peso
unitario de la arena respectivamente, termmetro, pequea brocha de
pintura, cuaderno y cartera, etc.
PROCEDIMIENTO: Determinar el volumen del frasco y del conjunto,
incluido el volumen del orificio de la vlvula de la siguiente
manera:
Pesamos el conjunto del aparato, se coloca el aparato hacia
arriba y se abre la vlvula, llenamos el conjunto con el agua hasta
la vlvula, el recipiente y el agua teniendo en cuenta la
temperatura del agua.
Determinar el peso unitario aparente de la arena que va a ser
usada en le campo de la siguiente forma:1. Colocar el aparato vaci
hacia arriba sobre una superficie firme y a nivel,
2. Se cierra la vlvula y llena el embudo con arena.3. Se procede
a abrir la vlvula y, manteniendo el embudo con arena por lo menos
hasta la mitad, llenamos el aparato. 4. Se cierra la vlvula se saco
el exceso de arena. 5. Se pesa el aparato con arena y se determina
el peso neto de la arena quitando el peso del aparato. 6. Se
determina el peso de la arena necesaria para llenar el embudo. Se
determina el peso unitario del suelo en el sitio en la siguiente
forma:1. Se prepara el sitio de la superficie para ser ensayada de
tal manera que quede en un plano a nivel, se coloco la base sobre
la superficie, la cual sirve como gua, 2. Se cava el orificio del
ensayo, dentro de la base, teniendo cuidado de evitar la alteracin
del suelo que limita al hueco.
3. Se coloca el aparato invertido sobre la base y se poseda a
abrir la vlvula y se pesa luego el aparto con la arena restante y
determnese el peso de la arena usada para el ensayo. 4. Pesar el
material que fue removido del hueco de ensayo, 5. Se saca una
muestra de este material para calcular la humedad.
DENSIDAD NUCLEARLa densidad nuclear es la densidad del ncleo de
un tomo, haciendo un promedio sobre 1018 kgm-3. La densidad nuclear
del descriptivo del trmino tambin se aplica a las situaciones donde
ocurren semejantemente las altas densidades, por ejemplo dentro de
las estrellas de neutrn. La densidad nuclear en un ncleo tpico se
puede calcular del tamao del ncleo. Los componentes de un tomo y de
un ncleo atmico tienen densidades diversas. El protn no es una
partcula fundamental, siendo compuesto de la materia del
Quark-gluon. Su tamao es los metros aproximadamente 10-15 y su
densidad 1018 kgm-3. Usar la dispersin profundamente inelstica, se
ha estimado que el " size" de un electrn, si no es una partcula del
punto, debe estar menos que los metros 10-17. Esto correspondera a
una densidad spera de 1021 kgm-3.
Ms profundo Probing dentro de partculas, uno encuentra los
quarks que aparecen ser muy densos y muy difcilmente. Hay
posibilidades de densidades ms altas inmviles cuando viene a la
materia del Quark, a la materia del Gluon, o a la materia del
neutrino. En el futuro inmediato, las densidades experimental
mensurables ms altas sern limitadas probablemente a los Leptons y a
los Quarks .
Densidad atmica planar
Algunas veces es importante determinar la densidad atmica en
varios planos cristalinos.
Para ello, se calcula una magnitud llamada densidad atmica
planar a partir de la relacin rea seleccionada equivalente de tomos
cuyos centros estn representados por el rea seleccionadaDensidad
atmica lineal
La densidad atmica calculada en una direccin especfica dentro
del cristal.DENSIDAD VOLUMTRICASi se supone que los tomos son
esferas perfectas, la densidad volumtrica de un metal est definida
por volumen celdilla unidad masa celdilla unidadEs posible que la
densidad volumtrica terica calculada con la frmula anteriormente
citada no sea exactamente igual al valor de la densidad calculado
experimentalmente. Esto puede atribuirse a la presencia de algunos
defectos estructurales o a que los tomos distan bastante de ser
esferas perfectas.
PLANIFICACIN Y CONTROL EN LA CONSTRUCCIN.GENERALIDADES.La
exigencia de un control de calidad debera implantarse como norma
general, para evitar no solo la insatisfaccin del usuario, sino
riesgos y perdidas debido al poco o inexistente control de calidad
en las obras de construccin.El Control de calidad en una obra de
construccin debe contemplarse desde tres aspectos diferentes:
1. Control de calidad del Proyecto : planteamiento, planos,
clculos etc.
2. Control de calidad de los Materiales.
3. Control de Calidad de la Ejecucin.
El Promotor Inmobiliario debe ser el primer interesado en exigir
un control de calidad en la edificacin, y as evitar sorpresas
desagradables, que siempre se convierten en excesos de costes, es
necesario un inflexible cumplimiento de todos los aspectos tcnico y
econmicos que influyen en el planteamiento de una obra de
construccin. Si la obra ha sido contratada previamente sin estos
planteamientos se puede encontrar con excesos de coste por
vaguedades del proyecto, deficiencias en los materiales que no se
corresponden con lo contratado y a lo que estamos dispuestos a
pagar por ellos, o con deficiencias en la ejecucin que pueden
ocasionar siniestros y prdidas de todo tipo, incluyendo las prdidas
humanas.
Con el fin de realizar con correcto planteamiento del control de
calidad en una obra de construccin, el promotor cuenta con la
valiosa ayuda de la Direccin Facultativa, Arquitecto, ingenieros y
aparejadores o tcnicos involucrado en alguna fase, a los cuales se
les debe exigir que como profesionales en la materia propongan un
programa de seguimiento de calidad, adecuado a cada tipologa de
obra; en gran parte de las obras de Construccin y dependiendo de su
grado de complejidad , no basta con su sola labor de inspeccin y
vigilancia, sino que hay que acudir a contratar a terceras
personas, como son laboratorios de control de calidad que permitan
realizar las comprobaciones tcnicas necesarias.Es evidente que el
establecimiento de dicho control, lleva implcito un coste (
personal, ensayos, etc) que suele establecerse contractualmente de
varias formas:
- A cargo del Promotor de la Obra totalmente.
- A cargo del contratista que lo presupuesta en su oferta, si
esta contiene el Plan de control a realizar.
- Sistema mixto, en el que el cargo depende de la bondad o no,
del resultado de los ensayos a efectuar pudiendo ser el contenido
del contrato muy variable y, a su vez, abarcar una o varias fases,
de las que, en general, podemos dividir el proceso:La planificacin
y control de una faena es el proceso de definir, coordinar y
determinar el orden en que deben realizarse las actividades con el
fin de lograr la ms eficiente y econmica utilizacin de los equipos,
elementos y recursos de que se dispone y de eliminar
diversificaciones innecesarias de los esfuerzos, proceso que se
establece o define en un plan de trabajo, el cual debe ser
controlado a lo largo de la faena para saber si se esta cumpliendo
o si debe ser sometido a una revisin o modificacin a fin de que se
pueda cumplir con el objetivo final fijado.
Para ello se debe establecer un sistema para medir el avance que
se esta realizando y poder compararlo con el proceso que se haba
programado o planeado; que adems, permita controlar lo empleado en
mano de obra, equipos y materiales con relacin al programa.
El programa debidamente controlado permitir:1) Conocer que
actividad no se est desarrollando de acuerdo al programa.
2) Poder tomar una decisin en el momento adecuado.
3) Mostrar un orden y disciplina de trabajo.
4) Proporcionar un medio de comunicacin tanto vertical como
horizontal.
Los principios bsicos de una programacin y su control son
aplicables igualmente a proyectos simples o complejos.
Secciones de la Obra.Si se estudia el plano de planta general de
un proyecto se ver, en la mayora de los casos, la conveniencia de
dividir la obra en secciones, para los efectos de la
construccin.
Los motivos que influirn en la eleccin de las secciones pueden
ser: diferente ubicacin de los trabajos, que se ejecuten con
distinto equipo, que los operarios sean de especialidades
distintas, que deban ejecutarse en distintas pocas, etc.
Obras Similares.El estudio del plan de trabajo de obras
similares resulta una buena gua para elegir l o los mtodos de
trabajo a emplear, siempre que se hagan las correcciones necesarias
para tomar en cuenta la diferencia entre los factores locales, la
magnitud de las obras comparadas, calidad del personal, etc.,
especialmente cuando las obras que se comparan son de diferentes
pases.
Esta primera seleccin de los mtodos de trabajo o sistemas de
construccin deber ser confirmada o modificada al hacer los estudios
econmicos comparativos de los costos de construccin con los
diferentes tipos de equipos que se pueden usar.Estudio de
Modelos.En algunos casos en que las reas de trabajo son
restringidas o deben construirse importantes ataguas, se pueden
prevenir errores o descubrirse fases del trabajo no previstas
estudiando las operaciones en modelos e la faena ejecutados con
dicho objeto.
Lo mismo puede decirse con respecto a los equipos especialmente
diseados para un trabajo determinado.
Tambin se han usado los modelos para instruir a los capataces y
operadores de equipos sobre la forma de abordar una faena delicada,
la que, ejecutada en otra forma, podra poner en peligro la
seguridad del personal.
Seleccin del Equipo.Gran parte del capital de trabajo de una
empresa corresponde a inversiones en equipo de construccin. La
seleccin del equipo mas adecuado a usar en la faena debe ser, por
lo tanto, motivo de un cuidadoso estudio econmico comparativo entre
los diversos equipos con que se puede realizar un trabajo.
La adquisicin de un equipo debe considerarse como una inversin
que se recuperar con una cierta utilidad, durante su vida til.
Toda adquisicin de equipo debe estar justificada por un estudio
que demuestre que la suma de los costos de operacin, mantencin,
reparacin y depreciacin del equipo elegido es menor que la de otros
equipos o que los costos que se obtendran por mtodos manuales,
siempre que ellos permitan realizar la obra en los plazos
fijados.
El tamao o capacidad de produccin del equipo debe corresponder a
la establecida en el programa de trabajo a fin de que las mquinas
trabajen con su mejor rendimiento.
Equipos Especiales.En ciertos casos los equipos standard pueden
no ser los ms apropiados para el trabajo y resultar ms econmico
para el constructor disear el equipo especial. Por ejemplo, moldes
sobre carros para ejecutar la concretadura de un canal o de un
tnel.
Como estos equipos especiales solo tendrn aplicacin en la obra
para la cual fueron proyectados, su costo menos el valor
recuperable de los materiales usados en l, debe amortizarse
totalmente en dicha obra.
En todo caso la eleccin de un equipo especial deber ser
justificada por medio de un estudio econmico comparativo entre el
uso de los equipos convencionales y el equipo especial ideado para
esa obra.
Instalacin de Faenas y Obras Anexas.Elegidos los mtodos de
construccin y los equipos, quedaran a su vez fijadas las
instalaciones anexas necesarias para su funcionamiento, como ser:
caminos de circulacin, planta de fuerza, de concreto, talleres, la
cantidad de campamentos, etc.
Teniendo presente la duracin de la obra, las condiciones
climticas, la posibilidad de usar estas instalaciones en una prxima
faena, se determinar o especificar el tipo de instalacin a
ejecutar. Por ejemplo se especificar si los campamentos sern de
materiales ligeros y construidos en la obra o sern prefabricados, o
previendo su uso en otra faena, sern del tipo desarmare.
Entre las obras anexas se consideraran, entre otras, las
siguientes:1. Caminos de acceso a las obras y caminos interiores de
la faena.
2. Planta de fuerza, de aire comprimido, de agregados, de
concreto;
3. Talleres, maestranzas, garajes;
4. Lneas de transmisin de energa elctrica, caeras de
abastecimiento de agua y de aire comprimido;
5. Patios de almacenamiento de materiales;
6. Oficinas, bodegas, laboratorios;
7. Sistemas de comunicaciones (telfonos, radios, etc,)
8. Instalaciones para abastecimiento de bencina y petrleo;
9. Campamentos para habitacin;
10. Escuelas, policlnicas, campos de deportes, club social,
restaurantes, lavanderas, carniceras, panadera;
11. Servicios sanitarios y servicio de incendio.Plano de
Distribucin.El objeto de todos los estudios anteriores ha sido
formular el programa de trabajo bajo el cual se ejecutar la obra.
Este plan de trabajo se resume un plano de planta general del
proyecto de la obra en el que se indica la disposicin dada a todos
los elementos que intervienen en la construccin, como ser, caminos,
planta de concreto, acopios de agregados, zonas de emprstitos, reas
para desmontes, planta de fuerza, oficinas, laboratorios,
campamentos, bodegas, etc.
Este plano general de distribucin de las faenas se completar con
todos los planos de detalle que se estime necesario para la
construccin y montaje de los edificios, maquinarias y equipos que
en el se indican .
Es importante verificar acuciosamente en este plano general de
distribucin que el programa de trabajo concebido es de fcil
realizacin y sus etapas estn bien coordinadas porque cualquier
defecto de funcionamiento o de coordinacin que se presente durante
la construccin significar modificar las instalaciones con el
consiguiente atraso y mayor costo de las obras.Programa de
Trabajo.Especificados los trabajos a ejecutar, faltara ubicarlos en
el tiempo. La representacin grfica es la mas adecuada y se hace de
tal forma en que se lleva en las ordenadas las distintas secciones
de la obra con sus detalles ms importantes y en las absisas el
tiempo.
Debe hacerse un estudio detenido de este grfico para verificar
que las secciones de la obra y cada una de
sus partidas a ejecutar estn coordinadas entre s, es decir, haya
una sucesin lgica entre ellas; que faenas similares, en distintas
secciones, estn desplazadas en el tiempo para no duplicar los
equipos y aumentar innecesariamente el personal; que faenas que
solo puedan realizarse en ciertas estaciones del ao estn bien
ubicadas en la programacin;
etc;
En el grfico, el tiempo se puede dividir en meses como as en
obras de mayor complejidad, o cuando se quiere llevar un control
mas exacto, se hacen divisiones semanales o diarias.
En el diagrama de Gantt, mostrado anteriormente, no se indican
claramente las dependencias o interconexiones entre las diversas
actividades ni tampoco la coordinacin que debe existir entre las
distintas actividades en la forma expresa en que se establece en
los diagramas en forma de red.
Es por ello que el uso de ambos sirven para llevar durante la
construccin, el control de avance de las faenas.
Programas de Equipos, Personal y Financiero.De lo anteriormente
expuesto se deduce que los factores que intervienen en la
determinacin de un programa de trabajo son un gran numero y que,
por lo tanto, no es fcil encontrar directamente la solucin. Solo
por aproximaciones sucesivas y estableciendo prioridad a algunas
variables podremos llegar a la solucin mas conveniente.
En otras palabras, el programa de trabajo no ser el mismo si se
trata, por ejemplo, de hacer una obra en el menor plazo posible o
si se exige que su costo sea el menor posible.
Una manera de proceder seria, por ejemplo la
siguiente:Supongamos que se trata de una obra ejecutada por
propuesta en el cual el plazo de ejecucin esta fijado, los costos
debern ser los mnimos compatibles con el plazo dado y no hay
limitacin para la adquisicin de equipos.
Se fijaran tentativamente las secciones de la obra y se elegiran
dos o tres mtodos de construccin para cada etapa de la obra
basndose en la propia experiencia, en obras similares y en las
especificaciones del proyecto.
Con estos datos se dibujaran los respectivos anteproyectos de
Plano de Distribucin y de programa de trabajo, los que
representaran las posibles soluciones.
En seguida se determinaran los costos unitarios para cada una de
las soluciones o programas de trabajo, las inversiones en equipo y
los plazos de ejecucin.
Comparando los resultados obtenidos para las distintas
soluciones se elegir una de ellas o una combinacin de ellas como la
ms conveniente.
Los clculos de costos unitarios para los distintos anteproyectos
mencionados anteriormente no se hacen con todo detalle sino con
vista a obtener resultados comparables entre si, ya que se trata
solo de determinar, en forma rpida, cual es el mtodo de trabajo mas
econmico.
Programa del Equipo.Este programa indica el tiempo de uso que
tendr el equipo, lo que justifica su adquisicin o no.
Sirve de base para determinar la inversin en equipos y
repuestos, el tiempo de ocupacin de los operadores, la fecha en que
el equipo debe llegar a la faena, etc.Programa de trabajadores.Es
necesario conocer el nmero de trabajadores que habr en la faena. Un
cuadro como el de la figura indica, por especialidad el nmero que
se necesitar mensualmente, as como del costo por especialidad.
Este cuadro tiene especial importancia para juzgar la bondad del
programa de trabajo y puede sugerir modificaciones que eviten el
tener que contratar o despedir trabajadores varias veces. La
contratacin de personal especializado en un gran nmero pude ser
difcil, y por lo tanto, obliga a bajar el promedio de preparacin
exigido.
En cuanto a los despidos, hay layes que fijan el monto por
termino de contrato, el cual lo debe cancelar la empresa
constructora al trabajador.
Una curva de ocupacin mas pareja, sin grandes fluctuaciones,
reduce los gastos de despido, disminuye los gastos de instalacin de
campamentos y no produce la desmoralizacin de los trabajadores por
efecto de la inestabilidad del empleo.
Programa Financiero.Para que un programa de trabajo se pueda
cumplir es indispensable contar con los fondos necesarios para
hacer en las fechas previstas las adquisiciones del equipo, las
instalaciones anexas, pago de sueldos, adquisicin de materiales,
etc.
El programa de trabajo ser, por lo tanto, la diferencia entre
las sumas invertidas en las obras y las recibidas del propietario
por cancelacin de los estados de pago.
Si se lleva en grficos dichos valores se tendr el monto del
capital de trabajo que se necesite cada mes.
Para mayor claridad se hacen grficos separados para cada una de
las partidas importantes.
Presupuesto.Controles Principales.a) Control de avance.Si en una
faena es indispensable tener un programa de trabajo para saber
cuando, con que y como se ejecutaran las obras, es tambin
importante, durante la construccin, saber si l se esta realizando
de acuerdo a lo programado. Para ello es necesario establecer un
sistema de control que mantenga informado al ingeniero jefe,
peridicamente, del avance efectuado en cada una de las faenas a fin
de que cualquier atraso o deficiencia en alguna de ellas pueda ser
corregido a tiempo, ya sea aumentando el nmero de trabajadores,
cambiando el equipo o corrigiendo en esa parte el programa de
trabajo, si se constata que hubo un error de planeacin y se pueda,
por lo tanto, mantener en sus lneas generales el programa primitivo
y cumplir con los plazos de entrega.
Si estas correcciones no se hacen a tiempo es muy probable que
no pueda continuarse con el programa de trabajo primitivo y deba
estudiarse uno nuevo, cuya aplicacin significar ciertamente
trastornos y mayor costo de las obras.b) Control de rendimiento.Si
en una faena se pagara a los operarios las semanas completas sin
llevar ningn control de los das faltados o de las horas no
trabajadas, se dira que la faena esta totalmente sin control.
Las mquinas o equipos que trabajan en una faena tienen costo de
operacin del orden de 30 a 60 veces el costo de un operario, por lo
tanto, con mucha mayor razn debera decirse que una faena esta sin
control si ni se lleva un control de los rendimientos obtenidos y
las horas trabajadas para cada una de las mquinas que operan en la
faena.
Cada equipo deber tener una hoja de vida para llevar el control
de costos y diariamente se llevar en un grfico la produccin
obtenida y los totales por mes.
En algunos equipos, como ser en una planta de concreto, resulta
muy sencillo controlar su operacin por medio de equipos
inscriptores. El grfico obtenido indica la produccin de concreto,
el consumo de cemento, el tiempo de revoltura, el peso de cada
agregado, la humedad de la arena, tiempo perdido, fallas, etc.,
c) Control de Costos.La industria de la construccin tiene, en lo
referente a la determinacin de los costos, una diferencia
fundamental con respecto a la industria manufacturera. Consiste en
que la primera debe calcular sus costos y fijar su precio de venta
antes de la ejecucin de la obra, basado en supuestos no siempre
bien conocidos y dichos precios permanecen invariables durante toda
la obra aunque ellos resulten inferiores a los costos reales, es
decir, produzcan perdidas, en cambio la segunda establece sus
costos y, por tanto, el precio de venta de los productos que
elabora despus de experimentar un proceso de elaboracin que,
generalmente, es repetitivo y puede , en cualquier momento, en que
se haya producido una variacin de los costos, aumentar sus precios
de venta hasta que ellos remunerativos.
Al establecer una contabilidad de costos debe tenerse presente
que ella es un medio para obtener cierta informacin til para el
control de la faena y para poder deducir de ella, en el momento
oportuno, las correcciones o modificaciones de los mtodos de
trabajo que se estn empleando y que en ningn caso es un fin. En
consecuencia, debe ser realista, simple y fcil de comprender por el
personal que va a usar la informacin que ella proporcione y ser
entregada puntualmente en las fechas establecidas.
El atraso en su entrega puede significar un atraso igual en la
toma de decisiones con perjuicio para la faena.Organizacin de la
Faena.Generalmente se representa la organizacin del personal de la
faena en forma de un organigrama en el cual se establecen las
funciones de dicho personal y sus dependencias. Se complementa con
un manual de funciones en que se detallan sus obligaciones y
atribuciones.
El organigrama es una representacin grfica de las partes que
componen una organizacin y que forman un todo nico.
Las funciones a realizar en una obra, sea esta grande o pequea ,
son prcticamente las mismas.
MDULO DE BALASTOEl mdulo de balasto es una magnitud asociada a
la rigidez del terreno. Su inters prctico se encuentra sobre todo
en ingeniera civil ya que permite conocer el asentamiento de una
edificacin pesada en le terreno, as como la distribucin de
esfuerzos en ciertos elementos de cimentacin. Se mide aplicando una
carga vertical sobre una superficie y midendo el hundimiento o
desplazamiento a partir de la carga aplicada.
Donde:
es la fuerza vertical aplicada,
el rea de la superficie en contacto con el terreno donde se est
aplicando la fuerza,
es la distancia vertical de hundimiento lograda.
EL COEFICIENTE DE BALASTO
En el caso de cimentaciones del tipo losa o viga de cimentacin,
se suele recurrir al modelo de Winkler o mtodo del coeficiente de
balasto. Este coeficiente K, que nos ser facilitado a travs del
informe geotcnico, expresa una constante de proporcionalidad entre
presiones y asientos para cada tipo de terreno:
P (T/m2) = K x (m)
CUESTIONES A CONSIDERAR Se parte de la hiptesis ideal de suelos
homogneos. No se tiene en cuenta la interaccin entre cimientos
prximos. Depende de la superficie de la cimentacin: relacin entre
tensiones y asientos. El coeficiente de balasto es inversamente
proporcional al asiento. Se determina en laboratorio, mediante
ensayo de placa de carga de diferentes dimetros D (generalmente
30x30cm), cumplindose la relacin: K1 x D1 = K2 x D2
PRECAUCIONESLas vigas y losas de cimentacin forman parte de la
globalidad de la estructura, ya que estn incluidas en la matriz
global de la misma. Esto quiere decir que las modificaciones que
realicemos sobre ellas, afectarn directamente a los esfuerzos del
resto de los elementos que conforman la estructura, especialmente a
los pilares. Si el mdulo de balasto facilitado por el laboratorio
se aleja de los parmetros siguientes, se aconseja consultar las
causas con el tcnico responsable.
Valores orientativos para placa de carga de 30x30cm2 (K30).
CLASES DE SUELO (K/CM3)Suelo ligero de turba y cenagoso 0,5 -
1,0
Suelo pesado de turba y cenagoso 1,0 - 1,5
Arena fina de ribera o playa 1,0 - 1,5
Arena floja seca 1,0 - 1,3
Arena floja hmeda 0,8 - 1,0
Arena media seca 3,0 - 9,0
Arena media hmeda 2,0 - 6,0
Arena compacta seca 9,0 - 20,0
Arena compacta hmeda 7,0 - 13,0
Capa de humus, arena y grava 1,0 - 2,0
Arcilla mojada 2,0 - 3.0
Arcilla hmeda 4,0 - 5,0
Arcilla seca 6,0 - 9,0
Arcilla seca dura > 10,0
Margas arcillosas 20,0 - 40,0
Humus firmemente estratificado con
arena y pocas piedras 8,0 - 10,0
Humus firmemente estratificado
con arena y muchas piedras 10,0 - 12,0
Gravilla arenosa floja 4,0 - 8,0
Gravilla arenosa compacta 9,0 - 25,0
Grava fina con mucha arena fina 8,0 - 10,0
Grava media con arena fina 10,0 - 12,0
Grava media con arena gruesa 12,0 - 15,0
Grava gruesa con arena gruesa 15,0 - 20,0
Grava gruesa con poca arena 15,0 - 20,0
Rocas blandas o algo alteradas >30,0
Rocas sanas >500,0UNIDADES: 1 K/cm3 103 T/m3 104 kN/m3
MTODO DEL BALASTO, DE WINKLER O DE VIGA SOBRE APOYOS
ELSTICOS:Uno de los mtodos de clculo ms utilizado para modelizar la
interaccin entre estructuras de cimentacin y terreno es el que
supone el suelo equivalente a un nmero infinito de resortes
elsticos -muelles o bielas biarticuladas- cuya rigidez, denominada
mdulo o coeficiente de balasto (Ks), se corresponde con el cociente
entre la presin de contacto (q) y el desplazamiento -en su caso
asiento- ():
El balasto es la capa de grava que se tiende sobre la explanacin
de los ferrocarriles para asentar y sujetar las traviesas. A este
modelo de interaccin se le conoce generalmente como modelo de
Winkler debido al nombre de su creador, y tiene mltiples
aplicaciones, no slo en el campo de las cimentaciones, sino en
cualquiera problema que pudiese adaptarse a este modelo, vase el
ejemplo tomado de J. Hahn [1] en el que mediante la teora del
balasto se calcula la carga P que es capaz de soportar una espiga
de acero anclada en una masa de hormign:
La aplicacin de la teora del mdulo de balasto ha ganado
aceptacin en los ltimos tiempos, dado que permite una fcil
asimilacin de la interaccin suelo-estructura por los mtodos
matriciales de clculo.
En la prctica habitual del clculo de cimentaciones veremos
aplicar la teora de Winkler al clculo de elementos tales como vigas
flotantes o de cimentacin y losas de cimentacin que trabajan sobre
un corte horizontal de terreno, pero tambin para elementos tales
como pantallas para excavaciones o tablestacas que trabajan sobre
un corte vertical. Se habla, por tanto, de mdulo de balasto
vertical y de mdulo de balasto horizontal, si bien el concepto es
el mismo. La ecuacin diferencial que gobierna el comportamiento de
la clsica solucin de viga flotante o viga sobre fundacin elstica
(beam on elastic fountation) y que, por tanto, es el resultado de
suponer la viga discretizada en infinitas barras de longitud
diferencial con nudos en sus extremos, es la siguiente
p - k.w(x)= (E.I) d4w/dx4
Siendo:w(x): el asiento de la viga [m].x: coordenada [m].k: el
mdulo de balasto [kN/m3]p: la carga por unidad de longitud [kN/m]E:
el mdulo de elasticidad de la losa [kN/m2]
I: la inercia de la viga respecto al eje que pasa por su centro
de gravedad [m4]
En el caso de la losa la ecuacin tiene una forma
parecida:d4w/dx4 + 2 d4/dx2dy2 + d4w/dy4 + (k . w - p)
12(1-v2)/(E.t3) = 0,siendo:w(x,y): el asiento de la losa [m]x, y:
las coordenadas [m].k: el mdulo de balasto [kN/m3]q: la carga por
unidad de rea [kN/m2]v: el coeficiente de Poisson [-]E: el mdulo de
elasticidad de la losa [kN/m2]
t: el espesor de la losa [m]
OBJECCIONES Y MEJORAS AL MTODO:
En general, el mtodo de Winkler se puede aplicar al clculo de
cimentaciones rgidas y flexibles, si bien en el caso de
cimentaciones rgidas las normas suelen permitir la utilizacin de
leyes de tensiones lineales del terreno ms simplificadas, dejndose
la obligatoriedad del mtodo del balasto para el clculo de elementos
flexibles en los que la distribucin de tensiones es irregular. (El
criterio de clasificacin de la rigidez de los elementos de
cimentacin es complicado y trataremos de ampliarlo en un futuro. Se
pueden consultar las referencias [2]). Sin embargo, existen varias
objeciones al modelo que le hacen poco fiable:
El valor del mdulo de balasto no es funcin exclusiva del
terreno! sino que depende tambin de las caractersticas geomtricas
de la cimentacin e incluso de la estructura que sta sostiene, lo
cual hace compleja la extrapolacin de los resultados de los
ensayos, pensemos por ejemplo en el de placa de carga, a las
cimentaciones reales. - La precisin del modelo depender de la
rigidez relativa del conjunto estructura-cimentacin respecto a la
del suelo [2]. - Supone que cada punto del suelo se comporta
independientemente de las cargas existentes en sus alrededores, lo
cual no ocurre en la realidad (ver figura inferior, a la izquierda
comportamiento segn el mtodo de Winkler, a la derecha una
aproximacin ms cercana a la realidad -en terrenos reales el suelo
en los bordes tambin se deforma-).
OBTENCIN DEL MDULO DE BALASTO:A) El mdulo de balasto vertical
para una zapata o una losa se puede definir de tres maneras:
1. A partir de ensayo de Placa de Carga realizado sobre el
terreno, siendo habitual que dicha placa sea cuadrada de 30x30 cm
(1 pie x 1 pie), o bien circular de dimetros 30, 60 y 76,2 cm. As
el coeficiente que aparece referenciado en el estudio geotcnico
viene generalmente representado por una k -letra adoptada en la
bibliografa para el mdulo- y el correspondiente subndice que
identifica a la placa con que se realiz el ensayo -k30, k60, etc.-
En la siguiente figura se puede observar un ejemplo de ensayo de
placa de carga y el resultado de mdulo de balasto, k30 en este caso
al tratarse de una placa de 30 cm, que se obtiene:
El tamao de la placa influye en la profundidad afectada y de la
que se podrn extraer conclusiones. A menor tamao de placa menor
bulbo de presiones y con ello menor profundidad de los estratos
estudiados. En el caso de losas la profundidad de influencia de la
placa es mucho menor que la de la losa real (bulbo de presiones en
funcin del ancho de la cimentacin), con lo que se puede inducir a
errores debidos a bajadas de rigidez de estratos inferiores pero
activos. En el caso de rocas las pruebas realizadas con una placa
grande estarn ms afectadas por la fisuracin que las hechas con
placa pequea.
A partir del ensayo de Placa de Carga y mediante formulacin que
contempla las dimensiones de la zapata (el caso de losas es ms
complejo y se debe estudiar la rigidez de la estructura-cimentacin)
se puede obtener el mdulo de balasto siguiendo el procedimiento
siguiente debido a Terzaghi:
Se define a continuacin un: Mtodo simplificado para el clculo
del mdulo de balasto de una losa de cimentacin rectangular a partir
del ensayo de placa de carga de 30x30cm.Dada una losa rectangular y
un coeficiente de balasto obtenido mediante ensayo de placa de
carga de 30x30cm definimos:
-b: ancho equivalente de la zapata (m). Es un parmetro que
depende de la rigidez de la estructura, y de la rigidez de la
cimentacin. En el caso de losas un valor aproximado para b puede
ser la luz media entre pilares. Una referencia para profundizar en
el valor del ancho equivalente es la [4], en ella se pueden
consultar los apartados de losas semiflexibles, con grandes luces
entre pilares y con pequeas luces entre pilares (es precisamente
para este caso cuando es adecuado tomar como ancho equivalente la
luz media entre pilares). El tomar b como ancho de la losa conduce
a mdulos de balasto excesivamente bajos.
-l: lado mayor o longitud de la losa (m)
-ks,30: coeficiente de balasto obtenido en placa de 30x30cm
(kN/m3).
-ks,cuadrada: coeficiente de balasto de la zapata cuadrada
(kN/m3).
-ks,rectangular: coeficiente de balasto de la zapata rectangular
(kN/m3).
Para el clculo del coeficiente o mdulo de balasto de la zapata
rectangular ser necesario primero calcular el de la cuadrada.El
mdulo de balasto de la zapata rectangular (l y b en m) en funcin
del de la losa cuadrada se define por (Terzaghi 1955):
ks, rectangular= (2/3) ks, cuadrado [ 1+ b/(2l) ]
Donde:ks, cuadrada se determina en funcin del tipo de suelo y
del ensayo de placa de carga de 30x30:
-Suelos cohesivos (arcillas):
ks, cuadrado cohesivo= ks,30 [0,30/b]
-Suelos arenosos o granulares:
ks, cuadrado arenoso= ks,30 [(b+0,30)/(2b)]2
En el caso de tener una mezcla de suelos, una solucin puede ser
el hacer una interpolacin a partir de los valores anteriores (ks,
cuadrada cohesivo y ks, cuadrada arenoso) y la proporcin existente
de dichos suelos. No deja de ser una aproximacin algo burda, ya que
es difcil conocer con exactitud dicha proporcin as como que el
reparto sea homogneo.En el caso de trabajar en cm, basta con
cambiar el coeficiente 0,30 por 30 para que sean vlidas las
frmulas.
Se incluye aqu un formulario Web que realiza los clculos
anteriores:
A partir de la determinacin de parmetros caractersticos del
suelo (mdulo de deformacin, tensin admisible, etc.) que se
relacionan con el mdulo de balasto mediante frmulas dadas por
varios autores. 2.1 Es conocida, por ejemplo, la frmula de Vesic en
funcin del mdulo de deformacin o elasticidad (Es) y coeficiente de
Poisson (s) el terreno, que en su forma reducida tiene la siguiente
expresin:ks = Es/[B (1-s2)]
donde B es el ancho de la cimentacin. 2.2 La frmula de klepikov
[5]:ks = Es/[A(1/2) (1-s2)]
con (A) el rea de la base de la cimentacin y () un coeficiente
de forma de la cimentacin que para zapatas o losas se puede obtener
de la tabla en funcin del largo (L) y del ancho (b) de la
cimentacin:
L/b1,01,52,03,04,05,06,07,08,09,010,0
0,880,870,860,830,800,770,740,730,710,690,67
ks (kN/m3) = 40*(Factor de Seguridad)*a (kPa)
Donde: El factor de seguridad es el empleado para minorar la
tensin admisible A partir del clculo del problema en un programa
que contemple la posibilidad de modelizar el terreno (usualmente
mediante elementos finitos). De esta manera se introducirn sobre el
terreno las acciones consideradas y se analizaran los
desplazamientos (asientos) que resultan. El mdulo de balasto se
hallar directamente de su formulacin terica: ks=q/s.
B) Todo lo anterior est referido a mdulos de balasto verticales.
Para mdulos de balasto horizontales de aplicacin, por ejemplo, en
pantallas, se puede utilizar el siguiente baco, debido a Chadeisson
[8], que obtiene el mdulo de balasto horizontal (kh), a partir del
ngulo de rozamiento interno y la cohesin del terreno. Es
interesante al respecto hacer notar la relacin entre estos
parmetros, fcilmente visible en la grfica: cuanto mayor es el ngulo
de rozamiento o mayor la cohesin mayor es el balasto
