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CAPITULO 5
PROBLEMAS DE TABLESTACADO Y ENTIBACIOacuteN
51 Caso 1 Tablestacado en suelo arenoso en presencia de nivel freaacutetico1
La figura 51 muestra la tablestaca en voladizo en suelo granular Resolver
a iquestCuaacutel es la profundidad D teoacuterica de empotramiento
b Para un incremento de 30 en D iquestcuaacutel debe ser la longitud total de tablestacas
c iquestCuaacutel debe ser el moacutedulo de seccioacuten miacutenimo de tablestacas
L1= 2 m
L2 = 3 m
Figura 51
γ= 159 knmsup3
γsat=1933 knmsup3
φ = 32deg
Solucioacuten
Ka= tansup2 ( 45 - φ2 ) = tansup2 ( 45- 322 ) = 0307
Kp= tansup2 ( 45+ φ2 ) = tansup2 ( 45 - 322 ) = 325
1 Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 462
45
p1= γL1Ka= ( 159 )( 2 )( 0307 ) = 9763 knmsup2
p2= ( γL1 + γL2 ) Ka= [ ( 159 ) ( 2 ) + ( 1933 - 981 )( 3 ) ] ( 0307 )= 1853 knmsup2
L3= p2 = 1853 = 066 m
γrsquo( Kp ndash Ka ) ( 1933 - 981 )( 325 - 0307 )
P= frac12p1L1 + p1L2 + frac12( p2 - p1 )L2 + frac12p2L3
P = frac12 ( 9763 ) ( 2 ) + ( 9763 ) ( 3 ) + frac12 ( 1853 - 9763 ) ( 3 ) + frac12 ( 1853 ) ( 066 )
9763 + 29289 + 13151 + 6115 = 5832 knm
Ž = Σ ME = 5832 [ 9763 ( 066 + 3 + ⅔ ) + 29289 ( 066 + 32 ) + 13151 ( 066 + 35 ) +
P 6115 ( 066 ⅔) ] = 223 m
P5 = ( γL1 + γrsquoL2 ) Kp + γrsquoL3( Kp ndash Ka ) =
P5 = [ ( 159 ) ( 2 ) + ( 1933 - 981 ) ( 3 ) ] ( 325 ) + ( 1933 - 981 ) ( 066 ) ( 325 - 0307 )
P5 = 21466 knmsup2
A1 = p5 = 21466 = 766
γrsquo( Kp ndash Ka ) ( 1933 - 981 ) ( 325 - 307 )
A2 = 8P = ( 8 )( 5832) = 1665
γrsquo( Kp ndash Ka ) ( 1933 - 981 ) ( 325 - 0307 )
A3 = 6P [ 2žγrsquo( Kp ndash Ka ) + p5 ] =
γrsquosup2 ( Kp ndash Ka )sup2
46
A3 = ( 6 ) ( 5832 ) [ ( 2 ) ( 223 ) ( 1933 - 981 ) ( 325 - 0307 ) + 21466 ] = 15193
( 1933 - 981 )sup2 ( 325 - 0307 )sup2
A4= P [ 6žp5 + 4P ) = 5832 [ ( 6 ) ( 223 ) ( 21466 ) + ( 4 ) ( 5832 ) ] = 23072
γrsquosup2( Kp ndash Ka )sup2 ( 1933 - 981 )sup2 ( 325 - 0307 )sup2
11987144 + A1 1198714
3 - A2 11987142 - A3 1198714 ndash A4 = 0
11987144 +766 1198714
3 - 1655 11987142 - 15193 1198714 ndash 23072 = 0 L4 tiende a 48 m
Dteoacuterico= L3 + L4 = 066 + 48 = 546 m
Parte b
Longitud total de las tablestacas
L1 + L2 + 13( L3 + L4 ) = 2 + 3 + 13( 546 ) = 121 m
Parte c
Zrsquo = radic 2P = radic ( 2 ) ( 5832 )
( Kp - Ka ) γrsquo ( 325 - 0307 ) ( 1933 - 981 )
Mmaacutex = P ( ž + zrsquo ) - [frac12 γzrsquosup2 ( Kp ndash Ka ) ] ⅓zrsquo =
Mmaacutex = ( 5832 ) ( 223 + 204 ) ndash [ frac12( 1933 - 981 ) ( 204 )sup2 ( 325 - 0307 ) ] ⅓ 204
Mmaacutex = 20939 knmiddotmm
S = Mmaacutex = 20939 knmiddotm = 1217 E-3 msup3m de tablestaca
σadm 172x10sup3 knmsup2
La figura 52 muestra la solucioacuten del caso 1 resuelto en el programa GALA
47
Fig
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AL
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52 Caso 2 Tablestacado en suelo arenoso en ausencia de nivel freaacutetico2
La figura 53 muestra la tablestaca en voladizo en suelo granular suponiendo la ausencia
de un nivel freaacutetico Resolver
a iquestCuaacutel es la profundidad D teoacuterica de empotramiento
b Para un incremento de 30 en D iquestcuaacutel debe ser la longitud total de tablestacas
L=5m
Figura 53
γ = 159 knmsup3
φ = 32deg
Solucioacuten
Ka = tansup2 ( 45 - φ2 ) = tansup2 ( 45 -322 ) = 0307
Kp = tansup2 ( 45 + φ2 ) = tansup2 ( 45 + 322 ) = 325
P2 = γLKa = ( 159 ) ( 5 ) ( 0307 ) = 2441 knmsup2
L3 = LKa = ( 5 ) ( 0307 ) = 0521 m
( Kp ndash Ka ) ( 325 - 0307 )
2 Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 467
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P5 = γLKp + γL3( Kp ndash Ka ) = ( 159 ) ( 5 ) ( 325 ) + ( 159 ) ( 0521 ) = 28276 knmsup2
P = frac12p2L + frac12p2L3 = frac12p2( L + L3 ) = frac12( 2441 ) ( 5 + 0521 ) = 6738 knm
Ž = L ( 2Ka ndash Kp ) = 5 [ ( 2 ) ( 0307 ) + 325 ] = 2188 m
3 ( Kp - Ka ) 3 (325 - 0307 )
Arsquo1 = p5 = 28276 = 604
γ( Kp ndash Ka ) ( 159 ) ( 325 - 0307 )
Arsquo2 = 8P = ( 8 ) ( 6738 ) = 1152
γ( Kp ndash Ka ) ( 159 ) ( 325- 0307 )
Arsquo3 = 6P [ 2žγ( Kp ndash Ka ) + p5 ] = ( 6 )( 6738 ) [ ( 2 ) ( 2188 ) ( 159 ) ( 325-0307)+28276]
γsup2( Kp ndash Ka )sup2 ( 159 )sup2 ( 325 - 0307 )sup2
Arsquo3 = 9001
Arsquo4= P ( 6žp5 + 4P ) = ( 6738 ) [ ( 6 ) ( 2188 ) ( 28276 ) + ( 4 ) ( 6738 ) ] = 12252
γsup2 ( Kp ndash Ka )sup2 ( 159 )sup2 ( 325 - 0307 )sup2
L4 = 11987144 + Arsquo1 1198714
3 ndash Arsquo2 11987142 ndash Arsquo3 1198714 ndash Arsquo4
11987144 + 604 1198714
3 -1152 11987142 - 9001 1198714 ndash 12252 = 0 L4 tiende a 41 m
Dteoacuterico = L3 + L4 = 0521 + 41 = 47 m
Parte b
Longitud total L+ 13 (Dteoacuterico) = 5 + 13 ( 47 ) = 1111 m
La figura 54 muestra la solucioacuten del caso 2 resuelto en el programa GALA
50
Fig
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53 Caso 3 Tablestacado en suelo arcilloso en presencia de nivel freaacutetico3
Refieacuterase a la figura 55 Para tablestaca determine
a Profundidad teoacuterica y real de penetracioacuten Use Dreal = 15Dteoriacutea
b Tamantildeo miacutenimo de seccioacuten de tablestaca necesaria Use σadm= 172 MNmsup2
L1 =200 m
L2 = 350 m
Figura 55
γ = 150 knmsup3
γsat=190 knmsup3
φ = 32deg
C = 50 knmsup2
Solucioacuten
Parte a
Ka = tansup2 ( 45 -φ2 ) = tansup2 ( 45 - 322 ) = 0307
P1 = γL1Ka = ( 15 ) ( 2 ) ( 0307 ) = 921 knmsup2
P2 = ( γ L1 + γrsquoL2 ) Ka = [ ( 15 ) ( 2 ) + ( 19 - 981 ) ( 35 ) ] ( 0307 ) =1908 knmsup2
P1 = frac12 p1L1 + p1L2 + frac12 ( p2 - p1 ) L2
P1 = frac12 ( 921 ) ( 2 ) + ( 921 ) ( 35 ) + frac12 ( 1908 - 921 ) ( 35 ) = 921 + 3224 + 1727
3 Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 472
52
P1 = 5872 knm
Ž1 = Σ ME = 1 [ 921 ( 35 + ⅔) + 3224 ( (frac12) 35 ) ] + ( 1727 ) ( ( ⅓) 35 ) ] = 1957 m
p1 5872
Dteoacuterico = Dsup2 [ 4c - ( γL1 + γrsquoL2 ) ] - 2DP1 - P1 ( P1 + 12cž1 ) = 0
( γL1 + γrsquoL2 ) + 2c
Dsup2 ( 4 ) ( 50 ) - [ ( 15 ) ( 2 ) + ( 19 - 981 ) ( 35 ) ] ndash ( 2 ) ( D ) ( 5872 ) -
5872 [ 5872 + ( 12 ) ( 50 ) ( 1957 ) ] = 0
[ ( 15 ) ( 2 ) + ( 19 - 981 ) ( 35 ) ] + ( 5 ) ( 50 )
13784 Dsup2 - 11744 D - 44644 = 0 D tiende a 23 m
Dreal = 15Dteoacuterica = ( 15 ) ( 23 ) = 345 m
Parte b
Zrsquo = P1 = P1 = 5872 = 0426 m
P6 4c - ( γL1 + γrsquoL2 ) ( 4 ) ( 50 ) - [ ( 15 ) ( 2 ) + ( 19 - 981 ) ( 35 ) ]
Mmaacutex = P1 ( zrsquo + ž1 ) - frac12 p6zrsquosup2 = P1 ( zrsquo + ž1 ) - [ 4c - ( γL1 + γrsquoL2 ) ] zrsquosup2 =
Mmaacutex = ( 5872 ) ( 0426 + 1957 ) - ( 4 ) ( 50 ) - [ ( 15 ) ( 2 ) + ( 19 - 981 ) ( 35 ) ]
frac12( 0426 )sup2
Mmaacutex = 12742 knmm
S= Mmaacutex = 12742 = 0741 E -3 msup3m de tablaestaca
Σadm 172 E 3
La figura 56 muestra la solucioacuten del caso 3 resuelto en el programa GALA
53
Fig
ura
56
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54 Caso 4 Tablestacado anclado en suelo arenoso en presencia de nivel freaacutetico4
Refieacuterase a la figura 57
a Determine las profundidades teoacuterica y real de penetracioacuten Nota Dreal =13Dteoacuterica
b Encuentre la fuerza en el ancla por unidad de longitud de la tablestaca
L1 =305 m
L2=61 m
Figura 57
l1= 153m
l2= 152m
c=0
φ=30ordm
γ=16 knmsup3
γsat= 195 knmsup3
Solucioacuten
Parte a
Ka = tansup2 ( 45 - φ2 ) = tansup2 (45 - 302 ) = 13
Kp = tansup2 ( 45 + φ2 ) = tansup2 ( 45 + 302 ) = 3
Ka ndash Kp = 3 - 0333 = 2667
γrsquo = γsat ndash γw = 195 - 981 = 969 knmsup3
p1 = γL1Ka = ( 16 ) ( 305 ) ( 13 ) = 1627 knmsup2
4 Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 479
55
p2 = ( γL1 + γrsquoL2 ) Ka = [ ( 16 ) ( 305 ) + ( 969 ) ( 61 ) ] 13 = 3597 knmsup2
L3 = p2 = 3597 = 139 m
γrsquo ( Kp ndash Ka ) ( 969 ) ( 2667 )
P = frac12p1L1 + p1L2 + frac12 ( p2 - p1 ) L2 + frac12p2L3
P = ( frac12 ) ( 1627 ) ( 305 ) + ( 1627 ) ( 61 ) + frac12 ( 3597 - 1627 ) ( 61 ) + frac12 ( 3597 ) ( 139 )
2418 + 9925 + 6001 + 250 =
P = 20907 knm
Ž= ΣMEP
Ž= [ ( 2418 ) ( 139 + 61 + 305 ( ⅓ ) ) + ( 9925 ) ( 139 + ( 6 ) ( acute ) ) + ( 6001 ) (139 +
6 ( ⅓ ) ) + ( 250 ) ( ( 2 ) (139 ) ( ⅓ ) ) ] 1 ( 20907 )
Ž= 421 m
L4 = 11987143 +151198714
2 ( l2 + L2 + L3 ) - 3P [ ( L1 + L2 + L3 ) - ( ž + l1 ) ] = 0
γrsquo ( Kp ndash Ka )
11987143 + 151198714
2 ( 152 + 61 + 139 ) - ( 3 ) ( 20907 ) [ ( 305 + 61 + 139 ) -( 421 + 153 ) ]
(969)(2667)
L4 = 27 m
Dteoacuterica = L3 + L4 = 139 + 27 = 409 tiende a 41 m
Dreal = 13Dteoacuterica = ( 13 ) ( 41 ) = 533 m
56
Parte b
F = P- frac12 γrsquo( Kp ndash Ka ) L4sup2 = 20907 - frac12 ( 969 ) ( 2667 ) ( 27 )sup2 = 11487 knm tiende a 115
kNm
La figura 58 muestra la solucioacuten del caso 4 resuelto en el programa GALA
57
Fig
ura
58
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A
58
55 Caso 5 Tablestacado anclado en suelo arcilloso en presencia de nivel freaacutetico5
De la figura siguiente resolver
a Determine la profundidad teoacuterica de empotramiento
b Calcule la fuerza en el ancla por unidad de longitud de muro tablestaca
L1 = 108 ft
L2 = 216 ft
Figura 59
l1 = 54 ft
γ = 108 lbftsup3
γsat = 1272 lbftsup3
φ = 35ordm
c= 850 lbftsup2
Solucioacuten
Parte a
Ka = tansup2 ( 45 - φ2 ) = tansup2 ( 45 - 322 ) = 0271
γrsquo= γsat ndash γw = 1272 - 624 = 648 lbftsup3
p1 = γL1Ka = ( 0108 ) ( 108 ) ( 0271 ) = 0316 klbftsup2
p2 = ( γL1+ γrsquoL2 ) Ka = [ ( 0108 ) ( 108 ) + ( 00648 ) ( 216 ) ] ( 0271 ) = 0695 klbftsup2
P1 = frac12 p1L1 + p1L2 + frac12 ( p2 - p1 ) L2
5 Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 492
59
P1 = frac12 ( 0316 ) ( 108 ) + ( 0316 ) ( 216 ) + frac12 ( 0695 - 0316 ) ( 216 ) = 1706 + 6826
+ 4093
P1 = 12625 klbft
Ž1= Σ ME respecto a la liacutenea del dragado =
P1
Ž1= ( 1706 ) ( 216 + ⅓ 108 ) ) + ( 6826 ) ( 108 ) + ( 4093 ) ( ⅓ ( 216 ) ) = 1158 ft
12625
P6 = 4c - ( γL1 + γrsquoL2 ) = ( 4 ) ( 0850 ) - [ ( 0108 ) ( 108 ) + ( 00648 ) ( 216 ) ]
P6 = 0834 klbftsup2
D = p6Dsup2 + 2p6D ( L1 + L2 - l1 ) - 2P1 ( L1 + L2 - l1 ndash ž 1 ) = 0
D = 0834Dsup2 + ( 2 ) ( 0834 ) ( D ) ( 27 ) - ( 2 ) ( 12625 ) ( 1542 ) = 0
Dsup2 + 54D - 46685 = 0
D = 76 ft
Parte b
F = P1 - p6D = 12625 - ( 0834 ) ( 76 ) = 629 Klbft
En la figura 510 se muestra la solucioacuten del caso 5 resuelto en el programa GALA
60
Fig
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51
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oacuten
de
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LA
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56 Caso 6 Entibacioacuten en suelo arenoso con cuatro codales6
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en un suelo arenoso
L1 = 3ft
L= 27ft L2 = 6ft
L3 = 6ft
L4 = 6ft
L5 = 6ft
S= 8ft
Figura 511
Arena
γ = 105 lbftsup3
φ = 35deg
c = 0
σadm= 25000 lbinsup2
Solucioacuten
Figura 512 Diagrama de
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
Pa = 065 ( 105 ) ( 27 ) tansup2 ( 45 - 352 ) = 49937 lbftsup2
6Braja M Das Principles of Geotechnical Engineering third edition Editorial ITP1994 pag462
62
presiones en arena Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B y C
Para A
6A = 49937 ( 9 ) ( 92 ) = 337075 lbft
Para B1
B1 = 49937 ( 9 ) ndash 337075 = 112358 lbft
Para C
6C1= 49937 ( 6 ) ( 62 ) = 149811 lbft
Para B2
B2 = 49937 ( 6 ) - 1449811 = 149811 lbft
Para B
B= B1 + B2 = 112358 + 149811 = 262169 lbft
Para D
6 D = 49937 ( 12 ) ( 122 ) = 599244 lbft
Para C2
C2 = 49937 ( 12 ) - 599244 = 0
Para C
C1 + C2 = C
149811 + 0 = 149811 lbft
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( S ) = 337075 ( 8 ) = 26965 lb
Pb = B ( S ) = 262169 ( 8 ) = 20973 lb
63
Pc= C ( S ) = 149811 ( 8 ) = 11985 lb
Pd= D ( S ) = 599244 ( 8 ) = 47939 lb
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 337075 ) ( 8sup2 ) = 26966 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 26966 ( 12 ) = 1294 insup3ft
σadm 25000
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 262169 ) ( 8sup2 ) = 209735 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 209735 ( 12 ) = 1048 insup3ft
σadm 25000
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (149811) ( 8sup2 ) = 119849 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 209735 ( 12 ) = 599 insup3ft
σadm 25000
64
En D
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (599244) ( 8sup2 ) = 479395 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 479395 ( 12 ) = 2301 insup3ft
σadm 25000
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 3
En x = 0
En x = 3
M = frac12 ( -49937 xsup2)
M = 0
M = -224716 lb-ft
3 le x le 9
En x = 9
M = frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 )
M = 0 lb-ft
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 675
120597119910
120597119909 frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 )
-49937 x + 337075 = 0 x = 675 ft
M = 126403 lb-ft
9 le x le 15
En x = 15
frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 ) + 262169 ( x ndash 9 )
M= 0 lb-ft
Momento maacuteximo 120597119910
120597119909 frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 ) + 262169 ( x ndash 9 )
65
entre el puntal
B y C
En x = 12
-49937 x + 337075 +262169 = 0 x = 12 ft
M = 224716 lb-ft
15 le x le 21
En x = 21
frac12( -49937 xsup2) + 337075 (x ndash 3) + 262169 (x ndash 9) + 149811 (x ndash 15)
M= -888964 lb-ft
21 le x le 27
En x = 21
M = frac12( -49937 xsup2) + 337075 (x ndash 3) + 262169 (x ndash 9) + 149811 (x ndash
15) + 599244 (x- 21)
M= 0 lb-ft
Mmax = 888964 lb-ft
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 888964 ( 12 ) = 431 insup3ft
σadm 25000
Diagrama de momentos
E
X
C
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 513 Diagrama de Momentos Caso 6
S
U
E
L
O
La figura 514 muestra la solucioacuten de caso 6 resuelto en el programa GALA
66
Fig
ura
51
4 I
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GA
LA
67
57 Caso 7 Entibacioacuten en suelo arenoso con tres codales7
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en un suelo arenoso
L1 = 1 m
L= 7 m L2 = 2 m
L3 = 2 m
L4 = 2 m
S= 5 m
Figura 515
Arena
γ = 16 knmsup3
φ = 30deg
c = 0
Solucioacuten
Figura 516 Diagrama de
presiones en arena
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
065 ( 16 ) ( 7 ) tansup2 ( 45 - 302 ) = 2427 knmsup2
7 Braja M Das Fundamentos de Ingenieriacutea Geoteacutecnica primera edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 479
68
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
2A = ( 2427 ) ( 3115 ) = 5461 kNm
Para B1
B1 = 2427 ( 3 ) - 5461 = 1820 kNm
Para C
2C = 2427 ( 4 ) ( 2 ) = 9708 kNm
Para B2
B2 = 2427 ( 4 ) - 9708 = 0 kNm
B= B1+B2= 1820 kNm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa= A ( 5 ) = 5460 ( 5 )= 27300 kN
Pb= B ( 5 ) = 1820 ( 5 ) = 9100 kN
Pc= C ( 5 ) = 9708 ( 5 ) = 48540 Kn
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5460) ( 5sup2 ) = 17063 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 17063 (1000) = 98913 cmsup3m
σadm 1725
69
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 1820 ) ( 5sup2 ) = 5686 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 5686 (1000) = 32971 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (9708) ( 5sup2 ) = 30334 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 30334 (1000) = 175870 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = frac12 ( -2427 xsup2)
M = 0
M = -1213 kn-m
1 le x le 3
En x = 3
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
120597119910
120597119909 frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
70
A y B
En x = 225
-2427 x + 5460 = 0 x = 225 m
M = 683 kn-m
3 le x le 5
En x = 5
frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 ) + 1820 ( x ndash 3 )
M= -4853 kn-m
5 le x le 7
En x = 7
frac12( -2427 xsup2) + 5460 (x ndash 1) + 1820 (x ndash 3) + 9708 (x ndash 5)
M= 0 lb-ft
Mmax = 4853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 4853 ( 1000 ) = 28133 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 517 Diagrama de Momentos Caso 7
S
U
E
L
O
La figura 518 muestra la solucioacuten de caso 7 resuelto en el programa GALA
71
Fig
ura
51
8 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
72
58 Caso 8 Entibacioacuten en arcilla suave o blanda con 3 codales8
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1m
L= 7m L2 = 3m
L3 = 2m
L4 = 1m
S= 5 m
Figura 519
Arcilla suave
γ= 1750 knmsup3
φ= 0ordm
c= 30 knmsup2
Solucioacuten
Figura 520 Diagrama de presiones
de una arcilla suave o blanda
Diagrama de peck
γ H = ( 1750 ) ( 7 ) = 408
c 30
Pa= γ H ( 1 - 4Cu ) = ( 1750 ) ( 7 ) ( 1 ndash 4 ( 30 ) = 250 knmsup2
γ H 1750 ( 7 )
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 1750 ) ( 7 ) = 3675 knmsup2
8 Braja M Das Fundamentos de Ingenieriacutea Geoteacutecnica primera edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 492
73
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 3675 ) ( 225 ) ( 1125 ) + ( 283 ) ( 3216 ) = 6138 knm
Para B1
B1 = ( 3675 ) ( 225 ) ndash 6138 + 3216 = 5347 knm
Para C
2C = ( 3675 ) ( 3 ) ( 15 ) = 8269 knm
Para B2
B2 = ( 3675 ) ( 3 ) ndash 8269 = 2756 knm
Para B
B = B1 + B2 = 5347 + 2756 = 8103 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 6138 ( 5 ) = 30689 kN
Pb = B ( 5 ) = 8103 ( 5 ) = 40514 kN
Pc = C ( 5 ) = 8269 ( 5 ) = 41345 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 6138) ( 5sup2 ) = 19181 kn-m
8 8
74
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 19181 (1000) = 111194 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 8103 ) ( 5sup2 ) = 25322 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 25322 (1000) = 146793 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (8269) ( 5sup2 ) = 25141 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 25841 (1000) = 149801 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -3675 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -350 kn-m
75
1 le x le 175
En x = 175
M = -3675 xsup3 + 6138 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2728 kn-m
175 le x le 4
En x = 4
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 254
120597119910
120597119909 [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
6138 ( x ndash 1 )
-3675 x + 9353 = 0 x = 254 m
M = 3889 kn-m
4 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 )
M= -1838 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 475
120597119910
120597119909 [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 )
-3675 x + 17456 = 0 x = 475 m
M = 1034 kn-m
6 le x le 7
En x = 7
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 ) + 5347 ( x ndash 6 )
M= 0 kn-m
76
Mmax = 3853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 3853 ( 1000 ) = 22336 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 521 Diagrama de Momentos Caso 8
S
U
E
L
O
La figura 522 muestra la solucioacuten del caso 8 resuelto en el programa GALA
77
Fig
ura
52
2 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
78
59 Caso 9 Entibacioacuten en suelo arenoso con tres puntales9
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arenoso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 2 m
L3 = 2 m
L4 = 2 m
S= 2 m
Solucioacuten
Figura 523
Arena
γ= 16 knmsup3
φ= 30ordm
c= 0 knmsup2
Figura 524 Diagrama de
presiones en arena
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
065 ( 16 ) ( 7 ) tansup2 ( 45 - 302 ) = 2427 knmsup2
9 Braja M Das Principles of Geotechnical Engineering third edition Editorial ITP1994 paacuteg 452
79
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
2A = ( 2427 ) ( 3115 ) = 5461 knm
Para B1
B1 = 2427 ( 3 ) - 5461 = 1820 knm
Para C
2C = 2427 ( 4 ) ( 2 ) = 9708 = 9708 knm
Para B2
B2 = 2427 ( 4 ) - 9708 = 0 knm
B = B1 + B2 = 1820 knm
Fuerzas en los puntales
PA= A ( S ) = 5460 ( 2 ) = 10920 kn
PB = B ( S ) = 1820 ( 2 ) = 3640 kn
PC = C ( S ) = 9708 ( 2 ) = 19416 kn
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5460) ( 2sup2 ) = 273 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 2730 (1000) = 15826 cmsup3m
σadm 1725
80
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 1820 ) ( 2sup2 ) = 910 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 910 (1000) = 5275 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (9708) ( 2sup2 ) = 4854 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 4854 (1000) = 28139 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = frac12 ( -2427 xsup2)
M = 0
M = -1213 kn-m
1 le x le 3
En x = 3
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
120597119910
120597119909 frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
-2427 x + 5460 = 0 x = 225 m
81
A y B
En x = 225
M = 683 kn-m
3 le x le 5
En x = 5
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 ) + 1820 ( x ndash 3 )
M= -4853 kn-m
5 le x le 7
En x = 7
M = frac12( -2427 xsup2) + 5460 (x ndash 1) + 1820 (x ndash 3) + 9708 (x ndash 5)
M= 0 lb-ft
Mmax = 4853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 4853 ( 1000 ) = 28133 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 525 Diagrama de Momentos Caso 9
S
U
E
L
O
La figura 526 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
82
Fig
ura
52
6 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
83
510 Caso 10 Entibacioacuten en arcilla dura con 3 codales10
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 25 m
L3 = 25 m
L4 = 1 m
S= 3 m
Figura 527
Arena
γ= 18 knmsup3
φ= 0ordm
c= 35 knmsup2
Solucioacuten
Figura 528 Diagrama de presiones
de una arcilla dura
Diagrama de peck
γ H = ( 1800) ( 7 ) = 360
c 35
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 18 ) ( 7 ) = 378 knmsup2
10
Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 531
84
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 378 ) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B1
B1 = (378) ( 175 ) ndash 5402 + 3308 = 4520 knm
Para C
2C = (378) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B2
B2 = (378) ( 175 ) ndash ( 5402 ) + ( 3308 ) = 4520 knm
Para B
B = B1 + B2 = 4520 + 4520 = 9040 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Pb = B ( 5 ) = 9040 ( 3 ) = 27120 kN
Pc = C ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
85
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 9040 ) ( 3sup2 ) = 1017 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 1017 (1000) = 58957 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -360 kn-m
86
1 le x le 175
En x = 175
M = -378 xsup3 + 5402 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2122 kn-m
175 le x le 35
En x = 35
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 230
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
-378 x + 8709 = 0 x = 230 m
M = 2703 kn-m
35 le x le 525
En x = 525
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
M= 2122 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 469
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
-378 x + 17750 = 0 x = 469 m
M = 2703 kn-m
525 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 378 xsup3 - frac12( 378 ( x ndash 525 )sup2 )
6 ( 025 (7) )
M= -360 kn-m
6 le x le 7 M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 )
87
En x = 7
+ 5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 5402 ( x ndash 6 )
- frac12 ( 378 ( x ndash 525 )sup2 ) + 378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M= 0 kn-m
Mmax = 2703 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 2703 ( 1000 ) = 15669 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 529 Diagrama de Momentos Caso 10
S
U
E
L
O
La figura 530 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
88
Fig
ura
53
0 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
89
Una vez resueltos los ejercicios manualmente se obtuvo el resultado real y con el paquete
interactivo se obtuvo el resultado aproximado estos se comparan para mostrar la bondad del
programa GALA( Ver Tablas 51 a 510)
Caso 1
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 71 703 m 007 099
Longitud Total de
Tablestaca 121 1203 m 007 058
Momento Maacuteximo 20939 20957 kN-mm -018 -009
Seccioacuten Requerida 121738 121494 cmsup3m 244 020
Tabla 51 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 2
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 611 596 m 015 246
Longitud Total de
Tablestaca 1111 1096 m 015 135
Momento Maacuteximo ----- 2238 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 129742 cmsup3m ----- -----
Tabla 52 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 3
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 345 341 m 004 116
Longitud Total de
Tablestaca 895 891 m 004 045
Momento Maacuteximo 12742 12757 kN-mm -015 -012
Seccioacuten Requerida 74081 73759 cmsup3m 322 043
Tabla 53 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
90
Caso 4
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 533 53 m 003 056
Longitud Total de Tablestaca 1448 1445 m 003 021
Momento Maacuteximo ----- 35063 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 166967 cmsup3m ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 11487 11567 kN -08 -070
Separacioacuten entre Anclas ----- 086 m ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 1142 m ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 9968 kN ----- -----
Tabla 54 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 5
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 114 1136 ft 004 035
Longitud Total de Tablestaca 438 4376 ft 004 009
Momento Maacuteximo ----- 1383 kLb-ftft ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 663 insup3ft ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 629 314 kLb 315 5008
Separacioacuten entre Anclas ----- 527 ft ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 3475 ft ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 1657 kLb ----- -----
Tabla 55 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
91
Caso 6
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 2696 2697 kLb -001 -004
Fuerza en Puntal B 2097 2097 kLb 0 000
Fuerza en Puntal C 1198 1198 kLb 0 000
Fuerza en Puntal D 4793 4794 kLb -001 -002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 1294 394 insup3ft 9 6955
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 1048 307 insup3ft 741 7071
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 599 175 insup3ft 424 7078
Seccioacuten Requerida en
Larguero D 2301 701 insup3ft 16 6954
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 431 431 insup3ft 0 000
Tabla 56 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 7
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 273 273 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 91 91 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 4854 48534 kN 006 001
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 98913 98914 cmsup3m -001 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 32971 32971 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 17587 175846 cmsup3m 024 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 57 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
92
Caso 8
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 30689 30689 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 40514 40514 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 41344 41344 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 111194 111191 cmsup3m 003 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 146793 146791 cmsup3m 002 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 149801 149796 cmsup3m 005 000
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 22336 22547 cmsup3m -211 -094
Tabla 58 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 9
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 1092 1092 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 364 364 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 19416 19413 kN 003 002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 15826 15856 cmsup3m -03 -019
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 5275 5275 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 28139 28135 cmsup3m 004 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 59 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
93
Caso 10
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 16207 16207 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 2712 27122 kN -002 -001
Fuerza en Puntal C 16207 16207 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 58957 5896 cmsup3m -003 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 15669 15668 cmsup3m 001 001
Tabla 510 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Al revisar las comparaciones en el caso de tablestacado se obtubo un porcentaje alto el cual
se trata de la fuerza del ancla obtenida en el Caso 5 en el caacutelculo se encontroacute que se consideroacute
la DTeoacuterica en lugar de la D la cual ya estaacute afectada por el factor de seguridad demostrando
que el error se encuentra en el ejercicio resuelto manualmente
Los porcentajes de la profundidad de penetracioacuten de la tablestaca se consideran relativamente
altos pero hay que resaltar que su caacutelculo es por iteraciones y se busca un valor cerca del 0
mientras que el programa trata de resolver el valor lo maacutes cercano a 0 obteniendo asiacute maacutes
presicioacuten
En los casos de Entibacioacuten se presenta un error relativo que es un error fatal en el caacutelculo de
los largueros que ocurre en el Caso 6 esto fue inquietante puesto que el porcentaje resulta
superior al cincuenta por ciento esto obligoacute a revisar cuidadosamente el paquete en lo
94
referente a la conversioacuten de unidades en el cual su programacioacuten en el Sistema Ingleacutes que se
basa en el uso de factores de conversioacuten para resolver en Sistema Meacutetrico y asiacute regresar de
nuevo los valores en Sistema Ingleacutes
Se encontroacute un error dimensional el cual no se localizoacute pero se refleja en la seccioacuten requerida
en los largueros lo cual tambieacuten obligo a realizar una revisioacuten minuciosa en todos los
algoritmos del programa Obteniendo asiacute en la totalidad de los casos resueltos en Sistema
Ingleacutes y en Sistema Meacutetrico un factor de 001860 para la conversioacuten de cmsup3m a insup3ft Factor
que no se cumple en el caacutelculo de largueros realizado manualmente Se encontroacute que el valor
estaacute aumentado por 328 veces lo cual es el mismo valor de conversioacuten de metros a pies
demostrando la confiabilidad y bondad del programa GALA
Teniendo confianza en lo anterior se resuelven con el paquete aquellos casos cuando no
propone el elemento estructural que exista en el mercado En los casos analizados en este
estudio de Tablestacado siempre propone el elemento estructural pero en Entibacioacuten no
existen codales que cumplan las caracteriacutesticas que el ejercicio solicita por lo que es necesario
volver a calcular hasta encontrar la propuesta del programa de un codal adecuado
simplemente modificando la separacioacuten horizontal entre ellos en el caso de no llegar a
solucionarse asiacute el problema se recomienda modificar las separaciones verticales entre
codales respetando el uacuteltimo valor de separacioacuten entre la plantilla de la excavacioacuten y el uacuteltimo
codal
95
Fig
ura
53
1 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 6
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
96
Fig
ura
53
2 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 7
y C
aso
9 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
97
Fig
ura
53
3 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 8
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
98
Fig
ura
53
4 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 1
0 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
Page 2
45
p1= γL1Ka= ( 159 )( 2 )( 0307 ) = 9763 knmsup2
p2= ( γL1 + γL2 ) Ka= [ ( 159 ) ( 2 ) + ( 1933 - 981 )( 3 ) ] ( 0307 )= 1853 knmsup2
L3= p2 = 1853 = 066 m
γrsquo( Kp ndash Ka ) ( 1933 - 981 )( 325 - 0307 )
P= frac12p1L1 + p1L2 + frac12( p2 - p1 )L2 + frac12p2L3
P = frac12 ( 9763 ) ( 2 ) + ( 9763 ) ( 3 ) + frac12 ( 1853 - 9763 ) ( 3 ) + frac12 ( 1853 ) ( 066 )
9763 + 29289 + 13151 + 6115 = 5832 knm
Ž = Σ ME = 5832 [ 9763 ( 066 + 3 + ⅔ ) + 29289 ( 066 + 32 ) + 13151 ( 066 + 35 ) +
P 6115 ( 066 ⅔) ] = 223 m
P5 = ( γL1 + γrsquoL2 ) Kp + γrsquoL3( Kp ndash Ka ) =
P5 = [ ( 159 ) ( 2 ) + ( 1933 - 981 ) ( 3 ) ] ( 325 ) + ( 1933 - 981 ) ( 066 ) ( 325 - 0307 )
P5 = 21466 knmsup2
A1 = p5 = 21466 = 766
γrsquo( Kp ndash Ka ) ( 1933 - 981 ) ( 325 - 307 )
A2 = 8P = ( 8 )( 5832) = 1665
γrsquo( Kp ndash Ka ) ( 1933 - 981 ) ( 325 - 0307 )
A3 = 6P [ 2žγrsquo( Kp ndash Ka ) + p5 ] =
γrsquosup2 ( Kp ndash Ka )sup2
46
A3 = ( 6 ) ( 5832 ) [ ( 2 ) ( 223 ) ( 1933 - 981 ) ( 325 - 0307 ) + 21466 ] = 15193
( 1933 - 981 )sup2 ( 325 - 0307 )sup2
A4= P [ 6žp5 + 4P ) = 5832 [ ( 6 ) ( 223 ) ( 21466 ) + ( 4 ) ( 5832 ) ] = 23072
γrsquosup2( Kp ndash Ka )sup2 ( 1933 - 981 )sup2 ( 325 - 0307 )sup2
11987144 + A1 1198714
3 - A2 11987142 - A3 1198714 ndash A4 = 0
11987144 +766 1198714
3 - 1655 11987142 - 15193 1198714 ndash 23072 = 0 L4 tiende a 48 m
Dteoacuterico= L3 + L4 = 066 + 48 = 546 m
Parte b
Longitud total de las tablestacas
L1 + L2 + 13( L3 + L4 ) = 2 + 3 + 13( 546 ) = 121 m
Parte c
Zrsquo = radic 2P = radic ( 2 ) ( 5832 )
( Kp - Ka ) γrsquo ( 325 - 0307 ) ( 1933 - 981 )
Mmaacutex = P ( ž + zrsquo ) - [frac12 γzrsquosup2 ( Kp ndash Ka ) ] ⅓zrsquo =
Mmaacutex = ( 5832 ) ( 223 + 204 ) ndash [ frac12( 1933 - 981 ) ( 204 )sup2 ( 325 - 0307 ) ] ⅓ 204
Mmaacutex = 20939 knmiddotmm
S = Mmaacutex = 20939 knmiddotm = 1217 E-3 msup3m de tablestaca
σadm 172x10sup3 knmsup2
La figura 52 muestra la solucioacuten del caso 1 resuelto en el programa GALA
47
Fig
ura
52
Im
pre
sioacute
n d
e re
sult
ado
s d
el p
rog
ram
a G
AL
A
48
52 Caso 2 Tablestacado en suelo arenoso en ausencia de nivel freaacutetico2
La figura 53 muestra la tablestaca en voladizo en suelo granular suponiendo la ausencia
de un nivel freaacutetico Resolver
a iquestCuaacutel es la profundidad D teoacuterica de empotramiento
b Para un incremento de 30 en D iquestcuaacutel debe ser la longitud total de tablestacas
L=5m
Figura 53
γ = 159 knmsup3
φ = 32deg
Solucioacuten
Ka = tansup2 ( 45 - φ2 ) = tansup2 ( 45 -322 ) = 0307
Kp = tansup2 ( 45 + φ2 ) = tansup2 ( 45 + 322 ) = 325
P2 = γLKa = ( 159 ) ( 5 ) ( 0307 ) = 2441 knmsup2
L3 = LKa = ( 5 ) ( 0307 ) = 0521 m
( Kp ndash Ka ) ( 325 - 0307 )
2 Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 467
49
P5 = γLKp + γL3( Kp ndash Ka ) = ( 159 ) ( 5 ) ( 325 ) + ( 159 ) ( 0521 ) = 28276 knmsup2
P = frac12p2L + frac12p2L3 = frac12p2( L + L3 ) = frac12( 2441 ) ( 5 + 0521 ) = 6738 knm
Ž = L ( 2Ka ndash Kp ) = 5 [ ( 2 ) ( 0307 ) + 325 ] = 2188 m
3 ( Kp - Ka ) 3 (325 - 0307 )
Arsquo1 = p5 = 28276 = 604
γ( Kp ndash Ka ) ( 159 ) ( 325 - 0307 )
Arsquo2 = 8P = ( 8 ) ( 6738 ) = 1152
γ( Kp ndash Ka ) ( 159 ) ( 325- 0307 )
Arsquo3 = 6P [ 2žγ( Kp ndash Ka ) + p5 ] = ( 6 )( 6738 ) [ ( 2 ) ( 2188 ) ( 159 ) ( 325-0307)+28276]
γsup2( Kp ndash Ka )sup2 ( 159 )sup2 ( 325 - 0307 )sup2
Arsquo3 = 9001
Arsquo4= P ( 6žp5 + 4P ) = ( 6738 ) [ ( 6 ) ( 2188 ) ( 28276 ) + ( 4 ) ( 6738 ) ] = 12252
γsup2 ( Kp ndash Ka )sup2 ( 159 )sup2 ( 325 - 0307 )sup2
L4 = 11987144 + Arsquo1 1198714
3 ndash Arsquo2 11987142 ndash Arsquo3 1198714 ndash Arsquo4
11987144 + 604 1198714
3 -1152 11987142 - 9001 1198714 ndash 12252 = 0 L4 tiende a 41 m
Dteoacuterico = L3 + L4 = 0521 + 41 = 47 m
Parte b
Longitud total L+ 13 (Dteoacuterico) = 5 + 13 ( 47 ) = 1111 m
La figura 54 muestra la solucioacuten del caso 2 resuelto en el programa GALA
50
Fig
ura
54
Im
pre
sioacute
n d
e re
sult
ado
s d
el p
rog
ram
a G
AL
A
51
53 Caso 3 Tablestacado en suelo arcilloso en presencia de nivel freaacutetico3
Refieacuterase a la figura 55 Para tablestaca determine
a Profundidad teoacuterica y real de penetracioacuten Use Dreal = 15Dteoriacutea
b Tamantildeo miacutenimo de seccioacuten de tablestaca necesaria Use σadm= 172 MNmsup2
L1 =200 m
L2 = 350 m
Figura 55
γ = 150 knmsup3
γsat=190 knmsup3
φ = 32deg
C = 50 knmsup2
Solucioacuten
Parte a
Ka = tansup2 ( 45 -φ2 ) = tansup2 ( 45 - 322 ) = 0307
P1 = γL1Ka = ( 15 ) ( 2 ) ( 0307 ) = 921 knmsup2
P2 = ( γ L1 + γrsquoL2 ) Ka = [ ( 15 ) ( 2 ) + ( 19 - 981 ) ( 35 ) ] ( 0307 ) =1908 knmsup2
P1 = frac12 p1L1 + p1L2 + frac12 ( p2 - p1 ) L2
P1 = frac12 ( 921 ) ( 2 ) + ( 921 ) ( 35 ) + frac12 ( 1908 - 921 ) ( 35 ) = 921 + 3224 + 1727
3 Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 472
52
P1 = 5872 knm
Ž1 = Σ ME = 1 [ 921 ( 35 + ⅔) + 3224 ( (frac12) 35 ) ] + ( 1727 ) ( ( ⅓) 35 ) ] = 1957 m
p1 5872
Dteoacuterico = Dsup2 [ 4c - ( γL1 + γrsquoL2 ) ] - 2DP1 - P1 ( P1 + 12cž1 ) = 0
( γL1 + γrsquoL2 ) + 2c
Dsup2 ( 4 ) ( 50 ) - [ ( 15 ) ( 2 ) + ( 19 - 981 ) ( 35 ) ] ndash ( 2 ) ( D ) ( 5872 ) -
5872 [ 5872 + ( 12 ) ( 50 ) ( 1957 ) ] = 0
[ ( 15 ) ( 2 ) + ( 19 - 981 ) ( 35 ) ] + ( 5 ) ( 50 )
13784 Dsup2 - 11744 D - 44644 = 0 D tiende a 23 m
Dreal = 15Dteoacuterica = ( 15 ) ( 23 ) = 345 m
Parte b
Zrsquo = P1 = P1 = 5872 = 0426 m
P6 4c - ( γL1 + γrsquoL2 ) ( 4 ) ( 50 ) - [ ( 15 ) ( 2 ) + ( 19 - 981 ) ( 35 ) ]
Mmaacutex = P1 ( zrsquo + ž1 ) - frac12 p6zrsquosup2 = P1 ( zrsquo + ž1 ) - [ 4c - ( γL1 + γrsquoL2 ) ] zrsquosup2 =
Mmaacutex = ( 5872 ) ( 0426 + 1957 ) - ( 4 ) ( 50 ) - [ ( 15 ) ( 2 ) + ( 19 - 981 ) ( 35 ) ]
frac12( 0426 )sup2
Mmaacutex = 12742 knmm
S= Mmaacutex = 12742 = 0741 E -3 msup3m de tablaestaca
Σadm 172 E 3
La figura 56 muestra la solucioacuten del caso 3 resuelto en el programa GALA
53
Fig
ura
56
Im
pre
sioacute
n d
e re
sult
ado
s d
el p
rog
ram
a G
AL
A
54
54 Caso 4 Tablestacado anclado en suelo arenoso en presencia de nivel freaacutetico4
Refieacuterase a la figura 57
a Determine las profundidades teoacuterica y real de penetracioacuten Nota Dreal =13Dteoacuterica
b Encuentre la fuerza en el ancla por unidad de longitud de la tablestaca
L1 =305 m
L2=61 m
Figura 57
l1= 153m
l2= 152m
c=0
φ=30ordm
γ=16 knmsup3
γsat= 195 knmsup3
Solucioacuten
Parte a
Ka = tansup2 ( 45 - φ2 ) = tansup2 (45 - 302 ) = 13
Kp = tansup2 ( 45 + φ2 ) = tansup2 ( 45 + 302 ) = 3
Ka ndash Kp = 3 - 0333 = 2667
γrsquo = γsat ndash γw = 195 - 981 = 969 knmsup3
p1 = γL1Ka = ( 16 ) ( 305 ) ( 13 ) = 1627 knmsup2
4 Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 479
55
p2 = ( γL1 + γrsquoL2 ) Ka = [ ( 16 ) ( 305 ) + ( 969 ) ( 61 ) ] 13 = 3597 knmsup2
L3 = p2 = 3597 = 139 m
γrsquo ( Kp ndash Ka ) ( 969 ) ( 2667 )
P = frac12p1L1 + p1L2 + frac12 ( p2 - p1 ) L2 + frac12p2L3
P = ( frac12 ) ( 1627 ) ( 305 ) + ( 1627 ) ( 61 ) + frac12 ( 3597 - 1627 ) ( 61 ) + frac12 ( 3597 ) ( 139 )
2418 + 9925 + 6001 + 250 =
P = 20907 knm
Ž= ΣMEP
Ž= [ ( 2418 ) ( 139 + 61 + 305 ( ⅓ ) ) + ( 9925 ) ( 139 + ( 6 ) ( acute ) ) + ( 6001 ) (139 +
6 ( ⅓ ) ) + ( 250 ) ( ( 2 ) (139 ) ( ⅓ ) ) ] 1 ( 20907 )
Ž= 421 m
L4 = 11987143 +151198714
2 ( l2 + L2 + L3 ) - 3P [ ( L1 + L2 + L3 ) - ( ž + l1 ) ] = 0
γrsquo ( Kp ndash Ka )
11987143 + 151198714
2 ( 152 + 61 + 139 ) - ( 3 ) ( 20907 ) [ ( 305 + 61 + 139 ) -( 421 + 153 ) ]
(969)(2667)
L4 = 27 m
Dteoacuterica = L3 + L4 = 139 + 27 = 409 tiende a 41 m
Dreal = 13Dteoacuterica = ( 13 ) ( 41 ) = 533 m
56
Parte b
F = P- frac12 γrsquo( Kp ndash Ka ) L4sup2 = 20907 - frac12 ( 969 ) ( 2667 ) ( 27 )sup2 = 11487 knm tiende a 115
kNm
La figura 58 muestra la solucioacuten del caso 4 resuelto en el programa GALA
57
Fig
ura
58
Im
pre
sioacute
n d
e re
sult
ado
s d
el p
rog
ram
a G
AL
A
58
55 Caso 5 Tablestacado anclado en suelo arcilloso en presencia de nivel freaacutetico5
De la figura siguiente resolver
a Determine la profundidad teoacuterica de empotramiento
b Calcule la fuerza en el ancla por unidad de longitud de muro tablestaca
L1 = 108 ft
L2 = 216 ft
Figura 59
l1 = 54 ft
γ = 108 lbftsup3
γsat = 1272 lbftsup3
φ = 35ordm
c= 850 lbftsup2
Solucioacuten
Parte a
Ka = tansup2 ( 45 - φ2 ) = tansup2 ( 45 - 322 ) = 0271
γrsquo= γsat ndash γw = 1272 - 624 = 648 lbftsup3
p1 = γL1Ka = ( 0108 ) ( 108 ) ( 0271 ) = 0316 klbftsup2
p2 = ( γL1+ γrsquoL2 ) Ka = [ ( 0108 ) ( 108 ) + ( 00648 ) ( 216 ) ] ( 0271 ) = 0695 klbftsup2
P1 = frac12 p1L1 + p1L2 + frac12 ( p2 - p1 ) L2
5 Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 492
59
P1 = frac12 ( 0316 ) ( 108 ) + ( 0316 ) ( 216 ) + frac12 ( 0695 - 0316 ) ( 216 ) = 1706 + 6826
+ 4093
P1 = 12625 klbft
Ž1= Σ ME respecto a la liacutenea del dragado =
P1
Ž1= ( 1706 ) ( 216 + ⅓ 108 ) ) + ( 6826 ) ( 108 ) + ( 4093 ) ( ⅓ ( 216 ) ) = 1158 ft
12625
P6 = 4c - ( γL1 + γrsquoL2 ) = ( 4 ) ( 0850 ) - [ ( 0108 ) ( 108 ) + ( 00648 ) ( 216 ) ]
P6 = 0834 klbftsup2
D = p6Dsup2 + 2p6D ( L1 + L2 - l1 ) - 2P1 ( L1 + L2 - l1 ndash ž 1 ) = 0
D = 0834Dsup2 + ( 2 ) ( 0834 ) ( D ) ( 27 ) - ( 2 ) ( 12625 ) ( 1542 ) = 0
Dsup2 + 54D - 46685 = 0
D = 76 ft
Parte b
F = P1 - p6D = 12625 - ( 0834 ) ( 76 ) = 629 Klbft
En la figura 510 se muestra la solucioacuten del caso 5 resuelto en el programa GALA
60
Fig
ura
51
0 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
61
56 Caso 6 Entibacioacuten en suelo arenoso con cuatro codales6
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en un suelo arenoso
L1 = 3ft
L= 27ft L2 = 6ft
L3 = 6ft
L4 = 6ft
L5 = 6ft
S= 8ft
Figura 511
Arena
γ = 105 lbftsup3
φ = 35deg
c = 0
σadm= 25000 lbinsup2
Solucioacuten
Figura 512 Diagrama de
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
Pa = 065 ( 105 ) ( 27 ) tansup2 ( 45 - 352 ) = 49937 lbftsup2
6Braja M Das Principles of Geotechnical Engineering third edition Editorial ITP1994 pag462
62
presiones en arena Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B y C
Para A
6A = 49937 ( 9 ) ( 92 ) = 337075 lbft
Para B1
B1 = 49937 ( 9 ) ndash 337075 = 112358 lbft
Para C
6C1= 49937 ( 6 ) ( 62 ) = 149811 lbft
Para B2
B2 = 49937 ( 6 ) - 1449811 = 149811 lbft
Para B
B= B1 + B2 = 112358 + 149811 = 262169 lbft
Para D
6 D = 49937 ( 12 ) ( 122 ) = 599244 lbft
Para C2
C2 = 49937 ( 12 ) - 599244 = 0
Para C
C1 + C2 = C
149811 + 0 = 149811 lbft
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( S ) = 337075 ( 8 ) = 26965 lb
Pb = B ( S ) = 262169 ( 8 ) = 20973 lb
63
Pc= C ( S ) = 149811 ( 8 ) = 11985 lb
Pd= D ( S ) = 599244 ( 8 ) = 47939 lb
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 337075 ) ( 8sup2 ) = 26966 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 26966 ( 12 ) = 1294 insup3ft
σadm 25000
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 262169 ) ( 8sup2 ) = 209735 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 209735 ( 12 ) = 1048 insup3ft
σadm 25000
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (149811) ( 8sup2 ) = 119849 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 209735 ( 12 ) = 599 insup3ft
σadm 25000
64
En D
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (599244) ( 8sup2 ) = 479395 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 479395 ( 12 ) = 2301 insup3ft
σadm 25000
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 3
En x = 0
En x = 3
M = frac12 ( -49937 xsup2)
M = 0
M = -224716 lb-ft
3 le x le 9
En x = 9
M = frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 )
M = 0 lb-ft
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 675
120597119910
120597119909 frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 )
-49937 x + 337075 = 0 x = 675 ft
M = 126403 lb-ft
9 le x le 15
En x = 15
frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 ) + 262169 ( x ndash 9 )
M= 0 lb-ft
Momento maacuteximo 120597119910
120597119909 frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 ) + 262169 ( x ndash 9 )
65
entre el puntal
B y C
En x = 12
-49937 x + 337075 +262169 = 0 x = 12 ft
M = 224716 lb-ft
15 le x le 21
En x = 21
frac12( -49937 xsup2) + 337075 (x ndash 3) + 262169 (x ndash 9) + 149811 (x ndash 15)
M= -888964 lb-ft
21 le x le 27
En x = 21
M = frac12( -49937 xsup2) + 337075 (x ndash 3) + 262169 (x ndash 9) + 149811 (x ndash
15) + 599244 (x- 21)
M= 0 lb-ft
Mmax = 888964 lb-ft
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 888964 ( 12 ) = 431 insup3ft
σadm 25000
Diagrama de momentos
E
X
C
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 513 Diagrama de Momentos Caso 6
S
U
E
L
O
La figura 514 muestra la solucioacuten de caso 6 resuelto en el programa GALA
66
Fig
ura
51
4 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
67
57 Caso 7 Entibacioacuten en suelo arenoso con tres codales7
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en un suelo arenoso
L1 = 1 m
L= 7 m L2 = 2 m
L3 = 2 m
L4 = 2 m
S= 5 m
Figura 515
Arena
γ = 16 knmsup3
φ = 30deg
c = 0
Solucioacuten
Figura 516 Diagrama de
presiones en arena
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
065 ( 16 ) ( 7 ) tansup2 ( 45 - 302 ) = 2427 knmsup2
7 Braja M Das Fundamentos de Ingenieriacutea Geoteacutecnica primera edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 479
68
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
2A = ( 2427 ) ( 3115 ) = 5461 kNm
Para B1
B1 = 2427 ( 3 ) - 5461 = 1820 kNm
Para C
2C = 2427 ( 4 ) ( 2 ) = 9708 kNm
Para B2
B2 = 2427 ( 4 ) - 9708 = 0 kNm
B= B1+B2= 1820 kNm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa= A ( 5 ) = 5460 ( 5 )= 27300 kN
Pb= B ( 5 ) = 1820 ( 5 ) = 9100 kN
Pc= C ( 5 ) = 9708 ( 5 ) = 48540 Kn
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5460) ( 5sup2 ) = 17063 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 17063 (1000) = 98913 cmsup3m
σadm 1725
69
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 1820 ) ( 5sup2 ) = 5686 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 5686 (1000) = 32971 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (9708) ( 5sup2 ) = 30334 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 30334 (1000) = 175870 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = frac12 ( -2427 xsup2)
M = 0
M = -1213 kn-m
1 le x le 3
En x = 3
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
120597119910
120597119909 frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
70
A y B
En x = 225
-2427 x + 5460 = 0 x = 225 m
M = 683 kn-m
3 le x le 5
En x = 5
frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 ) + 1820 ( x ndash 3 )
M= -4853 kn-m
5 le x le 7
En x = 7
frac12( -2427 xsup2) + 5460 (x ndash 1) + 1820 (x ndash 3) + 9708 (x ndash 5)
M= 0 lb-ft
Mmax = 4853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 4853 ( 1000 ) = 28133 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 517 Diagrama de Momentos Caso 7
S
U
E
L
O
La figura 518 muestra la solucioacuten de caso 7 resuelto en el programa GALA
71
Fig
ura
51
8 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
72
58 Caso 8 Entibacioacuten en arcilla suave o blanda con 3 codales8
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1m
L= 7m L2 = 3m
L3 = 2m
L4 = 1m
S= 5 m
Figura 519
Arcilla suave
γ= 1750 knmsup3
φ= 0ordm
c= 30 knmsup2
Solucioacuten
Figura 520 Diagrama de presiones
de una arcilla suave o blanda
Diagrama de peck
γ H = ( 1750 ) ( 7 ) = 408
c 30
Pa= γ H ( 1 - 4Cu ) = ( 1750 ) ( 7 ) ( 1 ndash 4 ( 30 ) = 250 knmsup2
γ H 1750 ( 7 )
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 1750 ) ( 7 ) = 3675 knmsup2
8 Braja M Das Fundamentos de Ingenieriacutea Geoteacutecnica primera edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 492
73
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 3675 ) ( 225 ) ( 1125 ) + ( 283 ) ( 3216 ) = 6138 knm
Para B1
B1 = ( 3675 ) ( 225 ) ndash 6138 + 3216 = 5347 knm
Para C
2C = ( 3675 ) ( 3 ) ( 15 ) = 8269 knm
Para B2
B2 = ( 3675 ) ( 3 ) ndash 8269 = 2756 knm
Para B
B = B1 + B2 = 5347 + 2756 = 8103 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 6138 ( 5 ) = 30689 kN
Pb = B ( 5 ) = 8103 ( 5 ) = 40514 kN
Pc = C ( 5 ) = 8269 ( 5 ) = 41345 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 6138) ( 5sup2 ) = 19181 kn-m
8 8
74
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 19181 (1000) = 111194 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 8103 ) ( 5sup2 ) = 25322 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 25322 (1000) = 146793 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (8269) ( 5sup2 ) = 25141 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 25841 (1000) = 149801 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -3675 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -350 kn-m
75
1 le x le 175
En x = 175
M = -3675 xsup3 + 6138 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2728 kn-m
175 le x le 4
En x = 4
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 254
120597119910
120597119909 [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
6138 ( x ndash 1 )
-3675 x + 9353 = 0 x = 254 m
M = 3889 kn-m
4 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 )
M= -1838 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 475
120597119910
120597119909 [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 )
-3675 x + 17456 = 0 x = 475 m
M = 1034 kn-m
6 le x le 7
En x = 7
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 ) + 5347 ( x ndash 6 )
M= 0 kn-m
76
Mmax = 3853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 3853 ( 1000 ) = 22336 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 521 Diagrama de Momentos Caso 8
S
U
E
L
O
La figura 522 muestra la solucioacuten del caso 8 resuelto en el programa GALA
77
Fig
ura
52
2 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
78
59 Caso 9 Entibacioacuten en suelo arenoso con tres puntales9
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arenoso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 2 m
L3 = 2 m
L4 = 2 m
S= 2 m
Solucioacuten
Figura 523
Arena
γ= 16 knmsup3
φ= 30ordm
c= 0 knmsup2
Figura 524 Diagrama de
presiones en arena
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
065 ( 16 ) ( 7 ) tansup2 ( 45 - 302 ) = 2427 knmsup2
9 Braja M Das Principles of Geotechnical Engineering third edition Editorial ITP1994 paacuteg 452
79
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
2A = ( 2427 ) ( 3115 ) = 5461 knm
Para B1
B1 = 2427 ( 3 ) - 5461 = 1820 knm
Para C
2C = 2427 ( 4 ) ( 2 ) = 9708 = 9708 knm
Para B2
B2 = 2427 ( 4 ) - 9708 = 0 knm
B = B1 + B2 = 1820 knm
Fuerzas en los puntales
PA= A ( S ) = 5460 ( 2 ) = 10920 kn
PB = B ( S ) = 1820 ( 2 ) = 3640 kn
PC = C ( S ) = 9708 ( 2 ) = 19416 kn
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5460) ( 2sup2 ) = 273 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 2730 (1000) = 15826 cmsup3m
σadm 1725
80
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 1820 ) ( 2sup2 ) = 910 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 910 (1000) = 5275 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (9708) ( 2sup2 ) = 4854 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 4854 (1000) = 28139 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = frac12 ( -2427 xsup2)
M = 0
M = -1213 kn-m
1 le x le 3
En x = 3
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
120597119910
120597119909 frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
-2427 x + 5460 = 0 x = 225 m
81
A y B
En x = 225
M = 683 kn-m
3 le x le 5
En x = 5
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 ) + 1820 ( x ndash 3 )
M= -4853 kn-m
5 le x le 7
En x = 7
M = frac12( -2427 xsup2) + 5460 (x ndash 1) + 1820 (x ndash 3) + 9708 (x ndash 5)
M= 0 lb-ft
Mmax = 4853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 4853 ( 1000 ) = 28133 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 525 Diagrama de Momentos Caso 9
S
U
E
L
O
La figura 526 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
82
Fig
ura
52
6 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
83
510 Caso 10 Entibacioacuten en arcilla dura con 3 codales10
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 25 m
L3 = 25 m
L4 = 1 m
S= 3 m
Figura 527
Arena
γ= 18 knmsup3
φ= 0ordm
c= 35 knmsup2
Solucioacuten
Figura 528 Diagrama de presiones
de una arcilla dura
Diagrama de peck
γ H = ( 1800) ( 7 ) = 360
c 35
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 18 ) ( 7 ) = 378 knmsup2
10
Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 531
84
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 378 ) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B1
B1 = (378) ( 175 ) ndash 5402 + 3308 = 4520 knm
Para C
2C = (378) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B2
B2 = (378) ( 175 ) ndash ( 5402 ) + ( 3308 ) = 4520 knm
Para B
B = B1 + B2 = 4520 + 4520 = 9040 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Pb = B ( 5 ) = 9040 ( 3 ) = 27120 kN
Pc = C ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
85
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 9040 ) ( 3sup2 ) = 1017 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 1017 (1000) = 58957 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -360 kn-m
86
1 le x le 175
En x = 175
M = -378 xsup3 + 5402 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2122 kn-m
175 le x le 35
En x = 35
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 230
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
-378 x + 8709 = 0 x = 230 m
M = 2703 kn-m
35 le x le 525
En x = 525
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
M= 2122 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 469
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
-378 x + 17750 = 0 x = 469 m
M = 2703 kn-m
525 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 378 xsup3 - frac12( 378 ( x ndash 525 )sup2 )
6 ( 025 (7) )
M= -360 kn-m
6 le x le 7 M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 )
87
En x = 7
+ 5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 5402 ( x ndash 6 )
- frac12 ( 378 ( x ndash 525 )sup2 ) + 378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M= 0 kn-m
Mmax = 2703 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 2703 ( 1000 ) = 15669 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 529 Diagrama de Momentos Caso 10
S
U
E
L
O
La figura 530 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
88
Fig
ura
53
0 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
89
Una vez resueltos los ejercicios manualmente se obtuvo el resultado real y con el paquete
interactivo se obtuvo el resultado aproximado estos se comparan para mostrar la bondad del
programa GALA( Ver Tablas 51 a 510)
Caso 1
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 71 703 m 007 099
Longitud Total de
Tablestaca 121 1203 m 007 058
Momento Maacuteximo 20939 20957 kN-mm -018 -009
Seccioacuten Requerida 121738 121494 cmsup3m 244 020
Tabla 51 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 2
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 611 596 m 015 246
Longitud Total de
Tablestaca 1111 1096 m 015 135
Momento Maacuteximo ----- 2238 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 129742 cmsup3m ----- -----
Tabla 52 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 3
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 345 341 m 004 116
Longitud Total de
Tablestaca 895 891 m 004 045
Momento Maacuteximo 12742 12757 kN-mm -015 -012
Seccioacuten Requerida 74081 73759 cmsup3m 322 043
Tabla 53 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
90
Caso 4
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 533 53 m 003 056
Longitud Total de Tablestaca 1448 1445 m 003 021
Momento Maacuteximo ----- 35063 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 166967 cmsup3m ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 11487 11567 kN -08 -070
Separacioacuten entre Anclas ----- 086 m ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 1142 m ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 9968 kN ----- -----
Tabla 54 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 5
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 114 1136 ft 004 035
Longitud Total de Tablestaca 438 4376 ft 004 009
Momento Maacuteximo ----- 1383 kLb-ftft ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 663 insup3ft ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 629 314 kLb 315 5008
Separacioacuten entre Anclas ----- 527 ft ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 3475 ft ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 1657 kLb ----- -----
Tabla 55 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
91
Caso 6
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 2696 2697 kLb -001 -004
Fuerza en Puntal B 2097 2097 kLb 0 000
Fuerza en Puntal C 1198 1198 kLb 0 000
Fuerza en Puntal D 4793 4794 kLb -001 -002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 1294 394 insup3ft 9 6955
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 1048 307 insup3ft 741 7071
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 599 175 insup3ft 424 7078
Seccioacuten Requerida en
Larguero D 2301 701 insup3ft 16 6954
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 431 431 insup3ft 0 000
Tabla 56 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 7
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 273 273 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 91 91 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 4854 48534 kN 006 001
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 98913 98914 cmsup3m -001 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 32971 32971 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 17587 175846 cmsup3m 024 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 57 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
92
Caso 8
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 30689 30689 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 40514 40514 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 41344 41344 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 111194 111191 cmsup3m 003 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 146793 146791 cmsup3m 002 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 149801 149796 cmsup3m 005 000
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 22336 22547 cmsup3m -211 -094
Tabla 58 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 9
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 1092 1092 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 364 364 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 19416 19413 kN 003 002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 15826 15856 cmsup3m -03 -019
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 5275 5275 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 28139 28135 cmsup3m 004 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 59 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
93
Caso 10
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 16207 16207 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 2712 27122 kN -002 -001
Fuerza en Puntal C 16207 16207 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 58957 5896 cmsup3m -003 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 15669 15668 cmsup3m 001 001
Tabla 510 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Al revisar las comparaciones en el caso de tablestacado se obtubo un porcentaje alto el cual
se trata de la fuerza del ancla obtenida en el Caso 5 en el caacutelculo se encontroacute que se consideroacute
la DTeoacuterica en lugar de la D la cual ya estaacute afectada por el factor de seguridad demostrando
que el error se encuentra en el ejercicio resuelto manualmente
Los porcentajes de la profundidad de penetracioacuten de la tablestaca se consideran relativamente
altos pero hay que resaltar que su caacutelculo es por iteraciones y se busca un valor cerca del 0
mientras que el programa trata de resolver el valor lo maacutes cercano a 0 obteniendo asiacute maacutes
presicioacuten
En los casos de Entibacioacuten se presenta un error relativo que es un error fatal en el caacutelculo de
los largueros que ocurre en el Caso 6 esto fue inquietante puesto que el porcentaje resulta
superior al cincuenta por ciento esto obligoacute a revisar cuidadosamente el paquete en lo
94
referente a la conversioacuten de unidades en el cual su programacioacuten en el Sistema Ingleacutes que se
basa en el uso de factores de conversioacuten para resolver en Sistema Meacutetrico y asiacute regresar de
nuevo los valores en Sistema Ingleacutes
Se encontroacute un error dimensional el cual no se localizoacute pero se refleja en la seccioacuten requerida
en los largueros lo cual tambieacuten obligo a realizar una revisioacuten minuciosa en todos los
algoritmos del programa Obteniendo asiacute en la totalidad de los casos resueltos en Sistema
Ingleacutes y en Sistema Meacutetrico un factor de 001860 para la conversioacuten de cmsup3m a insup3ft Factor
que no se cumple en el caacutelculo de largueros realizado manualmente Se encontroacute que el valor
estaacute aumentado por 328 veces lo cual es el mismo valor de conversioacuten de metros a pies
demostrando la confiabilidad y bondad del programa GALA
Teniendo confianza en lo anterior se resuelven con el paquete aquellos casos cuando no
propone el elemento estructural que exista en el mercado En los casos analizados en este
estudio de Tablestacado siempre propone el elemento estructural pero en Entibacioacuten no
existen codales que cumplan las caracteriacutesticas que el ejercicio solicita por lo que es necesario
volver a calcular hasta encontrar la propuesta del programa de un codal adecuado
simplemente modificando la separacioacuten horizontal entre ellos en el caso de no llegar a
solucionarse asiacute el problema se recomienda modificar las separaciones verticales entre
codales respetando el uacuteltimo valor de separacioacuten entre la plantilla de la excavacioacuten y el uacuteltimo
codal
95
Fig
ura
53
1 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 6
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
96
Fig
ura
53
2 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 7
y C
aso
9 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
97
Fig
ura
53
3 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 8
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
98
Fig
ura
53
4 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 1
0 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
Page 3
46
A3 = ( 6 ) ( 5832 ) [ ( 2 ) ( 223 ) ( 1933 - 981 ) ( 325 - 0307 ) + 21466 ] = 15193
( 1933 - 981 )sup2 ( 325 - 0307 )sup2
A4= P [ 6žp5 + 4P ) = 5832 [ ( 6 ) ( 223 ) ( 21466 ) + ( 4 ) ( 5832 ) ] = 23072
γrsquosup2( Kp ndash Ka )sup2 ( 1933 - 981 )sup2 ( 325 - 0307 )sup2
11987144 + A1 1198714
3 - A2 11987142 - A3 1198714 ndash A4 = 0
11987144 +766 1198714
3 - 1655 11987142 - 15193 1198714 ndash 23072 = 0 L4 tiende a 48 m
Dteoacuterico= L3 + L4 = 066 + 48 = 546 m
Parte b
Longitud total de las tablestacas
L1 + L2 + 13( L3 + L4 ) = 2 + 3 + 13( 546 ) = 121 m
Parte c
Zrsquo = radic 2P = radic ( 2 ) ( 5832 )
( Kp - Ka ) γrsquo ( 325 - 0307 ) ( 1933 - 981 )
Mmaacutex = P ( ž + zrsquo ) - [frac12 γzrsquosup2 ( Kp ndash Ka ) ] ⅓zrsquo =
Mmaacutex = ( 5832 ) ( 223 + 204 ) ndash [ frac12( 1933 - 981 ) ( 204 )sup2 ( 325 - 0307 ) ] ⅓ 204
Mmaacutex = 20939 knmiddotmm
S = Mmaacutex = 20939 knmiddotm = 1217 E-3 msup3m de tablestaca
σadm 172x10sup3 knmsup2
La figura 52 muestra la solucioacuten del caso 1 resuelto en el programa GALA
47
Fig
ura
52
Im
pre
sioacute
n d
e re
sult
ado
s d
el p
rog
ram
a G
AL
A
48
52 Caso 2 Tablestacado en suelo arenoso en ausencia de nivel freaacutetico2
La figura 53 muestra la tablestaca en voladizo en suelo granular suponiendo la ausencia
de un nivel freaacutetico Resolver
a iquestCuaacutel es la profundidad D teoacuterica de empotramiento
b Para un incremento de 30 en D iquestcuaacutel debe ser la longitud total de tablestacas
L=5m
Figura 53
γ = 159 knmsup3
φ = 32deg
Solucioacuten
Ka = tansup2 ( 45 - φ2 ) = tansup2 ( 45 -322 ) = 0307
Kp = tansup2 ( 45 + φ2 ) = tansup2 ( 45 + 322 ) = 325
P2 = γLKa = ( 159 ) ( 5 ) ( 0307 ) = 2441 knmsup2
L3 = LKa = ( 5 ) ( 0307 ) = 0521 m
( Kp ndash Ka ) ( 325 - 0307 )
2 Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 467
49
P5 = γLKp + γL3( Kp ndash Ka ) = ( 159 ) ( 5 ) ( 325 ) + ( 159 ) ( 0521 ) = 28276 knmsup2
P = frac12p2L + frac12p2L3 = frac12p2( L + L3 ) = frac12( 2441 ) ( 5 + 0521 ) = 6738 knm
Ž = L ( 2Ka ndash Kp ) = 5 [ ( 2 ) ( 0307 ) + 325 ] = 2188 m
3 ( Kp - Ka ) 3 (325 - 0307 )
Arsquo1 = p5 = 28276 = 604
γ( Kp ndash Ka ) ( 159 ) ( 325 - 0307 )
Arsquo2 = 8P = ( 8 ) ( 6738 ) = 1152
γ( Kp ndash Ka ) ( 159 ) ( 325- 0307 )
Arsquo3 = 6P [ 2žγ( Kp ndash Ka ) + p5 ] = ( 6 )( 6738 ) [ ( 2 ) ( 2188 ) ( 159 ) ( 325-0307)+28276]
γsup2( Kp ndash Ka )sup2 ( 159 )sup2 ( 325 - 0307 )sup2
Arsquo3 = 9001
Arsquo4= P ( 6žp5 + 4P ) = ( 6738 ) [ ( 6 ) ( 2188 ) ( 28276 ) + ( 4 ) ( 6738 ) ] = 12252
γsup2 ( Kp ndash Ka )sup2 ( 159 )sup2 ( 325 - 0307 )sup2
L4 = 11987144 + Arsquo1 1198714
3 ndash Arsquo2 11987142 ndash Arsquo3 1198714 ndash Arsquo4
11987144 + 604 1198714
3 -1152 11987142 - 9001 1198714 ndash 12252 = 0 L4 tiende a 41 m
Dteoacuterico = L3 + L4 = 0521 + 41 = 47 m
Parte b
Longitud total L+ 13 (Dteoacuterico) = 5 + 13 ( 47 ) = 1111 m
La figura 54 muestra la solucioacuten del caso 2 resuelto en el programa GALA
50
Fig
ura
54
Im
pre
sioacute
n d
e re
sult
ado
s d
el p
rog
ram
a G
AL
A
51
53 Caso 3 Tablestacado en suelo arcilloso en presencia de nivel freaacutetico3
Refieacuterase a la figura 55 Para tablestaca determine
a Profundidad teoacuterica y real de penetracioacuten Use Dreal = 15Dteoriacutea
b Tamantildeo miacutenimo de seccioacuten de tablestaca necesaria Use σadm= 172 MNmsup2
L1 =200 m
L2 = 350 m
Figura 55
γ = 150 knmsup3
γsat=190 knmsup3
φ = 32deg
C = 50 knmsup2
Solucioacuten
Parte a
Ka = tansup2 ( 45 -φ2 ) = tansup2 ( 45 - 322 ) = 0307
P1 = γL1Ka = ( 15 ) ( 2 ) ( 0307 ) = 921 knmsup2
P2 = ( γ L1 + γrsquoL2 ) Ka = [ ( 15 ) ( 2 ) + ( 19 - 981 ) ( 35 ) ] ( 0307 ) =1908 knmsup2
P1 = frac12 p1L1 + p1L2 + frac12 ( p2 - p1 ) L2
P1 = frac12 ( 921 ) ( 2 ) + ( 921 ) ( 35 ) + frac12 ( 1908 - 921 ) ( 35 ) = 921 + 3224 + 1727
3 Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 472
52
P1 = 5872 knm
Ž1 = Σ ME = 1 [ 921 ( 35 + ⅔) + 3224 ( (frac12) 35 ) ] + ( 1727 ) ( ( ⅓) 35 ) ] = 1957 m
p1 5872
Dteoacuterico = Dsup2 [ 4c - ( γL1 + γrsquoL2 ) ] - 2DP1 - P1 ( P1 + 12cž1 ) = 0
( γL1 + γrsquoL2 ) + 2c
Dsup2 ( 4 ) ( 50 ) - [ ( 15 ) ( 2 ) + ( 19 - 981 ) ( 35 ) ] ndash ( 2 ) ( D ) ( 5872 ) -
5872 [ 5872 + ( 12 ) ( 50 ) ( 1957 ) ] = 0
[ ( 15 ) ( 2 ) + ( 19 - 981 ) ( 35 ) ] + ( 5 ) ( 50 )
13784 Dsup2 - 11744 D - 44644 = 0 D tiende a 23 m
Dreal = 15Dteoacuterica = ( 15 ) ( 23 ) = 345 m
Parte b
Zrsquo = P1 = P1 = 5872 = 0426 m
P6 4c - ( γL1 + γrsquoL2 ) ( 4 ) ( 50 ) - [ ( 15 ) ( 2 ) + ( 19 - 981 ) ( 35 ) ]
Mmaacutex = P1 ( zrsquo + ž1 ) - frac12 p6zrsquosup2 = P1 ( zrsquo + ž1 ) - [ 4c - ( γL1 + γrsquoL2 ) ] zrsquosup2 =
Mmaacutex = ( 5872 ) ( 0426 + 1957 ) - ( 4 ) ( 50 ) - [ ( 15 ) ( 2 ) + ( 19 - 981 ) ( 35 ) ]
frac12( 0426 )sup2
Mmaacutex = 12742 knmm
S= Mmaacutex = 12742 = 0741 E -3 msup3m de tablaestaca
Σadm 172 E 3
La figura 56 muestra la solucioacuten del caso 3 resuelto en el programa GALA
53
Fig
ura
56
Im
pre
sioacute
n d
e re
sult
ado
s d
el p
rog
ram
a G
AL
A
54
54 Caso 4 Tablestacado anclado en suelo arenoso en presencia de nivel freaacutetico4
Refieacuterase a la figura 57
a Determine las profundidades teoacuterica y real de penetracioacuten Nota Dreal =13Dteoacuterica
b Encuentre la fuerza en el ancla por unidad de longitud de la tablestaca
L1 =305 m
L2=61 m
Figura 57
l1= 153m
l2= 152m
c=0
φ=30ordm
γ=16 knmsup3
γsat= 195 knmsup3
Solucioacuten
Parte a
Ka = tansup2 ( 45 - φ2 ) = tansup2 (45 - 302 ) = 13
Kp = tansup2 ( 45 + φ2 ) = tansup2 ( 45 + 302 ) = 3
Ka ndash Kp = 3 - 0333 = 2667
γrsquo = γsat ndash γw = 195 - 981 = 969 knmsup3
p1 = γL1Ka = ( 16 ) ( 305 ) ( 13 ) = 1627 knmsup2
4 Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 479
55
p2 = ( γL1 + γrsquoL2 ) Ka = [ ( 16 ) ( 305 ) + ( 969 ) ( 61 ) ] 13 = 3597 knmsup2
L3 = p2 = 3597 = 139 m
γrsquo ( Kp ndash Ka ) ( 969 ) ( 2667 )
P = frac12p1L1 + p1L2 + frac12 ( p2 - p1 ) L2 + frac12p2L3
P = ( frac12 ) ( 1627 ) ( 305 ) + ( 1627 ) ( 61 ) + frac12 ( 3597 - 1627 ) ( 61 ) + frac12 ( 3597 ) ( 139 )
2418 + 9925 + 6001 + 250 =
P = 20907 knm
Ž= ΣMEP
Ž= [ ( 2418 ) ( 139 + 61 + 305 ( ⅓ ) ) + ( 9925 ) ( 139 + ( 6 ) ( acute ) ) + ( 6001 ) (139 +
6 ( ⅓ ) ) + ( 250 ) ( ( 2 ) (139 ) ( ⅓ ) ) ] 1 ( 20907 )
Ž= 421 m
L4 = 11987143 +151198714
2 ( l2 + L2 + L3 ) - 3P [ ( L1 + L2 + L3 ) - ( ž + l1 ) ] = 0
γrsquo ( Kp ndash Ka )
11987143 + 151198714
2 ( 152 + 61 + 139 ) - ( 3 ) ( 20907 ) [ ( 305 + 61 + 139 ) -( 421 + 153 ) ]
(969)(2667)
L4 = 27 m
Dteoacuterica = L3 + L4 = 139 + 27 = 409 tiende a 41 m
Dreal = 13Dteoacuterica = ( 13 ) ( 41 ) = 533 m
56
Parte b
F = P- frac12 γrsquo( Kp ndash Ka ) L4sup2 = 20907 - frac12 ( 969 ) ( 2667 ) ( 27 )sup2 = 11487 knm tiende a 115
kNm
La figura 58 muestra la solucioacuten del caso 4 resuelto en el programa GALA
57
Fig
ura
58
Im
pre
sioacute
n d
e re
sult
ado
s d
el p
rog
ram
a G
AL
A
58
55 Caso 5 Tablestacado anclado en suelo arcilloso en presencia de nivel freaacutetico5
De la figura siguiente resolver
a Determine la profundidad teoacuterica de empotramiento
b Calcule la fuerza en el ancla por unidad de longitud de muro tablestaca
L1 = 108 ft
L2 = 216 ft
Figura 59
l1 = 54 ft
γ = 108 lbftsup3
γsat = 1272 lbftsup3
φ = 35ordm
c= 850 lbftsup2
Solucioacuten
Parte a
Ka = tansup2 ( 45 - φ2 ) = tansup2 ( 45 - 322 ) = 0271
γrsquo= γsat ndash γw = 1272 - 624 = 648 lbftsup3
p1 = γL1Ka = ( 0108 ) ( 108 ) ( 0271 ) = 0316 klbftsup2
p2 = ( γL1+ γrsquoL2 ) Ka = [ ( 0108 ) ( 108 ) + ( 00648 ) ( 216 ) ] ( 0271 ) = 0695 klbftsup2
P1 = frac12 p1L1 + p1L2 + frac12 ( p2 - p1 ) L2
5 Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 492
59
P1 = frac12 ( 0316 ) ( 108 ) + ( 0316 ) ( 216 ) + frac12 ( 0695 - 0316 ) ( 216 ) = 1706 + 6826
+ 4093
P1 = 12625 klbft
Ž1= Σ ME respecto a la liacutenea del dragado =
P1
Ž1= ( 1706 ) ( 216 + ⅓ 108 ) ) + ( 6826 ) ( 108 ) + ( 4093 ) ( ⅓ ( 216 ) ) = 1158 ft
12625
P6 = 4c - ( γL1 + γrsquoL2 ) = ( 4 ) ( 0850 ) - [ ( 0108 ) ( 108 ) + ( 00648 ) ( 216 ) ]
P6 = 0834 klbftsup2
D = p6Dsup2 + 2p6D ( L1 + L2 - l1 ) - 2P1 ( L1 + L2 - l1 ndash ž 1 ) = 0
D = 0834Dsup2 + ( 2 ) ( 0834 ) ( D ) ( 27 ) - ( 2 ) ( 12625 ) ( 1542 ) = 0
Dsup2 + 54D - 46685 = 0
D = 76 ft
Parte b
F = P1 - p6D = 12625 - ( 0834 ) ( 76 ) = 629 Klbft
En la figura 510 se muestra la solucioacuten del caso 5 resuelto en el programa GALA
60
Fig
ura
51
0 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
61
56 Caso 6 Entibacioacuten en suelo arenoso con cuatro codales6
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en un suelo arenoso
L1 = 3ft
L= 27ft L2 = 6ft
L3 = 6ft
L4 = 6ft
L5 = 6ft
S= 8ft
Figura 511
Arena
γ = 105 lbftsup3
φ = 35deg
c = 0
σadm= 25000 lbinsup2
Solucioacuten
Figura 512 Diagrama de
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
Pa = 065 ( 105 ) ( 27 ) tansup2 ( 45 - 352 ) = 49937 lbftsup2
6Braja M Das Principles of Geotechnical Engineering third edition Editorial ITP1994 pag462
62
presiones en arena Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B y C
Para A
6A = 49937 ( 9 ) ( 92 ) = 337075 lbft
Para B1
B1 = 49937 ( 9 ) ndash 337075 = 112358 lbft
Para C
6C1= 49937 ( 6 ) ( 62 ) = 149811 lbft
Para B2
B2 = 49937 ( 6 ) - 1449811 = 149811 lbft
Para B
B= B1 + B2 = 112358 + 149811 = 262169 lbft
Para D
6 D = 49937 ( 12 ) ( 122 ) = 599244 lbft
Para C2
C2 = 49937 ( 12 ) - 599244 = 0
Para C
C1 + C2 = C
149811 + 0 = 149811 lbft
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( S ) = 337075 ( 8 ) = 26965 lb
Pb = B ( S ) = 262169 ( 8 ) = 20973 lb
63
Pc= C ( S ) = 149811 ( 8 ) = 11985 lb
Pd= D ( S ) = 599244 ( 8 ) = 47939 lb
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 337075 ) ( 8sup2 ) = 26966 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 26966 ( 12 ) = 1294 insup3ft
σadm 25000
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 262169 ) ( 8sup2 ) = 209735 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 209735 ( 12 ) = 1048 insup3ft
σadm 25000
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (149811) ( 8sup2 ) = 119849 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 209735 ( 12 ) = 599 insup3ft
σadm 25000
64
En D
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (599244) ( 8sup2 ) = 479395 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 479395 ( 12 ) = 2301 insup3ft
σadm 25000
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 3
En x = 0
En x = 3
M = frac12 ( -49937 xsup2)
M = 0
M = -224716 lb-ft
3 le x le 9
En x = 9
M = frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 )
M = 0 lb-ft
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 675
120597119910
120597119909 frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 )
-49937 x + 337075 = 0 x = 675 ft
M = 126403 lb-ft
9 le x le 15
En x = 15
frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 ) + 262169 ( x ndash 9 )
M= 0 lb-ft
Momento maacuteximo 120597119910
120597119909 frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 ) + 262169 ( x ndash 9 )
65
entre el puntal
B y C
En x = 12
-49937 x + 337075 +262169 = 0 x = 12 ft
M = 224716 lb-ft
15 le x le 21
En x = 21
frac12( -49937 xsup2) + 337075 (x ndash 3) + 262169 (x ndash 9) + 149811 (x ndash 15)
M= -888964 lb-ft
21 le x le 27
En x = 21
M = frac12( -49937 xsup2) + 337075 (x ndash 3) + 262169 (x ndash 9) + 149811 (x ndash
15) + 599244 (x- 21)
M= 0 lb-ft
Mmax = 888964 lb-ft
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 888964 ( 12 ) = 431 insup3ft
σadm 25000
Diagrama de momentos
E
X
C
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 513 Diagrama de Momentos Caso 6
S
U
E
L
O
La figura 514 muestra la solucioacuten de caso 6 resuelto en el programa GALA
66
Fig
ura
51
4 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
67
57 Caso 7 Entibacioacuten en suelo arenoso con tres codales7
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en un suelo arenoso
L1 = 1 m
L= 7 m L2 = 2 m
L3 = 2 m
L4 = 2 m
S= 5 m
Figura 515
Arena
γ = 16 knmsup3
φ = 30deg
c = 0
Solucioacuten
Figura 516 Diagrama de
presiones en arena
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
065 ( 16 ) ( 7 ) tansup2 ( 45 - 302 ) = 2427 knmsup2
7 Braja M Das Fundamentos de Ingenieriacutea Geoteacutecnica primera edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 479
68
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
2A = ( 2427 ) ( 3115 ) = 5461 kNm
Para B1
B1 = 2427 ( 3 ) - 5461 = 1820 kNm
Para C
2C = 2427 ( 4 ) ( 2 ) = 9708 kNm
Para B2
B2 = 2427 ( 4 ) - 9708 = 0 kNm
B= B1+B2= 1820 kNm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa= A ( 5 ) = 5460 ( 5 )= 27300 kN
Pb= B ( 5 ) = 1820 ( 5 ) = 9100 kN
Pc= C ( 5 ) = 9708 ( 5 ) = 48540 Kn
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5460) ( 5sup2 ) = 17063 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 17063 (1000) = 98913 cmsup3m
σadm 1725
69
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 1820 ) ( 5sup2 ) = 5686 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 5686 (1000) = 32971 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (9708) ( 5sup2 ) = 30334 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 30334 (1000) = 175870 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = frac12 ( -2427 xsup2)
M = 0
M = -1213 kn-m
1 le x le 3
En x = 3
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
120597119910
120597119909 frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
70
A y B
En x = 225
-2427 x + 5460 = 0 x = 225 m
M = 683 kn-m
3 le x le 5
En x = 5
frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 ) + 1820 ( x ndash 3 )
M= -4853 kn-m
5 le x le 7
En x = 7
frac12( -2427 xsup2) + 5460 (x ndash 1) + 1820 (x ndash 3) + 9708 (x ndash 5)
M= 0 lb-ft
Mmax = 4853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 4853 ( 1000 ) = 28133 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 517 Diagrama de Momentos Caso 7
S
U
E
L
O
La figura 518 muestra la solucioacuten de caso 7 resuelto en el programa GALA
71
Fig
ura
51
8 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
72
58 Caso 8 Entibacioacuten en arcilla suave o blanda con 3 codales8
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1m
L= 7m L2 = 3m
L3 = 2m
L4 = 1m
S= 5 m
Figura 519
Arcilla suave
γ= 1750 knmsup3
φ= 0ordm
c= 30 knmsup2
Solucioacuten
Figura 520 Diagrama de presiones
de una arcilla suave o blanda
Diagrama de peck
γ H = ( 1750 ) ( 7 ) = 408
c 30
Pa= γ H ( 1 - 4Cu ) = ( 1750 ) ( 7 ) ( 1 ndash 4 ( 30 ) = 250 knmsup2
γ H 1750 ( 7 )
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 1750 ) ( 7 ) = 3675 knmsup2
8 Braja M Das Fundamentos de Ingenieriacutea Geoteacutecnica primera edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 492
73
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 3675 ) ( 225 ) ( 1125 ) + ( 283 ) ( 3216 ) = 6138 knm
Para B1
B1 = ( 3675 ) ( 225 ) ndash 6138 + 3216 = 5347 knm
Para C
2C = ( 3675 ) ( 3 ) ( 15 ) = 8269 knm
Para B2
B2 = ( 3675 ) ( 3 ) ndash 8269 = 2756 knm
Para B
B = B1 + B2 = 5347 + 2756 = 8103 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 6138 ( 5 ) = 30689 kN
Pb = B ( 5 ) = 8103 ( 5 ) = 40514 kN
Pc = C ( 5 ) = 8269 ( 5 ) = 41345 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 6138) ( 5sup2 ) = 19181 kn-m
8 8
74
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 19181 (1000) = 111194 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 8103 ) ( 5sup2 ) = 25322 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 25322 (1000) = 146793 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (8269) ( 5sup2 ) = 25141 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 25841 (1000) = 149801 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -3675 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -350 kn-m
75
1 le x le 175
En x = 175
M = -3675 xsup3 + 6138 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2728 kn-m
175 le x le 4
En x = 4
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 254
120597119910
120597119909 [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
6138 ( x ndash 1 )
-3675 x + 9353 = 0 x = 254 m
M = 3889 kn-m
4 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 )
M= -1838 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 475
120597119910
120597119909 [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 )
-3675 x + 17456 = 0 x = 475 m
M = 1034 kn-m
6 le x le 7
En x = 7
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 ) + 5347 ( x ndash 6 )
M= 0 kn-m
76
Mmax = 3853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 3853 ( 1000 ) = 22336 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 521 Diagrama de Momentos Caso 8
S
U
E
L
O
La figura 522 muestra la solucioacuten del caso 8 resuelto en el programa GALA
77
Fig
ura
52
2 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
78
59 Caso 9 Entibacioacuten en suelo arenoso con tres puntales9
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arenoso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 2 m
L3 = 2 m
L4 = 2 m
S= 2 m
Solucioacuten
Figura 523
Arena
γ= 16 knmsup3
φ= 30ordm
c= 0 knmsup2
Figura 524 Diagrama de
presiones en arena
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
065 ( 16 ) ( 7 ) tansup2 ( 45 - 302 ) = 2427 knmsup2
9 Braja M Das Principles of Geotechnical Engineering third edition Editorial ITP1994 paacuteg 452
79
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
2A = ( 2427 ) ( 3115 ) = 5461 knm
Para B1
B1 = 2427 ( 3 ) - 5461 = 1820 knm
Para C
2C = 2427 ( 4 ) ( 2 ) = 9708 = 9708 knm
Para B2
B2 = 2427 ( 4 ) - 9708 = 0 knm
B = B1 + B2 = 1820 knm
Fuerzas en los puntales
PA= A ( S ) = 5460 ( 2 ) = 10920 kn
PB = B ( S ) = 1820 ( 2 ) = 3640 kn
PC = C ( S ) = 9708 ( 2 ) = 19416 kn
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5460) ( 2sup2 ) = 273 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 2730 (1000) = 15826 cmsup3m
σadm 1725
80
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 1820 ) ( 2sup2 ) = 910 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 910 (1000) = 5275 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (9708) ( 2sup2 ) = 4854 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 4854 (1000) = 28139 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = frac12 ( -2427 xsup2)
M = 0
M = -1213 kn-m
1 le x le 3
En x = 3
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
120597119910
120597119909 frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
-2427 x + 5460 = 0 x = 225 m
81
A y B
En x = 225
M = 683 kn-m
3 le x le 5
En x = 5
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 ) + 1820 ( x ndash 3 )
M= -4853 kn-m
5 le x le 7
En x = 7
M = frac12( -2427 xsup2) + 5460 (x ndash 1) + 1820 (x ndash 3) + 9708 (x ndash 5)
M= 0 lb-ft
Mmax = 4853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 4853 ( 1000 ) = 28133 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 525 Diagrama de Momentos Caso 9
S
U
E
L
O
La figura 526 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
82
Fig
ura
52
6 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
83
510 Caso 10 Entibacioacuten en arcilla dura con 3 codales10
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 25 m
L3 = 25 m
L4 = 1 m
S= 3 m
Figura 527
Arena
γ= 18 knmsup3
φ= 0ordm
c= 35 knmsup2
Solucioacuten
Figura 528 Diagrama de presiones
de una arcilla dura
Diagrama de peck
γ H = ( 1800) ( 7 ) = 360
c 35
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 18 ) ( 7 ) = 378 knmsup2
10
Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 531
84
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 378 ) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B1
B1 = (378) ( 175 ) ndash 5402 + 3308 = 4520 knm
Para C
2C = (378) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B2
B2 = (378) ( 175 ) ndash ( 5402 ) + ( 3308 ) = 4520 knm
Para B
B = B1 + B2 = 4520 + 4520 = 9040 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Pb = B ( 5 ) = 9040 ( 3 ) = 27120 kN
Pc = C ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
85
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 9040 ) ( 3sup2 ) = 1017 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 1017 (1000) = 58957 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -360 kn-m
86
1 le x le 175
En x = 175
M = -378 xsup3 + 5402 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2122 kn-m
175 le x le 35
En x = 35
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 230
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
-378 x + 8709 = 0 x = 230 m
M = 2703 kn-m
35 le x le 525
En x = 525
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
M= 2122 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 469
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
-378 x + 17750 = 0 x = 469 m
M = 2703 kn-m
525 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 378 xsup3 - frac12( 378 ( x ndash 525 )sup2 )
6 ( 025 (7) )
M= -360 kn-m
6 le x le 7 M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 )
87
En x = 7
+ 5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 5402 ( x ndash 6 )
- frac12 ( 378 ( x ndash 525 )sup2 ) + 378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M= 0 kn-m
Mmax = 2703 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 2703 ( 1000 ) = 15669 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 529 Diagrama de Momentos Caso 10
S
U
E
L
O
La figura 530 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
88
Fig
ura
53
0 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
89
Una vez resueltos los ejercicios manualmente se obtuvo el resultado real y con el paquete
interactivo se obtuvo el resultado aproximado estos se comparan para mostrar la bondad del
programa GALA( Ver Tablas 51 a 510)
Caso 1
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 71 703 m 007 099
Longitud Total de
Tablestaca 121 1203 m 007 058
Momento Maacuteximo 20939 20957 kN-mm -018 -009
Seccioacuten Requerida 121738 121494 cmsup3m 244 020
Tabla 51 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 2
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 611 596 m 015 246
Longitud Total de
Tablestaca 1111 1096 m 015 135
Momento Maacuteximo ----- 2238 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 129742 cmsup3m ----- -----
Tabla 52 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 3
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 345 341 m 004 116
Longitud Total de
Tablestaca 895 891 m 004 045
Momento Maacuteximo 12742 12757 kN-mm -015 -012
Seccioacuten Requerida 74081 73759 cmsup3m 322 043
Tabla 53 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
90
Caso 4
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 533 53 m 003 056
Longitud Total de Tablestaca 1448 1445 m 003 021
Momento Maacuteximo ----- 35063 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 166967 cmsup3m ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 11487 11567 kN -08 -070
Separacioacuten entre Anclas ----- 086 m ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 1142 m ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 9968 kN ----- -----
Tabla 54 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 5
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 114 1136 ft 004 035
Longitud Total de Tablestaca 438 4376 ft 004 009
Momento Maacuteximo ----- 1383 kLb-ftft ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 663 insup3ft ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 629 314 kLb 315 5008
Separacioacuten entre Anclas ----- 527 ft ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 3475 ft ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 1657 kLb ----- -----
Tabla 55 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
91
Caso 6
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 2696 2697 kLb -001 -004
Fuerza en Puntal B 2097 2097 kLb 0 000
Fuerza en Puntal C 1198 1198 kLb 0 000
Fuerza en Puntal D 4793 4794 kLb -001 -002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 1294 394 insup3ft 9 6955
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 1048 307 insup3ft 741 7071
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 599 175 insup3ft 424 7078
Seccioacuten Requerida en
Larguero D 2301 701 insup3ft 16 6954
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 431 431 insup3ft 0 000
Tabla 56 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 7
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 273 273 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 91 91 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 4854 48534 kN 006 001
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 98913 98914 cmsup3m -001 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 32971 32971 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 17587 175846 cmsup3m 024 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 57 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
92
Caso 8
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 30689 30689 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 40514 40514 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 41344 41344 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 111194 111191 cmsup3m 003 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 146793 146791 cmsup3m 002 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 149801 149796 cmsup3m 005 000
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 22336 22547 cmsup3m -211 -094
Tabla 58 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 9
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 1092 1092 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 364 364 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 19416 19413 kN 003 002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 15826 15856 cmsup3m -03 -019
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 5275 5275 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 28139 28135 cmsup3m 004 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 59 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
93
Caso 10
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 16207 16207 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 2712 27122 kN -002 -001
Fuerza en Puntal C 16207 16207 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 58957 5896 cmsup3m -003 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 15669 15668 cmsup3m 001 001
Tabla 510 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Al revisar las comparaciones en el caso de tablestacado se obtubo un porcentaje alto el cual
se trata de la fuerza del ancla obtenida en el Caso 5 en el caacutelculo se encontroacute que se consideroacute
la DTeoacuterica en lugar de la D la cual ya estaacute afectada por el factor de seguridad demostrando
que el error se encuentra en el ejercicio resuelto manualmente
Los porcentajes de la profundidad de penetracioacuten de la tablestaca se consideran relativamente
altos pero hay que resaltar que su caacutelculo es por iteraciones y se busca un valor cerca del 0
mientras que el programa trata de resolver el valor lo maacutes cercano a 0 obteniendo asiacute maacutes
presicioacuten
En los casos de Entibacioacuten se presenta un error relativo que es un error fatal en el caacutelculo de
los largueros que ocurre en el Caso 6 esto fue inquietante puesto que el porcentaje resulta
superior al cincuenta por ciento esto obligoacute a revisar cuidadosamente el paquete en lo
94
referente a la conversioacuten de unidades en el cual su programacioacuten en el Sistema Ingleacutes que se
basa en el uso de factores de conversioacuten para resolver en Sistema Meacutetrico y asiacute regresar de
nuevo los valores en Sistema Ingleacutes
Se encontroacute un error dimensional el cual no se localizoacute pero se refleja en la seccioacuten requerida
en los largueros lo cual tambieacuten obligo a realizar una revisioacuten minuciosa en todos los
algoritmos del programa Obteniendo asiacute en la totalidad de los casos resueltos en Sistema
Ingleacutes y en Sistema Meacutetrico un factor de 001860 para la conversioacuten de cmsup3m a insup3ft Factor
que no se cumple en el caacutelculo de largueros realizado manualmente Se encontroacute que el valor
estaacute aumentado por 328 veces lo cual es el mismo valor de conversioacuten de metros a pies
demostrando la confiabilidad y bondad del programa GALA
Teniendo confianza en lo anterior se resuelven con el paquete aquellos casos cuando no
propone el elemento estructural que exista en el mercado En los casos analizados en este
estudio de Tablestacado siempre propone el elemento estructural pero en Entibacioacuten no
existen codales que cumplan las caracteriacutesticas que el ejercicio solicita por lo que es necesario
volver a calcular hasta encontrar la propuesta del programa de un codal adecuado
simplemente modificando la separacioacuten horizontal entre ellos en el caso de no llegar a
solucionarse asiacute el problema se recomienda modificar las separaciones verticales entre
codales respetando el uacuteltimo valor de separacioacuten entre la plantilla de la excavacioacuten y el uacuteltimo
codal
95
Fig
ura
53
1 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 6
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
96
Fig
ura
53
2 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 7
y C
aso
9 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
97
Fig
ura
53
3 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 8
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
98
Fig
ura
53
4 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 1
0 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
Page 4
47
Fig
ura
52
Im
pre
sioacute
n d
e re
sult
ado
s d
el p
rog
ram
a G
AL
A
48
52 Caso 2 Tablestacado en suelo arenoso en ausencia de nivel freaacutetico2
La figura 53 muestra la tablestaca en voladizo en suelo granular suponiendo la ausencia
de un nivel freaacutetico Resolver
a iquestCuaacutel es la profundidad D teoacuterica de empotramiento
b Para un incremento de 30 en D iquestcuaacutel debe ser la longitud total de tablestacas
L=5m
Figura 53
γ = 159 knmsup3
φ = 32deg
Solucioacuten
Ka = tansup2 ( 45 - φ2 ) = tansup2 ( 45 -322 ) = 0307
Kp = tansup2 ( 45 + φ2 ) = tansup2 ( 45 + 322 ) = 325
P2 = γLKa = ( 159 ) ( 5 ) ( 0307 ) = 2441 knmsup2
L3 = LKa = ( 5 ) ( 0307 ) = 0521 m
( Kp ndash Ka ) ( 325 - 0307 )
2 Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 467
49
P5 = γLKp + γL3( Kp ndash Ka ) = ( 159 ) ( 5 ) ( 325 ) + ( 159 ) ( 0521 ) = 28276 knmsup2
P = frac12p2L + frac12p2L3 = frac12p2( L + L3 ) = frac12( 2441 ) ( 5 + 0521 ) = 6738 knm
Ž = L ( 2Ka ndash Kp ) = 5 [ ( 2 ) ( 0307 ) + 325 ] = 2188 m
3 ( Kp - Ka ) 3 (325 - 0307 )
Arsquo1 = p5 = 28276 = 604
γ( Kp ndash Ka ) ( 159 ) ( 325 - 0307 )
Arsquo2 = 8P = ( 8 ) ( 6738 ) = 1152
γ( Kp ndash Ka ) ( 159 ) ( 325- 0307 )
Arsquo3 = 6P [ 2žγ( Kp ndash Ka ) + p5 ] = ( 6 )( 6738 ) [ ( 2 ) ( 2188 ) ( 159 ) ( 325-0307)+28276]
γsup2( Kp ndash Ka )sup2 ( 159 )sup2 ( 325 - 0307 )sup2
Arsquo3 = 9001
Arsquo4= P ( 6žp5 + 4P ) = ( 6738 ) [ ( 6 ) ( 2188 ) ( 28276 ) + ( 4 ) ( 6738 ) ] = 12252
γsup2 ( Kp ndash Ka )sup2 ( 159 )sup2 ( 325 - 0307 )sup2
L4 = 11987144 + Arsquo1 1198714
3 ndash Arsquo2 11987142 ndash Arsquo3 1198714 ndash Arsquo4
11987144 + 604 1198714
3 -1152 11987142 - 9001 1198714 ndash 12252 = 0 L4 tiende a 41 m
Dteoacuterico = L3 + L4 = 0521 + 41 = 47 m
Parte b
Longitud total L+ 13 (Dteoacuterico) = 5 + 13 ( 47 ) = 1111 m
La figura 54 muestra la solucioacuten del caso 2 resuelto en el programa GALA
50
Fig
ura
54
Im
pre
sioacute
n d
e re
sult
ado
s d
el p
rog
ram
a G
AL
A
51
53 Caso 3 Tablestacado en suelo arcilloso en presencia de nivel freaacutetico3
Refieacuterase a la figura 55 Para tablestaca determine
a Profundidad teoacuterica y real de penetracioacuten Use Dreal = 15Dteoriacutea
b Tamantildeo miacutenimo de seccioacuten de tablestaca necesaria Use σadm= 172 MNmsup2
L1 =200 m
L2 = 350 m
Figura 55
γ = 150 knmsup3
γsat=190 knmsup3
φ = 32deg
C = 50 knmsup2
Solucioacuten
Parte a
Ka = tansup2 ( 45 -φ2 ) = tansup2 ( 45 - 322 ) = 0307
P1 = γL1Ka = ( 15 ) ( 2 ) ( 0307 ) = 921 knmsup2
P2 = ( γ L1 + γrsquoL2 ) Ka = [ ( 15 ) ( 2 ) + ( 19 - 981 ) ( 35 ) ] ( 0307 ) =1908 knmsup2
P1 = frac12 p1L1 + p1L2 + frac12 ( p2 - p1 ) L2
P1 = frac12 ( 921 ) ( 2 ) + ( 921 ) ( 35 ) + frac12 ( 1908 - 921 ) ( 35 ) = 921 + 3224 + 1727
3 Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 472
52
P1 = 5872 knm
Ž1 = Σ ME = 1 [ 921 ( 35 + ⅔) + 3224 ( (frac12) 35 ) ] + ( 1727 ) ( ( ⅓) 35 ) ] = 1957 m
p1 5872
Dteoacuterico = Dsup2 [ 4c - ( γL1 + γrsquoL2 ) ] - 2DP1 - P1 ( P1 + 12cž1 ) = 0
( γL1 + γrsquoL2 ) + 2c
Dsup2 ( 4 ) ( 50 ) - [ ( 15 ) ( 2 ) + ( 19 - 981 ) ( 35 ) ] ndash ( 2 ) ( D ) ( 5872 ) -
5872 [ 5872 + ( 12 ) ( 50 ) ( 1957 ) ] = 0
[ ( 15 ) ( 2 ) + ( 19 - 981 ) ( 35 ) ] + ( 5 ) ( 50 )
13784 Dsup2 - 11744 D - 44644 = 0 D tiende a 23 m
Dreal = 15Dteoacuterica = ( 15 ) ( 23 ) = 345 m
Parte b
Zrsquo = P1 = P1 = 5872 = 0426 m
P6 4c - ( γL1 + γrsquoL2 ) ( 4 ) ( 50 ) - [ ( 15 ) ( 2 ) + ( 19 - 981 ) ( 35 ) ]
Mmaacutex = P1 ( zrsquo + ž1 ) - frac12 p6zrsquosup2 = P1 ( zrsquo + ž1 ) - [ 4c - ( γL1 + γrsquoL2 ) ] zrsquosup2 =
Mmaacutex = ( 5872 ) ( 0426 + 1957 ) - ( 4 ) ( 50 ) - [ ( 15 ) ( 2 ) + ( 19 - 981 ) ( 35 ) ]
frac12( 0426 )sup2
Mmaacutex = 12742 knmm
S= Mmaacutex = 12742 = 0741 E -3 msup3m de tablaestaca
Σadm 172 E 3
La figura 56 muestra la solucioacuten del caso 3 resuelto en el programa GALA
53
Fig
ura
56
Im
pre
sioacute
n d
e re
sult
ado
s d
el p
rog
ram
a G
AL
A
54
54 Caso 4 Tablestacado anclado en suelo arenoso en presencia de nivel freaacutetico4
Refieacuterase a la figura 57
a Determine las profundidades teoacuterica y real de penetracioacuten Nota Dreal =13Dteoacuterica
b Encuentre la fuerza en el ancla por unidad de longitud de la tablestaca
L1 =305 m
L2=61 m
Figura 57
l1= 153m
l2= 152m
c=0
φ=30ordm
γ=16 knmsup3
γsat= 195 knmsup3
Solucioacuten
Parte a
Ka = tansup2 ( 45 - φ2 ) = tansup2 (45 - 302 ) = 13
Kp = tansup2 ( 45 + φ2 ) = tansup2 ( 45 + 302 ) = 3
Ka ndash Kp = 3 - 0333 = 2667
γrsquo = γsat ndash γw = 195 - 981 = 969 knmsup3
p1 = γL1Ka = ( 16 ) ( 305 ) ( 13 ) = 1627 knmsup2
4 Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 479
55
p2 = ( γL1 + γrsquoL2 ) Ka = [ ( 16 ) ( 305 ) + ( 969 ) ( 61 ) ] 13 = 3597 knmsup2
L3 = p2 = 3597 = 139 m
γrsquo ( Kp ndash Ka ) ( 969 ) ( 2667 )
P = frac12p1L1 + p1L2 + frac12 ( p2 - p1 ) L2 + frac12p2L3
P = ( frac12 ) ( 1627 ) ( 305 ) + ( 1627 ) ( 61 ) + frac12 ( 3597 - 1627 ) ( 61 ) + frac12 ( 3597 ) ( 139 )
2418 + 9925 + 6001 + 250 =
P = 20907 knm
Ž= ΣMEP
Ž= [ ( 2418 ) ( 139 + 61 + 305 ( ⅓ ) ) + ( 9925 ) ( 139 + ( 6 ) ( acute ) ) + ( 6001 ) (139 +
6 ( ⅓ ) ) + ( 250 ) ( ( 2 ) (139 ) ( ⅓ ) ) ] 1 ( 20907 )
Ž= 421 m
L4 = 11987143 +151198714
2 ( l2 + L2 + L3 ) - 3P [ ( L1 + L2 + L3 ) - ( ž + l1 ) ] = 0
γrsquo ( Kp ndash Ka )
11987143 + 151198714
2 ( 152 + 61 + 139 ) - ( 3 ) ( 20907 ) [ ( 305 + 61 + 139 ) -( 421 + 153 ) ]
(969)(2667)
L4 = 27 m
Dteoacuterica = L3 + L4 = 139 + 27 = 409 tiende a 41 m
Dreal = 13Dteoacuterica = ( 13 ) ( 41 ) = 533 m
56
Parte b
F = P- frac12 γrsquo( Kp ndash Ka ) L4sup2 = 20907 - frac12 ( 969 ) ( 2667 ) ( 27 )sup2 = 11487 knm tiende a 115
kNm
La figura 58 muestra la solucioacuten del caso 4 resuelto en el programa GALA
57
Fig
ura
58
Im
pre
sioacute
n d
e re
sult
ado
s d
el p
rog
ram
a G
AL
A
58
55 Caso 5 Tablestacado anclado en suelo arcilloso en presencia de nivel freaacutetico5
De la figura siguiente resolver
a Determine la profundidad teoacuterica de empotramiento
b Calcule la fuerza en el ancla por unidad de longitud de muro tablestaca
L1 = 108 ft
L2 = 216 ft
Figura 59
l1 = 54 ft
γ = 108 lbftsup3
γsat = 1272 lbftsup3
φ = 35ordm
c= 850 lbftsup2
Solucioacuten
Parte a
Ka = tansup2 ( 45 - φ2 ) = tansup2 ( 45 - 322 ) = 0271
γrsquo= γsat ndash γw = 1272 - 624 = 648 lbftsup3
p1 = γL1Ka = ( 0108 ) ( 108 ) ( 0271 ) = 0316 klbftsup2
p2 = ( γL1+ γrsquoL2 ) Ka = [ ( 0108 ) ( 108 ) + ( 00648 ) ( 216 ) ] ( 0271 ) = 0695 klbftsup2
P1 = frac12 p1L1 + p1L2 + frac12 ( p2 - p1 ) L2
5 Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 492
59
P1 = frac12 ( 0316 ) ( 108 ) + ( 0316 ) ( 216 ) + frac12 ( 0695 - 0316 ) ( 216 ) = 1706 + 6826
+ 4093
P1 = 12625 klbft
Ž1= Σ ME respecto a la liacutenea del dragado =
P1
Ž1= ( 1706 ) ( 216 + ⅓ 108 ) ) + ( 6826 ) ( 108 ) + ( 4093 ) ( ⅓ ( 216 ) ) = 1158 ft
12625
P6 = 4c - ( γL1 + γrsquoL2 ) = ( 4 ) ( 0850 ) - [ ( 0108 ) ( 108 ) + ( 00648 ) ( 216 ) ]
P6 = 0834 klbftsup2
D = p6Dsup2 + 2p6D ( L1 + L2 - l1 ) - 2P1 ( L1 + L2 - l1 ndash ž 1 ) = 0
D = 0834Dsup2 + ( 2 ) ( 0834 ) ( D ) ( 27 ) - ( 2 ) ( 12625 ) ( 1542 ) = 0
Dsup2 + 54D - 46685 = 0
D = 76 ft
Parte b
F = P1 - p6D = 12625 - ( 0834 ) ( 76 ) = 629 Klbft
En la figura 510 se muestra la solucioacuten del caso 5 resuelto en el programa GALA
60
Fig
ura
51
0 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
61
56 Caso 6 Entibacioacuten en suelo arenoso con cuatro codales6
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en un suelo arenoso
L1 = 3ft
L= 27ft L2 = 6ft
L3 = 6ft
L4 = 6ft
L5 = 6ft
S= 8ft
Figura 511
Arena
γ = 105 lbftsup3
φ = 35deg
c = 0
σadm= 25000 lbinsup2
Solucioacuten
Figura 512 Diagrama de
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
Pa = 065 ( 105 ) ( 27 ) tansup2 ( 45 - 352 ) = 49937 lbftsup2
6Braja M Das Principles of Geotechnical Engineering third edition Editorial ITP1994 pag462
62
presiones en arena Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B y C
Para A
6A = 49937 ( 9 ) ( 92 ) = 337075 lbft
Para B1
B1 = 49937 ( 9 ) ndash 337075 = 112358 lbft
Para C
6C1= 49937 ( 6 ) ( 62 ) = 149811 lbft
Para B2
B2 = 49937 ( 6 ) - 1449811 = 149811 lbft
Para B
B= B1 + B2 = 112358 + 149811 = 262169 lbft
Para D
6 D = 49937 ( 12 ) ( 122 ) = 599244 lbft
Para C2
C2 = 49937 ( 12 ) - 599244 = 0
Para C
C1 + C2 = C
149811 + 0 = 149811 lbft
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( S ) = 337075 ( 8 ) = 26965 lb
Pb = B ( S ) = 262169 ( 8 ) = 20973 lb
63
Pc= C ( S ) = 149811 ( 8 ) = 11985 lb
Pd= D ( S ) = 599244 ( 8 ) = 47939 lb
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 337075 ) ( 8sup2 ) = 26966 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 26966 ( 12 ) = 1294 insup3ft
σadm 25000
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 262169 ) ( 8sup2 ) = 209735 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 209735 ( 12 ) = 1048 insup3ft
σadm 25000
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (149811) ( 8sup2 ) = 119849 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 209735 ( 12 ) = 599 insup3ft
σadm 25000
64
En D
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (599244) ( 8sup2 ) = 479395 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 479395 ( 12 ) = 2301 insup3ft
σadm 25000
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 3
En x = 0
En x = 3
M = frac12 ( -49937 xsup2)
M = 0
M = -224716 lb-ft
3 le x le 9
En x = 9
M = frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 )
M = 0 lb-ft
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 675
120597119910
120597119909 frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 )
-49937 x + 337075 = 0 x = 675 ft
M = 126403 lb-ft
9 le x le 15
En x = 15
frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 ) + 262169 ( x ndash 9 )
M= 0 lb-ft
Momento maacuteximo 120597119910
120597119909 frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 ) + 262169 ( x ndash 9 )
65
entre el puntal
B y C
En x = 12
-49937 x + 337075 +262169 = 0 x = 12 ft
M = 224716 lb-ft
15 le x le 21
En x = 21
frac12( -49937 xsup2) + 337075 (x ndash 3) + 262169 (x ndash 9) + 149811 (x ndash 15)
M= -888964 lb-ft
21 le x le 27
En x = 21
M = frac12( -49937 xsup2) + 337075 (x ndash 3) + 262169 (x ndash 9) + 149811 (x ndash
15) + 599244 (x- 21)
M= 0 lb-ft
Mmax = 888964 lb-ft
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 888964 ( 12 ) = 431 insup3ft
σadm 25000
Diagrama de momentos
E
X
C
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 513 Diagrama de Momentos Caso 6
S
U
E
L
O
La figura 514 muestra la solucioacuten de caso 6 resuelto en el programa GALA
66
Fig
ura
51
4 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
67
57 Caso 7 Entibacioacuten en suelo arenoso con tres codales7
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en un suelo arenoso
L1 = 1 m
L= 7 m L2 = 2 m
L3 = 2 m
L4 = 2 m
S= 5 m
Figura 515
Arena
γ = 16 knmsup3
φ = 30deg
c = 0
Solucioacuten
Figura 516 Diagrama de
presiones en arena
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
065 ( 16 ) ( 7 ) tansup2 ( 45 - 302 ) = 2427 knmsup2
7 Braja M Das Fundamentos de Ingenieriacutea Geoteacutecnica primera edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 479
68
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
2A = ( 2427 ) ( 3115 ) = 5461 kNm
Para B1
B1 = 2427 ( 3 ) - 5461 = 1820 kNm
Para C
2C = 2427 ( 4 ) ( 2 ) = 9708 kNm
Para B2
B2 = 2427 ( 4 ) - 9708 = 0 kNm
B= B1+B2= 1820 kNm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa= A ( 5 ) = 5460 ( 5 )= 27300 kN
Pb= B ( 5 ) = 1820 ( 5 ) = 9100 kN
Pc= C ( 5 ) = 9708 ( 5 ) = 48540 Kn
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5460) ( 5sup2 ) = 17063 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 17063 (1000) = 98913 cmsup3m
σadm 1725
69
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 1820 ) ( 5sup2 ) = 5686 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 5686 (1000) = 32971 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (9708) ( 5sup2 ) = 30334 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 30334 (1000) = 175870 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = frac12 ( -2427 xsup2)
M = 0
M = -1213 kn-m
1 le x le 3
En x = 3
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
120597119910
120597119909 frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
70
A y B
En x = 225
-2427 x + 5460 = 0 x = 225 m
M = 683 kn-m
3 le x le 5
En x = 5
frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 ) + 1820 ( x ndash 3 )
M= -4853 kn-m
5 le x le 7
En x = 7
frac12( -2427 xsup2) + 5460 (x ndash 1) + 1820 (x ndash 3) + 9708 (x ndash 5)
M= 0 lb-ft
Mmax = 4853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 4853 ( 1000 ) = 28133 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 517 Diagrama de Momentos Caso 7
S
U
E
L
O
La figura 518 muestra la solucioacuten de caso 7 resuelto en el programa GALA
71
Fig
ura
51
8 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
72
58 Caso 8 Entibacioacuten en arcilla suave o blanda con 3 codales8
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1m
L= 7m L2 = 3m
L3 = 2m
L4 = 1m
S= 5 m
Figura 519
Arcilla suave
γ= 1750 knmsup3
φ= 0ordm
c= 30 knmsup2
Solucioacuten
Figura 520 Diagrama de presiones
de una arcilla suave o blanda
Diagrama de peck
γ H = ( 1750 ) ( 7 ) = 408
c 30
Pa= γ H ( 1 - 4Cu ) = ( 1750 ) ( 7 ) ( 1 ndash 4 ( 30 ) = 250 knmsup2
γ H 1750 ( 7 )
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 1750 ) ( 7 ) = 3675 knmsup2
8 Braja M Das Fundamentos de Ingenieriacutea Geoteacutecnica primera edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 492
73
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 3675 ) ( 225 ) ( 1125 ) + ( 283 ) ( 3216 ) = 6138 knm
Para B1
B1 = ( 3675 ) ( 225 ) ndash 6138 + 3216 = 5347 knm
Para C
2C = ( 3675 ) ( 3 ) ( 15 ) = 8269 knm
Para B2
B2 = ( 3675 ) ( 3 ) ndash 8269 = 2756 knm
Para B
B = B1 + B2 = 5347 + 2756 = 8103 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 6138 ( 5 ) = 30689 kN
Pb = B ( 5 ) = 8103 ( 5 ) = 40514 kN
Pc = C ( 5 ) = 8269 ( 5 ) = 41345 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 6138) ( 5sup2 ) = 19181 kn-m
8 8
74
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 19181 (1000) = 111194 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 8103 ) ( 5sup2 ) = 25322 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 25322 (1000) = 146793 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (8269) ( 5sup2 ) = 25141 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 25841 (1000) = 149801 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -3675 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -350 kn-m
75
1 le x le 175
En x = 175
M = -3675 xsup3 + 6138 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2728 kn-m
175 le x le 4
En x = 4
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 254
120597119910
120597119909 [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
6138 ( x ndash 1 )
-3675 x + 9353 = 0 x = 254 m
M = 3889 kn-m
4 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 )
M= -1838 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 475
120597119910
120597119909 [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 )
-3675 x + 17456 = 0 x = 475 m
M = 1034 kn-m
6 le x le 7
En x = 7
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 ) + 5347 ( x ndash 6 )
M= 0 kn-m
76
Mmax = 3853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 3853 ( 1000 ) = 22336 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 521 Diagrama de Momentos Caso 8
S
U
E
L
O
La figura 522 muestra la solucioacuten del caso 8 resuelto en el programa GALA
77
Fig
ura
52
2 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
78
59 Caso 9 Entibacioacuten en suelo arenoso con tres puntales9
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arenoso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 2 m
L3 = 2 m
L4 = 2 m
S= 2 m
Solucioacuten
Figura 523
Arena
γ= 16 knmsup3
φ= 30ordm
c= 0 knmsup2
Figura 524 Diagrama de
presiones en arena
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
065 ( 16 ) ( 7 ) tansup2 ( 45 - 302 ) = 2427 knmsup2
9 Braja M Das Principles of Geotechnical Engineering third edition Editorial ITP1994 paacuteg 452
79
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
2A = ( 2427 ) ( 3115 ) = 5461 knm
Para B1
B1 = 2427 ( 3 ) - 5461 = 1820 knm
Para C
2C = 2427 ( 4 ) ( 2 ) = 9708 = 9708 knm
Para B2
B2 = 2427 ( 4 ) - 9708 = 0 knm
B = B1 + B2 = 1820 knm
Fuerzas en los puntales
PA= A ( S ) = 5460 ( 2 ) = 10920 kn
PB = B ( S ) = 1820 ( 2 ) = 3640 kn
PC = C ( S ) = 9708 ( 2 ) = 19416 kn
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5460) ( 2sup2 ) = 273 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 2730 (1000) = 15826 cmsup3m
σadm 1725
80
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 1820 ) ( 2sup2 ) = 910 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 910 (1000) = 5275 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (9708) ( 2sup2 ) = 4854 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 4854 (1000) = 28139 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = frac12 ( -2427 xsup2)
M = 0
M = -1213 kn-m
1 le x le 3
En x = 3
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
120597119910
120597119909 frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
-2427 x + 5460 = 0 x = 225 m
81
A y B
En x = 225
M = 683 kn-m
3 le x le 5
En x = 5
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 ) + 1820 ( x ndash 3 )
M= -4853 kn-m
5 le x le 7
En x = 7
M = frac12( -2427 xsup2) + 5460 (x ndash 1) + 1820 (x ndash 3) + 9708 (x ndash 5)
M= 0 lb-ft
Mmax = 4853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 4853 ( 1000 ) = 28133 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 525 Diagrama de Momentos Caso 9
S
U
E
L
O
La figura 526 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
82
Fig
ura
52
6 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
83
510 Caso 10 Entibacioacuten en arcilla dura con 3 codales10
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 25 m
L3 = 25 m
L4 = 1 m
S= 3 m
Figura 527
Arena
γ= 18 knmsup3
φ= 0ordm
c= 35 knmsup2
Solucioacuten
Figura 528 Diagrama de presiones
de una arcilla dura
Diagrama de peck
γ H = ( 1800) ( 7 ) = 360
c 35
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 18 ) ( 7 ) = 378 knmsup2
10
Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 531
84
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 378 ) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B1
B1 = (378) ( 175 ) ndash 5402 + 3308 = 4520 knm
Para C
2C = (378) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B2
B2 = (378) ( 175 ) ndash ( 5402 ) + ( 3308 ) = 4520 knm
Para B
B = B1 + B2 = 4520 + 4520 = 9040 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Pb = B ( 5 ) = 9040 ( 3 ) = 27120 kN
Pc = C ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
85
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 9040 ) ( 3sup2 ) = 1017 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 1017 (1000) = 58957 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -360 kn-m
86
1 le x le 175
En x = 175
M = -378 xsup3 + 5402 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2122 kn-m
175 le x le 35
En x = 35
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 230
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
-378 x + 8709 = 0 x = 230 m
M = 2703 kn-m
35 le x le 525
En x = 525
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
M= 2122 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 469
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
-378 x + 17750 = 0 x = 469 m
M = 2703 kn-m
525 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 378 xsup3 - frac12( 378 ( x ndash 525 )sup2 )
6 ( 025 (7) )
M= -360 kn-m
6 le x le 7 M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 )
87
En x = 7
+ 5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 5402 ( x ndash 6 )
- frac12 ( 378 ( x ndash 525 )sup2 ) + 378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M= 0 kn-m
Mmax = 2703 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 2703 ( 1000 ) = 15669 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 529 Diagrama de Momentos Caso 10
S
U
E
L
O
La figura 530 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
88
Fig
ura
53
0 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
89
Una vez resueltos los ejercicios manualmente se obtuvo el resultado real y con el paquete
interactivo se obtuvo el resultado aproximado estos se comparan para mostrar la bondad del
programa GALA( Ver Tablas 51 a 510)
Caso 1
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 71 703 m 007 099
Longitud Total de
Tablestaca 121 1203 m 007 058
Momento Maacuteximo 20939 20957 kN-mm -018 -009
Seccioacuten Requerida 121738 121494 cmsup3m 244 020
Tabla 51 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 2
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 611 596 m 015 246
Longitud Total de
Tablestaca 1111 1096 m 015 135
Momento Maacuteximo ----- 2238 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 129742 cmsup3m ----- -----
Tabla 52 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 3
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 345 341 m 004 116
Longitud Total de
Tablestaca 895 891 m 004 045
Momento Maacuteximo 12742 12757 kN-mm -015 -012
Seccioacuten Requerida 74081 73759 cmsup3m 322 043
Tabla 53 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
90
Caso 4
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 533 53 m 003 056
Longitud Total de Tablestaca 1448 1445 m 003 021
Momento Maacuteximo ----- 35063 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 166967 cmsup3m ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 11487 11567 kN -08 -070
Separacioacuten entre Anclas ----- 086 m ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 1142 m ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 9968 kN ----- -----
Tabla 54 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 5
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 114 1136 ft 004 035
Longitud Total de Tablestaca 438 4376 ft 004 009
Momento Maacuteximo ----- 1383 kLb-ftft ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 663 insup3ft ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 629 314 kLb 315 5008
Separacioacuten entre Anclas ----- 527 ft ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 3475 ft ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 1657 kLb ----- -----
Tabla 55 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
91
Caso 6
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 2696 2697 kLb -001 -004
Fuerza en Puntal B 2097 2097 kLb 0 000
Fuerza en Puntal C 1198 1198 kLb 0 000
Fuerza en Puntal D 4793 4794 kLb -001 -002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 1294 394 insup3ft 9 6955
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 1048 307 insup3ft 741 7071
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 599 175 insup3ft 424 7078
Seccioacuten Requerida en
Larguero D 2301 701 insup3ft 16 6954
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 431 431 insup3ft 0 000
Tabla 56 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 7
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 273 273 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 91 91 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 4854 48534 kN 006 001
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 98913 98914 cmsup3m -001 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 32971 32971 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 17587 175846 cmsup3m 024 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 57 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
92
Caso 8
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 30689 30689 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 40514 40514 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 41344 41344 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 111194 111191 cmsup3m 003 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 146793 146791 cmsup3m 002 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 149801 149796 cmsup3m 005 000
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 22336 22547 cmsup3m -211 -094
Tabla 58 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 9
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 1092 1092 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 364 364 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 19416 19413 kN 003 002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 15826 15856 cmsup3m -03 -019
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 5275 5275 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 28139 28135 cmsup3m 004 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 59 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
93
Caso 10
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 16207 16207 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 2712 27122 kN -002 -001
Fuerza en Puntal C 16207 16207 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 58957 5896 cmsup3m -003 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 15669 15668 cmsup3m 001 001
Tabla 510 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Al revisar las comparaciones en el caso de tablestacado se obtubo un porcentaje alto el cual
se trata de la fuerza del ancla obtenida en el Caso 5 en el caacutelculo se encontroacute que se consideroacute
la DTeoacuterica en lugar de la D la cual ya estaacute afectada por el factor de seguridad demostrando
que el error se encuentra en el ejercicio resuelto manualmente
Los porcentajes de la profundidad de penetracioacuten de la tablestaca se consideran relativamente
altos pero hay que resaltar que su caacutelculo es por iteraciones y se busca un valor cerca del 0
mientras que el programa trata de resolver el valor lo maacutes cercano a 0 obteniendo asiacute maacutes
presicioacuten
En los casos de Entibacioacuten se presenta un error relativo que es un error fatal en el caacutelculo de
los largueros que ocurre en el Caso 6 esto fue inquietante puesto que el porcentaje resulta
superior al cincuenta por ciento esto obligoacute a revisar cuidadosamente el paquete en lo
94
referente a la conversioacuten de unidades en el cual su programacioacuten en el Sistema Ingleacutes que se
basa en el uso de factores de conversioacuten para resolver en Sistema Meacutetrico y asiacute regresar de
nuevo los valores en Sistema Ingleacutes
Se encontroacute un error dimensional el cual no se localizoacute pero se refleja en la seccioacuten requerida
en los largueros lo cual tambieacuten obligo a realizar una revisioacuten minuciosa en todos los
algoritmos del programa Obteniendo asiacute en la totalidad de los casos resueltos en Sistema
Ingleacutes y en Sistema Meacutetrico un factor de 001860 para la conversioacuten de cmsup3m a insup3ft Factor
que no se cumple en el caacutelculo de largueros realizado manualmente Se encontroacute que el valor
estaacute aumentado por 328 veces lo cual es el mismo valor de conversioacuten de metros a pies
demostrando la confiabilidad y bondad del programa GALA
Teniendo confianza en lo anterior se resuelven con el paquete aquellos casos cuando no
propone el elemento estructural que exista en el mercado En los casos analizados en este
estudio de Tablestacado siempre propone el elemento estructural pero en Entibacioacuten no
existen codales que cumplan las caracteriacutesticas que el ejercicio solicita por lo que es necesario
volver a calcular hasta encontrar la propuesta del programa de un codal adecuado
simplemente modificando la separacioacuten horizontal entre ellos en el caso de no llegar a
solucionarse asiacute el problema se recomienda modificar las separaciones verticales entre
codales respetando el uacuteltimo valor de separacioacuten entre la plantilla de la excavacioacuten y el uacuteltimo
codal
95
Fig
ura
53
1 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 6
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
96
Fig
ura
53
2 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 7
y C
aso
9 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
97
Fig
ura
53
3 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 8
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
98
Fig
ura
53
4 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 1
0 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
Page 5
48
52 Caso 2 Tablestacado en suelo arenoso en ausencia de nivel freaacutetico2
La figura 53 muestra la tablestaca en voladizo en suelo granular suponiendo la ausencia
de un nivel freaacutetico Resolver
a iquestCuaacutel es la profundidad D teoacuterica de empotramiento
b Para un incremento de 30 en D iquestcuaacutel debe ser la longitud total de tablestacas
L=5m
Figura 53
γ = 159 knmsup3
φ = 32deg
Solucioacuten
Ka = tansup2 ( 45 - φ2 ) = tansup2 ( 45 -322 ) = 0307
Kp = tansup2 ( 45 + φ2 ) = tansup2 ( 45 + 322 ) = 325
P2 = γLKa = ( 159 ) ( 5 ) ( 0307 ) = 2441 knmsup2
L3 = LKa = ( 5 ) ( 0307 ) = 0521 m
( Kp ndash Ka ) ( 325 - 0307 )
2 Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 467
49
P5 = γLKp + γL3( Kp ndash Ka ) = ( 159 ) ( 5 ) ( 325 ) + ( 159 ) ( 0521 ) = 28276 knmsup2
P = frac12p2L + frac12p2L3 = frac12p2( L + L3 ) = frac12( 2441 ) ( 5 + 0521 ) = 6738 knm
Ž = L ( 2Ka ndash Kp ) = 5 [ ( 2 ) ( 0307 ) + 325 ] = 2188 m
3 ( Kp - Ka ) 3 (325 - 0307 )
Arsquo1 = p5 = 28276 = 604
γ( Kp ndash Ka ) ( 159 ) ( 325 - 0307 )
Arsquo2 = 8P = ( 8 ) ( 6738 ) = 1152
γ( Kp ndash Ka ) ( 159 ) ( 325- 0307 )
Arsquo3 = 6P [ 2žγ( Kp ndash Ka ) + p5 ] = ( 6 )( 6738 ) [ ( 2 ) ( 2188 ) ( 159 ) ( 325-0307)+28276]
γsup2( Kp ndash Ka )sup2 ( 159 )sup2 ( 325 - 0307 )sup2
Arsquo3 = 9001
Arsquo4= P ( 6žp5 + 4P ) = ( 6738 ) [ ( 6 ) ( 2188 ) ( 28276 ) + ( 4 ) ( 6738 ) ] = 12252
γsup2 ( Kp ndash Ka )sup2 ( 159 )sup2 ( 325 - 0307 )sup2
L4 = 11987144 + Arsquo1 1198714
3 ndash Arsquo2 11987142 ndash Arsquo3 1198714 ndash Arsquo4
11987144 + 604 1198714
3 -1152 11987142 - 9001 1198714 ndash 12252 = 0 L4 tiende a 41 m
Dteoacuterico = L3 + L4 = 0521 + 41 = 47 m
Parte b
Longitud total L+ 13 (Dteoacuterico) = 5 + 13 ( 47 ) = 1111 m
La figura 54 muestra la solucioacuten del caso 2 resuelto en el programa GALA
50
Fig
ura
54
Im
pre
sioacute
n d
e re
sult
ado
s d
el p
rog
ram
a G
AL
A
51
53 Caso 3 Tablestacado en suelo arcilloso en presencia de nivel freaacutetico3
Refieacuterase a la figura 55 Para tablestaca determine
a Profundidad teoacuterica y real de penetracioacuten Use Dreal = 15Dteoriacutea
b Tamantildeo miacutenimo de seccioacuten de tablestaca necesaria Use σadm= 172 MNmsup2
L1 =200 m
L2 = 350 m
Figura 55
γ = 150 knmsup3
γsat=190 knmsup3
φ = 32deg
C = 50 knmsup2
Solucioacuten
Parte a
Ka = tansup2 ( 45 -φ2 ) = tansup2 ( 45 - 322 ) = 0307
P1 = γL1Ka = ( 15 ) ( 2 ) ( 0307 ) = 921 knmsup2
P2 = ( γ L1 + γrsquoL2 ) Ka = [ ( 15 ) ( 2 ) + ( 19 - 981 ) ( 35 ) ] ( 0307 ) =1908 knmsup2
P1 = frac12 p1L1 + p1L2 + frac12 ( p2 - p1 ) L2
P1 = frac12 ( 921 ) ( 2 ) + ( 921 ) ( 35 ) + frac12 ( 1908 - 921 ) ( 35 ) = 921 + 3224 + 1727
3 Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 472
52
P1 = 5872 knm
Ž1 = Σ ME = 1 [ 921 ( 35 + ⅔) + 3224 ( (frac12) 35 ) ] + ( 1727 ) ( ( ⅓) 35 ) ] = 1957 m
p1 5872
Dteoacuterico = Dsup2 [ 4c - ( γL1 + γrsquoL2 ) ] - 2DP1 - P1 ( P1 + 12cž1 ) = 0
( γL1 + γrsquoL2 ) + 2c
Dsup2 ( 4 ) ( 50 ) - [ ( 15 ) ( 2 ) + ( 19 - 981 ) ( 35 ) ] ndash ( 2 ) ( D ) ( 5872 ) -
5872 [ 5872 + ( 12 ) ( 50 ) ( 1957 ) ] = 0
[ ( 15 ) ( 2 ) + ( 19 - 981 ) ( 35 ) ] + ( 5 ) ( 50 )
13784 Dsup2 - 11744 D - 44644 = 0 D tiende a 23 m
Dreal = 15Dteoacuterica = ( 15 ) ( 23 ) = 345 m
Parte b
Zrsquo = P1 = P1 = 5872 = 0426 m
P6 4c - ( γL1 + γrsquoL2 ) ( 4 ) ( 50 ) - [ ( 15 ) ( 2 ) + ( 19 - 981 ) ( 35 ) ]
Mmaacutex = P1 ( zrsquo + ž1 ) - frac12 p6zrsquosup2 = P1 ( zrsquo + ž1 ) - [ 4c - ( γL1 + γrsquoL2 ) ] zrsquosup2 =
Mmaacutex = ( 5872 ) ( 0426 + 1957 ) - ( 4 ) ( 50 ) - [ ( 15 ) ( 2 ) + ( 19 - 981 ) ( 35 ) ]
frac12( 0426 )sup2
Mmaacutex = 12742 knmm
S= Mmaacutex = 12742 = 0741 E -3 msup3m de tablaestaca
Σadm 172 E 3
La figura 56 muestra la solucioacuten del caso 3 resuelto en el programa GALA
53
Fig
ura
56
Im
pre
sioacute
n d
e re
sult
ado
s d
el p
rog
ram
a G
AL
A
54
54 Caso 4 Tablestacado anclado en suelo arenoso en presencia de nivel freaacutetico4
Refieacuterase a la figura 57
a Determine las profundidades teoacuterica y real de penetracioacuten Nota Dreal =13Dteoacuterica
b Encuentre la fuerza en el ancla por unidad de longitud de la tablestaca
L1 =305 m
L2=61 m
Figura 57
l1= 153m
l2= 152m
c=0
φ=30ordm
γ=16 knmsup3
γsat= 195 knmsup3
Solucioacuten
Parte a
Ka = tansup2 ( 45 - φ2 ) = tansup2 (45 - 302 ) = 13
Kp = tansup2 ( 45 + φ2 ) = tansup2 ( 45 + 302 ) = 3
Ka ndash Kp = 3 - 0333 = 2667
γrsquo = γsat ndash γw = 195 - 981 = 969 knmsup3
p1 = γL1Ka = ( 16 ) ( 305 ) ( 13 ) = 1627 knmsup2
4 Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 479
55
p2 = ( γL1 + γrsquoL2 ) Ka = [ ( 16 ) ( 305 ) + ( 969 ) ( 61 ) ] 13 = 3597 knmsup2
L3 = p2 = 3597 = 139 m
γrsquo ( Kp ndash Ka ) ( 969 ) ( 2667 )
P = frac12p1L1 + p1L2 + frac12 ( p2 - p1 ) L2 + frac12p2L3
P = ( frac12 ) ( 1627 ) ( 305 ) + ( 1627 ) ( 61 ) + frac12 ( 3597 - 1627 ) ( 61 ) + frac12 ( 3597 ) ( 139 )
2418 + 9925 + 6001 + 250 =
P = 20907 knm
Ž= ΣMEP
Ž= [ ( 2418 ) ( 139 + 61 + 305 ( ⅓ ) ) + ( 9925 ) ( 139 + ( 6 ) ( acute ) ) + ( 6001 ) (139 +
6 ( ⅓ ) ) + ( 250 ) ( ( 2 ) (139 ) ( ⅓ ) ) ] 1 ( 20907 )
Ž= 421 m
L4 = 11987143 +151198714
2 ( l2 + L2 + L3 ) - 3P [ ( L1 + L2 + L3 ) - ( ž + l1 ) ] = 0
γrsquo ( Kp ndash Ka )
11987143 + 151198714
2 ( 152 + 61 + 139 ) - ( 3 ) ( 20907 ) [ ( 305 + 61 + 139 ) -( 421 + 153 ) ]
(969)(2667)
L4 = 27 m
Dteoacuterica = L3 + L4 = 139 + 27 = 409 tiende a 41 m
Dreal = 13Dteoacuterica = ( 13 ) ( 41 ) = 533 m
56
Parte b
F = P- frac12 γrsquo( Kp ndash Ka ) L4sup2 = 20907 - frac12 ( 969 ) ( 2667 ) ( 27 )sup2 = 11487 knm tiende a 115
kNm
La figura 58 muestra la solucioacuten del caso 4 resuelto en el programa GALA
57
Fig
ura
58
Im
pre
sioacute
n d
e re
sult
ado
s d
el p
rog
ram
a G
AL
A
58
55 Caso 5 Tablestacado anclado en suelo arcilloso en presencia de nivel freaacutetico5
De la figura siguiente resolver
a Determine la profundidad teoacuterica de empotramiento
b Calcule la fuerza en el ancla por unidad de longitud de muro tablestaca
L1 = 108 ft
L2 = 216 ft
Figura 59
l1 = 54 ft
γ = 108 lbftsup3
γsat = 1272 lbftsup3
φ = 35ordm
c= 850 lbftsup2
Solucioacuten
Parte a
Ka = tansup2 ( 45 - φ2 ) = tansup2 ( 45 - 322 ) = 0271
γrsquo= γsat ndash γw = 1272 - 624 = 648 lbftsup3
p1 = γL1Ka = ( 0108 ) ( 108 ) ( 0271 ) = 0316 klbftsup2
p2 = ( γL1+ γrsquoL2 ) Ka = [ ( 0108 ) ( 108 ) + ( 00648 ) ( 216 ) ] ( 0271 ) = 0695 klbftsup2
P1 = frac12 p1L1 + p1L2 + frac12 ( p2 - p1 ) L2
5 Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 492
59
P1 = frac12 ( 0316 ) ( 108 ) + ( 0316 ) ( 216 ) + frac12 ( 0695 - 0316 ) ( 216 ) = 1706 + 6826
+ 4093
P1 = 12625 klbft
Ž1= Σ ME respecto a la liacutenea del dragado =
P1
Ž1= ( 1706 ) ( 216 + ⅓ 108 ) ) + ( 6826 ) ( 108 ) + ( 4093 ) ( ⅓ ( 216 ) ) = 1158 ft
12625
P6 = 4c - ( γL1 + γrsquoL2 ) = ( 4 ) ( 0850 ) - [ ( 0108 ) ( 108 ) + ( 00648 ) ( 216 ) ]
P6 = 0834 klbftsup2
D = p6Dsup2 + 2p6D ( L1 + L2 - l1 ) - 2P1 ( L1 + L2 - l1 ndash ž 1 ) = 0
D = 0834Dsup2 + ( 2 ) ( 0834 ) ( D ) ( 27 ) - ( 2 ) ( 12625 ) ( 1542 ) = 0
Dsup2 + 54D - 46685 = 0
D = 76 ft
Parte b
F = P1 - p6D = 12625 - ( 0834 ) ( 76 ) = 629 Klbft
En la figura 510 se muestra la solucioacuten del caso 5 resuelto en el programa GALA
60
Fig
ura
51
0 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
61
56 Caso 6 Entibacioacuten en suelo arenoso con cuatro codales6
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en un suelo arenoso
L1 = 3ft
L= 27ft L2 = 6ft
L3 = 6ft
L4 = 6ft
L5 = 6ft
S= 8ft
Figura 511
Arena
γ = 105 lbftsup3
φ = 35deg
c = 0
σadm= 25000 lbinsup2
Solucioacuten
Figura 512 Diagrama de
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
Pa = 065 ( 105 ) ( 27 ) tansup2 ( 45 - 352 ) = 49937 lbftsup2
6Braja M Das Principles of Geotechnical Engineering third edition Editorial ITP1994 pag462
62
presiones en arena Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B y C
Para A
6A = 49937 ( 9 ) ( 92 ) = 337075 lbft
Para B1
B1 = 49937 ( 9 ) ndash 337075 = 112358 lbft
Para C
6C1= 49937 ( 6 ) ( 62 ) = 149811 lbft
Para B2
B2 = 49937 ( 6 ) - 1449811 = 149811 lbft
Para B
B= B1 + B2 = 112358 + 149811 = 262169 lbft
Para D
6 D = 49937 ( 12 ) ( 122 ) = 599244 lbft
Para C2
C2 = 49937 ( 12 ) - 599244 = 0
Para C
C1 + C2 = C
149811 + 0 = 149811 lbft
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( S ) = 337075 ( 8 ) = 26965 lb
Pb = B ( S ) = 262169 ( 8 ) = 20973 lb
63
Pc= C ( S ) = 149811 ( 8 ) = 11985 lb
Pd= D ( S ) = 599244 ( 8 ) = 47939 lb
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 337075 ) ( 8sup2 ) = 26966 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 26966 ( 12 ) = 1294 insup3ft
σadm 25000
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 262169 ) ( 8sup2 ) = 209735 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 209735 ( 12 ) = 1048 insup3ft
σadm 25000
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (149811) ( 8sup2 ) = 119849 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 209735 ( 12 ) = 599 insup3ft
σadm 25000
64
En D
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (599244) ( 8sup2 ) = 479395 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 479395 ( 12 ) = 2301 insup3ft
σadm 25000
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 3
En x = 0
En x = 3
M = frac12 ( -49937 xsup2)
M = 0
M = -224716 lb-ft
3 le x le 9
En x = 9
M = frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 )
M = 0 lb-ft
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 675
120597119910
120597119909 frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 )
-49937 x + 337075 = 0 x = 675 ft
M = 126403 lb-ft
9 le x le 15
En x = 15
frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 ) + 262169 ( x ndash 9 )
M= 0 lb-ft
Momento maacuteximo 120597119910
120597119909 frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 ) + 262169 ( x ndash 9 )
65
entre el puntal
B y C
En x = 12
-49937 x + 337075 +262169 = 0 x = 12 ft
M = 224716 lb-ft
15 le x le 21
En x = 21
frac12( -49937 xsup2) + 337075 (x ndash 3) + 262169 (x ndash 9) + 149811 (x ndash 15)
M= -888964 lb-ft
21 le x le 27
En x = 21
M = frac12( -49937 xsup2) + 337075 (x ndash 3) + 262169 (x ndash 9) + 149811 (x ndash
15) + 599244 (x- 21)
M= 0 lb-ft
Mmax = 888964 lb-ft
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 888964 ( 12 ) = 431 insup3ft
σadm 25000
Diagrama de momentos
E
X
C
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 513 Diagrama de Momentos Caso 6
S
U
E
L
O
La figura 514 muestra la solucioacuten de caso 6 resuelto en el programa GALA
66
Fig
ura
51
4 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
67
57 Caso 7 Entibacioacuten en suelo arenoso con tres codales7
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en un suelo arenoso
L1 = 1 m
L= 7 m L2 = 2 m
L3 = 2 m
L4 = 2 m
S= 5 m
Figura 515
Arena
γ = 16 knmsup3
φ = 30deg
c = 0
Solucioacuten
Figura 516 Diagrama de
presiones en arena
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
065 ( 16 ) ( 7 ) tansup2 ( 45 - 302 ) = 2427 knmsup2
7 Braja M Das Fundamentos de Ingenieriacutea Geoteacutecnica primera edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 479
68
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
2A = ( 2427 ) ( 3115 ) = 5461 kNm
Para B1
B1 = 2427 ( 3 ) - 5461 = 1820 kNm
Para C
2C = 2427 ( 4 ) ( 2 ) = 9708 kNm
Para B2
B2 = 2427 ( 4 ) - 9708 = 0 kNm
B= B1+B2= 1820 kNm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa= A ( 5 ) = 5460 ( 5 )= 27300 kN
Pb= B ( 5 ) = 1820 ( 5 ) = 9100 kN
Pc= C ( 5 ) = 9708 ( 5 ) = 48540 Kn
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5460) ( 5sup2 ) = 17063 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 17063 (1000) = 98913 cmsup3m
σadm 1725
69
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 1820 ) ( 5sup2 ) = 5686 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 5686 (1000) = 32971 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (9708) ( 5sup2 ) = 30334 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 30334 (1000) = 175870 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = frac12 ( -2427 xsup2)
M = 0
M = -1213 kn-m
1 le x le 3
En x = 3
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
120597119910
120597119909 frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
70
A y B
En x = 225
-2427 x + 5460 = 0 x = 225 m
M = 683 kn-m
3 le x le 5
En x = 5
frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 ) + 1820 ( x ndash 3 )
M= -4853 kn-m
5 le x le 7
En x = 7
frac12( -2427 xsup2) + 5460 (x ndash 1) + 1820 (x ndash 3) + 9708 (x ndash 5)
M= 0 lb-ft
Mmax = 4853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 4853 ( 1000 ) = 28133 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 517 Diagrama de Momentos Caso 7
S
U
E
L
O
La figura 518 muestra la solucioacuten de caso 7 resuelto en el programa GALA
71
Fig
ura
51
8 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
72
58 Caso 8 Entibacioacuten en arcilla suave o blanda con 3 codales8
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1m
L= 7m L2 = 3m
L3 = 2m
L4 = 1m
S= 5 m
Figura 519
Arcilla suave
γ= 1750 knmsup3
φ= 0ordm
c= 30 knmsup2
Solucioacuten
Figura 520 Diagrama de presiones
de una arcilla suave o blanda
Diagrama de peck
γ H = ( 1750 ) ( 7 ) = 408
c 30
Pa= γ H ( 1 - 4Cu ) = ( 1750 ) ( 7 ) ( 1 ndash 4 ( 30 ) = 250 knmsup2
γ H 1750 ( 7 )
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 1750 ) ( 7 ) = 3675 knmsup2
8 Braja M Das Fundamentos de Ingenieriacutea Geoteacutecnica primera edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 492
73
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 3675 ) ( 225 ) ( 1125 ) + ( 283 ) ( 3216 ) = 6138 knm
Para B1
B1 = ( 3675 ) ( 225 ) ndash 6138 + 3216 = 5347 knm
Para C
2C = ( 3675 ) ( 3 ) ( 15 ) = 8269 knm
Para B2
B2 = ( 3675 ) ( 3 ) ndash 8269 = 2756 knm
Para B
B = B1 + B2 = 5347 + 2756 = 8103 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 6138 ( 5 ) = 30689 kN
Pb = B ( 5 ) = 8103 ( 5 ) = 40514 kN
Pc = C ( 5 ) = 8269 ( 5 ) = 41345 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 6138) ( 5sup2 ) = 19181 kn-m
8 8
74
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 19181 (1000) = 111194 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 8103 ) ( 5sup2 ) = 25322 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 25322 (1000) = 146793 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (8269) ( 5sup2 ) = 25141 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 25841 (1000) = 149801 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -3675 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -350 kn-m
75
1 le x le 175
En x = 175
M = -3675 xsup3 + 6138 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2728 kn-m
175 le x le 4
En x = 4
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 254
120597119910
120597119909 [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
6138 ( x ndash 1 )
-3675 x + 9353 = 0 x = 254 m
M = 3889 kn-m
4 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 )
M= -1838 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 475
120597119910
120597119909 [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 )
-3675 x + 17456 = 0 x = 475 m
M = 1034 kn-m
6 le x le 7
En x = 7
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 ) + 5347 ( x ndash 6 )
M= 0 kn-m
76
Mmax = 3853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 3853 ( 1000 ) = 22336 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 521 Diagrama de Momentos Caso 8
S
U
E
L
O
La figura 522 muestra la solucioacuten del caso 8 resuelto en el programa GALA
77
Fig
ura
52
2 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
78
59 Caso 9 Entibacioacuten en suelo arenoso con tres puntales9
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arenoso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 2 m
L3 = 2 m
L4 = 2 m
S= 2 m
Solucioacuten
Figura 523
Arena
γ= 16 knmsup3
φ= 30ordm
c= 0 knmsup2
Figura 524 Diagrama de
presiones en arena
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
065 ( 16 ) ( 7 ) tansup2 ( 45 - 302 ) = 2427 knmsup2
9 Braja M Das Principles of Geotechnical Engineering third edition Editorial ITP1994 paacuteg 452
79
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
2A = ( 2427 ) ( 3115 ) = 5461 knm
Para B1
B1 = 2427 ( 3 ) - 5461 = 1820 knm
Para C
2C = 2427 ( 4 ) ( 2 ) = 9708 = 9708 knm
Para B2
B2 = 2427 ( 4 ) - 9708 = 0 knm
B = B1 + B2 = 1820 knm
Fuerzas en los puntales
PA= A ( S ) = 5460 ( 2 ) = 10920 kn
PB = B ( S ) = 1820 ( 2 ) = 3640 kn
PC = C ( S ) = 9708 ( 2 ) = 19416 kn
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5460) ( 2sup2 ) = 273 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 2730 (1000) = 15826 cmsup3m
σadm 1725
80
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 1820 ) ( 2sup2 ) = 910 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 910 (1000) = 5275 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (9708) ( 2sup2 ) = 4854 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 4854 (1000) = 28139 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = frac12 ( -2427 xsup2)
M = 0
M = -1213 kn-m
1 le x le 3
En x = 3
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
120597119910
120597119909 frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
-2427 x + 5460 = 0 x = 225 m
81
A y B
En x = 225
M = 683 kn-m
3 le x le 5
En x = 5
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 ) + 1820 ( x ndash 3 )
M= -4853 kn-m
5 le x le 7
En x = 7
M = frac12( -2427 xsup2) + 5460 (x ndash 1) + 1820 (x ndash 3) + 9708 (x ndash 5)
M= 0 lb-ft
Mmax = 4853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 4853 ( 1000 ) = 28133 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 525 Diagrama de Momentos Caso 9
S
U
E
L
O
La figura 526 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
82
Fig
ura
52
6 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
83
510 Caso 10 Entibacioacuten en arcilla dura con 3 codales10
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 25 m
L3 = 25 m
L4 = 1 m
S= 3 m
Figura 527
Arena
γ= 18 knmsup3
φ= 0ordm
c= 35 knmsup2
Solucioacuten
Figura 528 Diagrama de presiones
de una arcilla dura
Diagrama de peck
γ H = ( 1800) ( 7 ) = 360
c 35
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 18 ) ( 7 ) = 378 knmsup2
10
Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 531
84
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 378 ) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B1
B1 = (378) ( 175 ) ndash 5402 + 3308 = 4520 knm
Para C
2C = (378) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B2
B2 = (378) ( 175 ) ndash ( 5402 ) + ( 3308 ) = 4520 knm
Para B
B = B1 + B2 = 4520 + 4520 = 9040 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Pb = B ( 5 ) = 9040 ( 3 ) = 27120 kN
Pc = C ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
85
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 9040 ) ( 3sup2 ) = 1017 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 1017 (1000) = 58957 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -360 kn-m
86
1 le x le 175
En x = 175
M = -378 xsup3 + 5402 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2122 kn-m
175 le x le 35
En x = 35
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 230
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
-378 x + 8709 = 0 x = 230 m
M = 2703 kn-m
35 le x le 525
En x = 525
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
M= 2122 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 469
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
-378 x + 17750 = 0 x = 469 m
M = 2703 kn-m
525 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 378 xsup3 - frac12( 378 ( x ndash 525 )sup2 )
6 ( 025 (7) )
M= -360 kn-m
6 le x le 7 M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 )
87
En x = 7
+ 5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 5402 ( x ndash 6 )
- frac12 ( 378 ( x ndash 525 )sup2 ) + 378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M= 0 kn-m
Mmax = 2703 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 2703 ( 1000 ) = 15669 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 529 Diagrama de Momentos Caso 10
S
U
E
L
O
La figura 530 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
88
Fig
ura
53
0 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
89
Una vez resueltos los ejercicios manualmente se obtuvo el resultado real y con el paquete
interactivo se obtuvo el resultado aproximado estos se comparan para mostrar la bondad del
programa GALA( Ver Tablas 51 a 510)
Caso 1
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 71 703 m 007 099
Longitud Total de
Tablestaca 121 1203 m 007 058
Momento Maacuteximo 20939 20957 kN-mm -018 -009
Seccioacuten Requerida 121738 121494 cmsup3m 244 020
Tabla 51 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 2
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 611 596 m 015 246
Longitud Total de
Tablestaca 1111 1096 m 015 135
Momento Maacuteximo ----- 2238 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 129742 cmsup3m ----- -----
Tabla 52 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 3
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 345 341 m 004 116
Longitud Total de
Tablestaca 895 891 m 004 045
Momento Maacuteximo 12742 12757 kN-mm -015 -012
Seccioacuten Requerida 74081 73759 cmsup3m 322 043
Tabla 53 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
90
Caso 4
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 533 53 m 003 056
Longitud Total de Tablestaca 1448 1445 m 003 021
Momento Maacuteximo ----- 35063 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 166967 cmsup3m ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 11487 11567 kN -08 -070
Separacioacuten entre Anclas ----- 086 m ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 1142 m ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 9968 kN ----- -----
Tabla 54 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 5
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 114 1136 ft 004 035
Longitud Total de Tablestaca 438 4376 ft 004 009
Momento Maacuteximo ----- 1383 kLb-ftft ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 663 insup3ft ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 629 314 kLb 315 5008
Separacioacuten entre Anclas ----- 527 ft ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 3475 ft ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 1657 kLb ----- -----
Tabla 55 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
91
Caso 6
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 2696 2697 kLb -001 -004
Fuerza en Puntal B 2097 2097 kLb 0 000
Fuerza en Puntal C 1198 1198 kLb 0 000
Fuerza en Puntal D 4793 4794 kLb -001 -002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 1294 394 insup3ft 9 6955
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 1048 307 insup3ft 741 7071
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 599 175 insup3ft 424 7078
Seccioacuten Requerida en
Larguero D 2301 701 insup3ft 16 6954
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 431 431 insup3ft 0 000
Tabla 56 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 7
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 273 273 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 91 91 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 4854 48534 kN 006 001
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 98913 98914 cmsup3m -001 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 32971 32971 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 17587 175846 cmsup3m 024 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 57 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
92
Caso 8
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 30689 30689 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 40514 40514 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 41344 41344 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 111194 111191 cmsup3m 003 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 146793 146791 cmsup3m 002 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 149801 149796 cmsup3m 005 000
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 22336 22547 cmsup3m -211 -094
Tabla 58 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 9
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 1092 1092 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 364 364 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 19416 19413 kN 003 002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 15826 15856 cmsup3m -03 -019
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 5275 5275 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 28139 28135 cmsup3m 004 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 59 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
93
Caso 10
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 16207 16207 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 2712 27122 kN -002 -001
Fuerza en Puntal C 16207 16207 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 58957 5896 cmsup3m -003 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 15669 15668 cmsup3m 001 001
Tabla 510 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Al revisar las comparaciones en el caso de tablestacado se obtubo un porcentaje alto el cual
se trata de la fuerza del ancla obtenida en el Caso 5 en el caacutelculo se encontroacute que se consideroacute
la DTeoacuterica en lugar de la D la cual ya estaacute afectada por el factor de seguridad demostrando
que el error se encuentra en el ejercicio resuelto manualmente
Los porcentajes de la profundidad de penetracioacuten de la tablestaca se consideran relativamente
altos pero hay que resaltar que su caacutelculo es por iteraciones y se busca un valor cerca del 0
mientras que el programa trata de resolver el valor lo maacutes cercano a 0 obteniendo asiacute maacutes
presicioacuten
En los casos de Entibacioacuten se presenta un error relativo que es un error fatal en el caacutelculo de
los largueros que ocurre en el Caso 6 esto fue inquietante puesto que el porcentaje resulta
superior al cincuenta por ciento esto obligoacute a revisar cuidadosamente el paquete en lo
94
referente a la conversioacuten de unidades en el cual su programacioacuten en el Sistema Ingleacutes que se
basa en el uso de factores de conversioacuten para resolver en Sistema Meacutetrico y asiacute regresar de
nuevo los valores en Sistema Ingleacutes
Se encontroacute un error dimensional el cual no se localizoacute pero se refleja en la seccioacuten requerida
en los largueros lo cual tambieacuten obligo a realizar una revisioacuten minuciosa en todos los
algoritmos del programa Obteniendo asiacute en la totalidad de los casos resueltos en Sistema
Ingleacutes y en Sistema Meacutetrico un factor de 001860 para la conversioacuten de cmsup3m a insup3ft Factor
que no se cumple en el caacutelculo de largueros realizado manualmente Se encontroacute que el valor
estaacute aumentado por 328 veces lo cual es el mismo valor de conversioacuten de metros a pies
demostrando la confiabilidad y bondad del programa GALA
Teniendo confianza en lo anterior se resuelven con el paquete aquellos casos cuando no
propone el elemento estructural que exista en el mercado En los casos analizados en este
estudio de Tablestacado siempre propone el elemento estructural pero en Entibacioacuten no
existen codales que cumplan las caracteriacutesticas que el ejercicio solicita por lo que es necesario
volver a calcular hasta encontrar la propuesta del programa de un codal adecuado
simplemente modificando la separacioacuten horizontal entre ellos en el caso de no llegar a
solucionarse asiacute el problema se recomienda modificar las separaciones verticales entre
codales respetando el uacuteltimo valor de separacioacuten entre la plantilla de la excavacioacuten y el uacuteltimo
codal
95
Fig
ura
53
1 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 6
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
96
Fig
ura
53
2 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 7
y C
aso
9 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
97
Fig
ura
53
3 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 8
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
98
Fig
ura
53
4 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 1
0 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
Page 6
49
P5 = γLKp + γL3( Kp ndash Ka ) = ( 159 ) ( 5 ) ( 325 ) + ( 159 ) ( 0521 ) = 28276 knmsup2
P = frac12p2L + frac12p2L3 = frac12p2( L + L3 ) = frac12( 2441 ) ( 5 + 0521 ) = 6738 knm
Ž = L ( 2Ka ndash Kp ) = 5 [ ( 2 ) ( 0307 ) + 325 ] = 2188 m
3 ( Kp - Ka ) 3 (325 - 0307 )
Arsquo1 = p5 = 28276 = 604
γ( Kp ndash Ka ) ( 159 ) ( 325 - 0307 )
Arsquo2 = 8P = ( 8 ) ( 6738 ) = 1152
γ( Kp ndash Ka ) ( 159 ) ( 325- 0307 )
Arsquo3 = 6P [ 2žγ( Kp ndash Ka ) + p5 ] = ( 6 )( 6738 ) [ ( 2 ) ( 2188 ) ( 159 ) ( 325-0307)+28276]
γsup2( Kp ndash Ka )sup2 ( 159 )sup2 ( 325 - 0307 )sup2
Arsquo3 = 9001
Arsquo4= P ( 6žp5 + 4P ) = ( 6738 ) [ ( 6 ) ( 2188 ) ( 28276 ) + ( 4 ) ( 6738 ) ] = 12252
γsup2 ( Kp ndash Ka )sup2 ( 159 )sup2 ( 325 - 0307 )sup2
L4 = 11987144 + Arsquo1 1198714
3 ndash Arsquo2 11987142 ndash Arsquo3 1198714 ndash Arsquo4
11987144 + 604 1198714
3 -1152 11987142 - 9001 1198714 ndash 12252 = 0 L4 tiende a 41 m
Dteoacuterico = L3 + L4 = 0521 + 41 = 47 m
Parte b
Longitud total L+ 13 (Dteoacuterico) = 5 + 13 ( 47 ) = 1111 m
La figura 54 muestra la solucioacuten del caso 2 resuelto en el programa GALA
50
Fig
ura
54
Im
pre
sioacute
n d
e re
sult
ado
s d
el p
rog
ram
a G
AL
A
51
53 Caso 3 Tablestacado en suelo arcilloso en presencia de nivel freaacutetico3
Refieacuterase a la figura 55 Para tablestaca determine
a Profundidad teoacuterica y real de penetracioacuten Use Dreal = 15Dteoriacutea
b Tamantildeo miacutenimo de seccioacuten de tablestaca necesaria Use σadm= 172 MNmsup2
L1 =200 m
L2 = 350 m
Figura 55
γ = 150 knmsup3
γsat=190 knmsup3
φ = 32deg
C = 50 knmsup2
Solucioacuten
Parte a
Ka = tansup2 ( 45 -φ2 ) = tansup2 ( 45 - 322 ) = 0307
P1 = γL1Ka = ( 15 ) ( 2 ) ( 0307 ) = 921 knmsup2
P2 = ( γ L1 + γrsquoL2 ) Ka = [ ( 15 ) ( 2 ) + ( 19 - 981 ) ( 35 ) ] ( 0307 ) =1908 knmsup2
P1 = frac12 p1L1 + p1L2 + frac12 ( p2 - p1 ) L2
P1 = frac12 ( 921 ) ( 2 ) + ( 921 ) ( 35 ) + frac12 ( 1908 - 921 ) ( 35 ) = 921 + 3224 + 1727
3 Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 472
52
P1 = 5872 knm
Ž1 = Σ ME = 1 [ 921 ( 35 + ⅔) + 3224 ( (frac12) 35 ) ] + ( 1727 ) ( ( ⅓) 35 ) ] = 1957 m
p1 5872
Dteoacuterico = Dsup2 [ 4c - ( γL1 + γrsquoL2 ) ] - 2DP1 - P1 ( P1 + 12cž1 ) = 0
( γL1 + γrsquoL2 ) + 2c
Dsup2 ( 4 ) ( 50 ) - [ ( 15 ) ( 2 ) + ( 19 - 981 ) ( 35 ) ] ndash ( 2 ) ( D ) ( 5872 ) -
5872 [ 5872 + ( 12 ) ( 50 ) ( 1957 ) ] = 0
[ ( 15 ) ( 2 ) + ( 19 - 981 ) ( 35 ) ] + ( 5 ) ( 50 )
13784 Dsup2 - 11744 D - 44644 = 0 D tiende a 23 m
Dreal = 15Dteoacuterica = ( 15 ) ( 23 ) = 345 m
Parte b
Zrsquo = P1 = P1 = 5872 = 0426 m
P6 4c - ( γL1 + γrsquoL2 ) ( 4 ) ( 50 ) - [ ( 15 ) ( 2 ) + ( 19 - 981 ) ( 35 ) ]
Mmaacutex = P1 ( zrsquo + ž1 ) - frac12 p6zrsquosup2 = P1 ( zrsquo + ž1 ) - [ 4c - ( γL1 + γrsquoL2 ) ] zrsquosup2 =
Mmaacutex = ( 5872 ) ( 0426 + 1957 ) - ( 4 ) ( 50 ) - [ ( 15 ) ( 2 ) + ( 19 - 981 ) ( 35 ) ]
frac12( 0426 )sup2
Mmaacutex = 12742 knmm
S= Mmaacutex = 12742 = 0741 E -3 msup3m de tablaestaca
Σadm 172 E 3
La figura 56 muestra la solucioacuten del caso 3 resuelto en el programa GALA
53
Fig
ura
56
Im
pre
sioacute
n d
e re
sult
ado
s d
el p
rog
ram
a G
AL
A
54
54 Caso 4 Tablestacado anclado en suelo arenoso en presencia de nivel freaacutetico4
Refieacuterase a la figura 57
a Determine las profundidades teoacuterica y real de penetracioacuten Nota Dreal =13Dteoacuterica
b Encuentre la fuerza en el ancla por unidad de longitud de la tablestaca
L1 =305 m
L2=61 m
Figura 57
l1= 153m
l2= 152m
c=0
φ=30ordm
γ=16 knmsup3
γsat= 195 knmsup3
Solucioacuten
Parte a
Ka = tansup2 ( 45 - φ2 ) = tansup2 (45 - 302 ) = 13
Kp = tansup2 ( 45 + φ2 ) = tansup2 ( 45 + 302 ) = 3
Ka ndash Kp = 3 - 0333 = 2667
γrsquo = γsat ndash γw = 195 - 981 = 969 knmsup3
p1 = γL1Ka = ( 16 ) ( 305 ) ( 13 ) = 1627 knmsup2
4 Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 479
55
p2 = ( γL1 + γrsquoL2 ) Ka = [ ( 16 ) ( 305 ) + ( 969 ) ( 61 ) ] 13 = 3597 knmsup2
L3 = p2 = 3597 = 139 m
γrsquo ( Kp ndash Ka ) ( 969 ) ( 2667 )
P = frac12p1L1 + p1L2 + frac12 ( p2 - p1 ) L2 + frac12p2L3
P = ( frac12 ) ( 1627 ) ( 305 ) + ( 1627 ) ( 61 ) + frac12 ( 3597 - 1627 ) ( 61 ) + frac12 ( 3597 ) ( 139 )
2418 + 9925 + 6001 + 250 =
P = 20907 knm
Ž= ΣMEP
Ž= [ ( 2418 ) ( 139 + 61 + 305 ( ⅓ ) ) + ( 9925 ) ( 139 + ( 6 ) ( acute ) ) + ( 6001 ) (139 +
6 ( ⅓ ) ) + ( 250 ) ( ( 2 ) (139 ) ( ⅓ ) ) ] 1 ( 20907 )
Ž= 421 m
L4 = 11987143 +151198714
2 ( l2 + L2 + L3 ) - 3P [ ( L1 + L2 + L3 ) - ( ž + l1 ) ] = 0
γrsquo ( Kp ndash Ka )
11987143 + 151198714
2 ( 152 + 61 + 139 ) - ( 3 ) ( 20907 ) [ ( 305 + 61 + 139 ) -( 421 + 153 ) ]
(969)(2667)
L4 = 27 m
Dteoacuterica = L3 + L4 = 139 + 27 = 409 tiende a 41 m
Dreal = 13Dteoacuterica = ( 13 ) ( 41 ) = 533 m
56
Parte b
F = P- frac12 γrsquo( Kp ndash Ka ) L4sup2 = 20907 - frac12 ( 969 ) ( 2667 ) ( 27 )sup2 = 11487 knm tiende a 115
kNm
La figura 58 muestra la solucioacuten del caso 4 resuelto en el programa GALA
57
Fig
ura
58
Im
pre
sioacute
n d
e re
sult
ado
s d
el p
rog
ram
a G
AL
A
58
55 Caso 5 Tablestacado anclado en suelo arcilloso en presencia de nivel freaacutetico5
De la figura siguiente resolver
a Determine la profundidad teoacuterica de empotramiento
b Calcule la fuerza en el ancla por unidad de longitud de muro tablestaca
L1 = 108 ft
L2 = 216 ft
Figura 59
l1 = 54 ft
γ = 108 lbftsup3
γsat = 1272 lbftsup3
φ = 35ordm
c= 850 lbftsup2
Solucioacuten
Parte a
Ka = tansup2 ( 45 - φ2 ) = tansup2 ( 45 - 322 ) = 0271
γrsquo= γsat ndash γw = 1272 - 624 = 648 lbftsup3
p1 = γL1Ka = ( 0108 ) ( 108 ) ( 0271 ) = 0316 klbftsup2
p2 = ( γL1+ γrsquoL2 ) Ka = [ ( 0108 ) ( 108 ) + ( 00648 ) ( 216 ) ] ( 0271 ) = 0695 klbftsup2
P1 = frac12 p1L1 + p1L2 + frac12 ( p2 - p1 ) L2
5 Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 492
59
P1 = frac12 ( 0316 ) ( 108 ) + ( 0316 ) ( 216 ) + frac12 ( 0695 - 0316 ) ( 216 ) = 1706 + 6826
+ 4093
P1 = 12625 klbft
Ž1= Σ ME respecto a la liacutenea del dragado =
P1
Ž1= ( 1706 ) ( 216 + ⅓ 108 ) ) + ( 6826 ) ( 108 ) + ( 4093 ) ( ⅓ ( 216 ) ) = 1158 ft
12625
P6 = 4c - ( γL1 + γrsquoL2 ) = ( 4 ) ( 0850 ) - [ ( 0108 ) ( 108 ) + ( 00648 ) ( 216 ) ]
P6 = 0834 klbftsup2
D = p6Dsup2 + 2p6D ( L1 + L2 - l1 ) - 2P1 ( L1 + L2 - l1 ndash ž 1 ) = 0
D = 0834Dsup2 + ( 2 ) ( 0834 ) ( D ) ( 27 ) - ( 2 ) ( 12625 ) ( 1542 ) = 0
Dsup2 + 54D - 46685 = 0
D = 76 ft
Parte b
F = P1 - p6D = 12625 - ( 0834 ) ( 76 ) = 629 Klbft
En la figura 510 se muestra la solucioacuten del caso 5 resuelto en el programa GALA
60
Fig
ura
51
0 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
61
56 Caso 6 Entibacioacuten en suelo arenoso con cuatro codales6
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en un suelo arenoso
L1 = 3ft
L= 27ft L2 = 6ft
L3 = 6ft
L4 = 6ft
L5 = 6ft
S= 8ft
Figura 511
Arena
γ = 105 lbftsup3
φ = 35deg
c = 0
σadm= 25000 lbinsup2
Solucioacuten
Figura 512 Diagrama de
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
Pa = 065 ( 105 ) ( 27 ) tansup2 ( 45 - 352 ) = 49937 lbftsup2
6Braja M Das Principles of Geotechnical Engineering third edition Editorial ITP1994 pag462
62
presiones en arena Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B y C
Para A
6A = 49937 ( 9 ) ( 92 ) = 337075 lbft
Para B1
B1 = 49937 ( 9 ) ndash 337075 = 112358 lbft
Para C
6C1= 49937 ( 6 ) ( 62 ) = 149811 lbft
Para B2
B2 = 49937 ( 6 ) - 1449811 = 149811 lbft
Para B
B= B1 + B2 = 112358 + 149811 = 262169 lbft
Para D
6 D = 49937 ( 12 ) ( 122 ) = 599244 lbft
Para C2
C2 = 49937 ( 12 ) - 599244 = 0
Para C
C1 + C2 = C
149811 + 0 = 149811 lbft
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( S ) = 337075 ( 8 ) = 26965 lb
Pb = B ( S ) = 262169 ( 8 ) = 20973 lb
63
Pc= C ( S ) = 149811 ( 8 ) = 11985 lb
Pd= D ( S ) = 599244 ( 8 ) = 47939 lb
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 337075 ) ( 8sup2 ) = 26966 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 26966 ( 12 ) = 1294 insup3ft
σadm 25000
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 262169 ) ( 8sup2 ) = 209735 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 209735 ( 12 ) = 1048 insup3ft
σadm 25000
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (149811) ( 8sup2 ) = 119849 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 209735 ( 12 ) = 599 insup3ft
σadm 25000
64
En D
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (599244) ( 8sup2 ) = 479395 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 479395 ( 12 ) = 2301 insup3ft
σadm 25000
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 3
En x = 0
En x = 3
M = frac12 ( -49937 xsup2)
M = 0
M = -224716 lb-ft
3 le x le 9
En x = 9
M = frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 )
M = 0 lb-ft
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 675
120597119910
120597119909 frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 )
-49937 x + 337075 = 0 x = 675 ft
M = 126403 lb-ft
9 le x le 15
En x = 15
frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 ) + 262169 ( x ndash 9 )
M= 0 lb-ft
Momento maacuteximo 120597119910
120597119909 frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 ) + 262169 ( x ndash 9 )
65
entre el puntal
B y C
En x = 12
-49937 x + 337075 +262169 = 0 x = 12 ft
M = 224716 lb-ft
15 le x le 21
En x = 21
frac12( -49937 xsup2) + 337075 (x ndash 3) + 262169 (x ndash 9) + 149811 (x ndash 15)
M= -888964 lb-ft
21 le x le 27
En x = 21
M = frac12( -49937 xsup2) + 337075 (x ndash 3) + 262169 (x ndash 9) + 149811 (x ndash
15) + 599244 (x- 21)
M= 0 lb-ft
Mmax = 888964 lb-ft
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 888964 ( 12 ) = 431 insup3ft
σadm 25000
Diagrama de momentos
E
X
C
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 513 Diagrama de Momentos Caso 6
S
U
E
L
O
La figura 514 muestra la solucioacuten de caso 6 resuelto en el programa GALA
66
Fig
ura
51
4 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
67
57 Caso 7 Entibacioacuten en suelo arenoso con tres codales7
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en un suelo arenoso
L1 = 1 m
L= 7 m L2 = 2 m
L3 = 2 m
L4 = 2 m
S= 5 m
Figura 515
Arena
γ = 16 knmsup3
φ = 30deg
c = 0
Solucioacuten
Figura 516 Diagrama de
presiones en arena
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
065 ( 16 ) ( 7 ) tansup2 ( 45 - 302 ) = 2427 knmsup2
7 Braja M Das Fundamentos de Ingenieriacutea Geoteacutecnica primera edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 479
68
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
2A = ( 2427 ) ( 3115 ) = 5461 kNm
Para B1
B1 = 2427 ( 3 ) - 5461 = 1820 kNm
Para C
2C = 2427 ( 4 ) ( 2 ) = 9708 kNm
Para B2
B2 = 2427 ( 4 ) - 9708 = 0 kNm
B= B1+B2= 1820 kNm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa= A ( 5 ) = 5460 ( 5 )= 27300 kN
Pb= B ( 5 ) = 1820 ( 5 ) = 9100 kN
Pc= C ( 5 ) = 9708 ( 5 ) = 48540 Kn
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5460) ( 5sup2 ) = 17063 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 17063 (1000) = 98913 cmsup3m
σadm 1725
69
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 1820 ) ( 5sup2 ) = 5686 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 5686 (1000) = 32971 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (9708) ( 5sup2 ) = 30334 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 30334 (1000) = 175870 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = frac12 ( -2427 xsup2)
M = 0
M = -1213 kn-m
1 le x le 3
En x = 3
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
120597119910
120597119909 frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
70
A y B
En x = 225
-2427 x + 5460 = 0 x = 225 m
M = 683 kn-m
3 le x le 5
En x = 5
frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 ) + 1820 ( x ndash 3 )
M= -4853 kn-m
5 le x le 7
En x = 7
frac12( -2427 xsup2) + 5460 (x ndash 1) + 1820 (x ndash 3) + 9708 (x ndash 5)
M= 0 lb-ft
Mmax = 4853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 4853 ( 1000 ) = 28133 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 517 Diagrama de Momentos Caso 7
S
U
E
L
O
La figura 518 muestra la solucioacuten de caso 7 resuelto en el programa GALA
71
Fig
ura
51
8 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
72
58 Caso 8 Entibacioacuten en arcilla suave o blanda con 3 codales8
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1m
L= 7m L2 = 3m
L3 = 2m
L4 = 1m
S= 5 m
Figura 519
Arcilla suave
γ= 1750 knmsup3
φ= 0ordm
c= 30 knmsup2
Solucioacuten
Figura 520 Diagrama de presiones
de una arcilla suave o blanda
Diagrama de peck
γ H = ( 1750 ) ( 7 ) = 408
c 30
Pa= γ H ( 1 - 4Cu ) = ( 1750 ) ( 7 ) ( 1 ndash 4 ( 30 ) = 250 knmsup2
γ H 1750 ( 7 )
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 1750 ) ( 7 ) = 3675 knmsup2
8 Braja M Das Fundamentos de Ingenieriacutea Geoteacutecnica primera edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 492
73
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 3675 ) ( 225 ) ( 1125 ) + ( 283 ) ( 3216 ) = 6138 knm
Para B1
B1 = ( 3675 ) ( 225 ) ndash 6138 + 3216 = 5347 knm
Para C
2C = ( 3675 ) ( 3 ) ( 15 ) = 8269 knm
Para B2
B2 = ( 3675 ) ( 3 ) ndash 8269 = 2756 knm
Para B
B = B1 + B2 = 5347 + 2756 = 8103 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 6138 ( 5 ) = 30689 kN
Pb = B ( 5 ) = 8103 ( 5 ) = 40514 kN
Pc = C ( 5 ) = 8269 ( 5 ) = 41345 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 6138) ( 5sup2 ) = 19181 kn-m
8 8
74
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 19181 (1000) = 111194 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 8103 ) ( 5sup2 ) = 25322 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 25322 (1000) = 146793 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (8269) ( 5sup2 ) = 25141 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 25841 (1000) = 149801 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -3675 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -350 kn-m
75
1 le x le 175
En x = 175
M = -3675 xsup3 + 6138 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2728 kn-m
175 le x le 4
En x = 4
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 254
120597119910
120597119909 [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
6138 ( x ndash 1 )
-3675 x + 9353 = 0 x = 254 m
M = 3889 kn-m
4 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 )
M= -1838 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 475
120597119910
120597119909 [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 )
-3675 x + 17456 = 0 x = 475 m
M = 1034 kn-m
6 le x le 7
En x = 7
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 ) + 5347 ( x ndash 6 )
M= 0 kn-m
76
Mmax = 3853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 3853 ( 1000 ) = 22336 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 521 Diagrama de Momentos Caso 8
S
U
E
L
O
La figura 522 muestra la solucioacuten del caso 8 resuelto en el programa GALA
77
Fig
ura
52
2 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
78
59 Caso 9 Entibacioacuten en suelo arenoso con tres puntales9
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arenoso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 2 m
L3 = 2 m
L4 = 2 m
S= 2 m
Solucioacuten
Figura 523
Arena
γ= 16 knmsup3
φ= 30ordm
c= 0 knmsup2
Figura 524 Diagrama de
presiones en arena
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
065 ( 16 ) ( 7 ) tansup2 ( 45 - 302 ) = 2427 knmsup2
9 Braja M Das Principles of Geotechnical Engineering third edition Editorial ITP1994 paacuteg 452
79
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
2A = ( 2427 ) ( 3115 ) = 5461 knm
Para B1
B1 = 2427 ( 3 ) - 5461 = 1820 knm
Para C
2C = 2427 ( 4 ) ( 2 ) = 9708 = 9708 knm
Para B2
B2 = 2427 ( 4 ) - 9708 = 0 knm
B = B1 + B2 = 1820 knm
Fuerzas en los puntales
PA= A ( S ) = 5460 ( 2 ) = 10920 kn
PB = B ( S ) = 1820 ( 2 ) = 3640 kn
PC = C ( S ) = 9708 ( 2 ) = 19416 kn
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5460) ( 2sup2 ) = 273 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 2730 (1000) = 15826 cmsup3m
σadm 1725
80
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 1820 ) ( 2sup2 ) = 910 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 910 (1000) = 5275 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (9708) ( 2sup2 ) = 4854 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 4854 (1000) = 28139 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = frac12 ( -2427 xsup2)
M = 0
M = -1213 kn-m
1 le x le 3
En x = 3
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
120597119910
120597119909 frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
-2427 x + 5460 = 0 x = 225 m
81
A y B
En x = 225
M = 683 kn-m
3 le x le 5
En x = 5
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 ) + 1820 ( x ndash 3 )
M= -4853 kn-m
5 le x le 7
En x = 7
M = frac12( -2427 xsup2) + 5460 (x ndash 1) + 1820 (x ndash 3) + 9708 (x ndash 5)
M= 0 lb-ft
Mmax = 4853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 4853 ( 1000 ) = 28133 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 525 Diagrama de Momentos Caso 9
S
U
E
L
O
La figura 526 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
82
Fig
ura
52
6 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
83
510 Caso 10 Entibacioacuten en arcilla dura con 3 codales10
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 25 m
L3 = 25 m
L4 = 1 m
S= 3 m
Figura 527
Arena
γ= 18 knmsup3
φ= 0ordm
c= 35 knmsup2
Solucioacuten
Figura 528 Diagrama de presiones
de una arcilla dura
Diagrama de peck
γ H = ( 1800) ( 7 ) = 360
c 35
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 18 ) ( 7 ) = 378 knmsup2
10
Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 531
84
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 378 ) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B1
B1 = (378) ( 175 ) ndash 5402 + 3308 = 4520 knm
Para C
2C = (378) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B2
B2 = (378) ( 175 ) ndash ( 5402 ) + ( 3308 ) = 4520 knm
Para B
B = B1 + B2 = 4520 + 4520 = 9040 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Pb = B ( 5 ) = 9040 ( 3 ) = 27120 kN
Pc = C ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
85
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 9040 ) ( 3sup2 ) = 1017 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 1017 (1000) = 58957 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -360 kn-m
86
1 le x le 175
En x = 175
M = -378 xsup3 + 5402 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2122 kn-m
175 le x le 35
En x = 35
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 230
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
-378 x + 8709 = 0 x = 230 m
M = 2703 kn-m
35 le x le 525
En x = 525
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
M= 2122 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 469
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
-378 x + 17750 = 0 x = 469 m
M = 2703 kn-m
525 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 378 xsup3 - frac12( 378 ( x ndash 525 )sup2 )
6 ( 025 (7) )
M= -360 kn-m
6 le x le 7 M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 )
87
En x = 7
+ 5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 5402 ( x ndash 6 )
- frac12 ( 378 ( x ndash 525 )sup2 ) + 378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M= 0 kn-m
Mmax = 2703 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 2703 ( 1000 ) = 15669 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 529 Diagrama de Momentos Caso 10
S
U
E
L
O
La figura 530 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
88
Fig
ura
53
0 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
89
Una vez resueltos los ejercicios manualmente se obtuvo el resultado real y con el paquete
interactivo se obtuvo el resultado aproximado estos se comparan para mostrar la bondad del
programa GALA( Ver Tablas 51 a 510)
Caso 1
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 71 703 m 007 099
Longitud Total de
Tablestaca 121 1203 m 007 058
Momento Maacuteximo 20939 20957 kN-mm -018 -009
Seccioacuten Requerida 121738 121494 cmsup3m 244 020
Tabla 51 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 2
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 611 596 m 015 246
Longitud Total de
Tablestaca 1111 1096 m 015 135
Momento Maacuteximo ----- 2238 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 129742 cmsup3m ----- -----
Tabla 52 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 3
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 345 341 m 004 116
Longitud Total de
Tablestaca 895 891 m 004 045
Momento Maacuteximo 12742 12757 kN-mm -015 -012
Seccioacuten Requerida 74081 73759 cmsup3m 322 043
Tabla 53 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
90
Caso 4
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 533 53 m 003 056
Longitud Total de Tablestaca 1448 1445 m 003 021
Momento Maacuteximo ----- 35063 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 166967 cmsup3m ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 11487 11567 kN -08 -070
Separacioacuten entre Anclas ----- 086 m ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 1142 m ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 9968 kN ----- -----
Tabla 54 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 5
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 114 1136 ft 004 035
Longitud Total de Tablestaca 438 4376 ft 004 009
Momento Maacuteximo ----- 1383 kLb-ftft ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 663 insup3ft ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 629 314 kLb 315 5008
Separacioacuten entre Anclas ----- 527 ft ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 3475 ft ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 1657 kLb ----- -----
Tabla 55 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
91
Caso 6
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 2696 2697 kLb -001 -004
Fuerza en Puntal B 2097 2097 kLb 0 000
Fuerza en Puntal C 1198 1198 kLb 0 000
Fuerza en Puntal D 4793 4794 kLb -001 -002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 1294 394 insup3ft 9 6955
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 1048 307 insup3ft 741 7071
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 599 175 insup3ft 424 7078
Seccioacuten Requerida en
Larguero D 2301 701 insup3ft 16 6954
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 431 431 insup3ft 0 000
Tabla 56 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 7
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 273 273 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 91 91 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 4854 48534 kN 006 001
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 98913 98914 cmsup3m -001 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 32971 32971 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 17587 175846 cmsup3m 024 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 57 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
92
Caso 8
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 30689 30689 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 40514 40514 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 41344 41344 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 111194 111191 cmsup3m 003 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 146793 146791 cmsup3m 002 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 149801 149796 cmsup3m 005 000
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 22336 22547 cmsup3m -211 -094
Tabla 58 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 9
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 1092 1092 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 364 364 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 19416 19413 kN 003 002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 15826 15856 cmsup3m -03 -019
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 5275 5275 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 28139 28135 cmsup3m 004 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 59 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
93
Caso 10
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 16207 16207 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 2712 27122 kN -002 -001
Fuerza en Puntal C 16207 16207 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 58957 5896 cmsup3m -003 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 15669 15668 cmsup3m 001 001
Tabla 510 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Al revisar las comparaciones en el caso de tablestacado se obtubo un porcentaje alto el cual
se trata de la fuerza del ancla obtenida en el Caso 5 en el caacutelculo se encontroacute que se consideroacute
la DTeoacuterica en lugar de la D la cual ya estaacute afectada por el factor de seguridad demostrando
que el error se encuentra en el ejercicio resuelto manualmente
Los porcentajes de la profundidad de penetracioacuten de la tablestaca se consideran relativamente
altos pero hay que resaltar que su caacutelculo es por iteraciones y se busca un valor cerca del 0
mientras que el programa trata de resolver el valor lo maacutes cercano a 0 obteniendo asiacute maacutes
presicioacuten
En los casos de Entibacioacuten se presenta un error relativo que es un error fatal en el caacutelculo de
los largueros que ocurre en el Caso 6 esto fue inquietante puesto que el porcentaje resulta
superior al cincuenta por ciento esto obligoacute a revisar cuidadosamente el paquete en lo
94
referente a la conversioacuten de unidades en el cual su programacioacuten en el Sistema Ingleacutes que se
basa en el uso de factores de conversioacuten para resolver en Sistema Meacutetrico y asiacute regresar de
nuevo los valores en Sistema Ingleacutes
Se encontroacute un error dimensional el cual no se localizoacute pero se refleja en la seccioacuten requerida
en los largueros lo cual tambieacuten obligo a realizar una revisioacuten minuciosa en todos los
algoritmos del programa Obteniendo asiacute en la totalidad de los casos resueltos en Sistema
Ingleacutes y en Sistema Meacutetrico un factor de 001860 para la conversioacuten de cmsup3m a insup3ft Factor
que no se cumple en el caacutelculo de largueros realizado manualmente Se encontroacute que el valor
estaacute aumentado por 328 veces lo cual es el mismo valor de conversioacuten de metros a pies
demostrando la confiabilidad y bondad del programa GALA
Teniendo confianza en lo anterior se resuelven con el paquete aquellos casos cuando no
propone el elemento estructural que exista en el mercado En los casos analizados en este
estudio de Tablestacado siempre propone el elemento estructural pero en Entibacioacuten no
existen codales que cumplan las caracteriacutesticas que el ejercicio solicita por lo que es necesario
volver a calcular hasta encontrar la propuesta del programa de un codal adecuado
simplemente modificando la separacioacuten horizontal entre ellos en el caso de no llegar a
solucionarse asiacute el problema se recomienda modificar las separaciones verticales entre
codales respetando el uacuteltimo valor de separacioacuten entre la plantilla de la excavacioacuten y el uacuteltimo
codal
95
Fig
ura
53
1 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 6
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
96
Fig
ura
53
2 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 7
y C
aso
9 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
97
Fig
ura
53
3 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 8
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
98
Fig
ura
53
4 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 1
0 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
Page 7
50
Fig
ura
54
Im
pre
sioacute
n d
e re
sult
ado
s d
el p
rog
ram
a G
AL
A
51
53 Caso 3 Tablestacado en suelo arcilloso en presencia de nivel freaacutetico3
Refieacuterase a la figura 55 Para tablestaca determine
a Profundidad teoacuterica y real de penetracioacuten Use Dreal = 15Dteoriacutea
b Tamantildeo miacutenimo de seccioacuten de tablestaca necesaria Use σadm= 172 MNmsup2
L1 =200 m
L2 = 350 m
Figura 55
γ = 150 knmsup3
γsat=190 knmsup3
φ = 32deg
C = 50 knmsup2
Solucioacuten
Parte a
Ka = tansup2 ( 45 -φ2 ) = tansup2 ( 45 - 322 ) = 0307
P1 = γL1Ka = ( 15 ) ( 2 ) ( 0307 ) = 921 knmsup2
P2 = ( γ L1 + γrsquoL2 ) Ka = [ ( 15 ) ( 2 ) + ( 19 - 981 ) ( 35 ) ] ( 0307 ) =1908 knmsup2
P1 = frac12 p1L1 + p1L2 + frac12 ( p2 - p1 ) L2
P1 = frac12 ( 921 ) ( 2 ) + ( 921 ) ( 35 ) + frac12 ( 1908 - 921 ) ( 35 ) = 921 + 3224 + 1727
3 Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 472
52
P1 = 5872 knm
Ž1 = Σ ME = 1 [ 921 ( 35 + ⅔) + 3224 ( (frac12) 35 ) ] + ( 1727 ) ( ( ⅓) 35 ) ] = 1957 m
p1 5872
Dteoacuterico = Dsup2 [ 4c - ( γL1 + γrsquoL2 ) ] - 2DP1 - P1 ( P1 + 12cž1 ) = 0
( γL1 + γrsquoL2 ) + 2c
Dsup2 ( 4 ) ( 50 ) - [ ( 15 ) ( 2 ) + ( 19 - 981 ) ( 35 ) ] ndash ( 2 ) ( D ) ( 5872 ) -
5872 [ 5872 + ( 12 ) ( 50 ) ( 1957 ) ] = 0
[ ( 15 ) ( 2 ) + ( 19 - 981 ) ( 35 ) ] + ( 5 ) ( 50 )
13784 Dsup2 - 11744 D - 44644 = 0 D tiende a 23 m
Dreal = 15Dteoacuterica = ( 15 ) ( 23 ) = 345 m
Parte b
Zrsquo = P1 = P1 = 5872 = 0426 m
P6 4c - ( γL1 + γrsquoL2 ) ( 4 ) ( 50 ) - [ ( 15 ) ( 2 ) + ( 19 - 981 ) ( 35 ) ]
Mmaacutex = P1 ( zrsquo + ž1 ) - frac12 p6zrsquosup2 = P1 ( zrsquo + ž1 ) - [ 4c - ( γL1 + γrsquoL2 ) ] zrsquosup2 =
Mmaacutex = ( 5872 ) ( 0426 + 1957 ) - ( 4 ) ( 50 ) - [ ( 15 ) ( 2 ) + ( 19 - 981 ) ( 35 ) ]
frac12( 0426 )sup2
Mmaacutex = 12742 knmm
S= Mmaacutex = 12742 = 0741 E -3 msup3m de tablaestaca
Σadm 172 E 3
La figura 56 muestra la solucioacuten del caso 3 resuelto en el programa GALA
53
Fig
ura
56
Im
pre
sioacute
n d
e re
sult
ado
s d
el p
rog
ram
a G
AL
A
54
54 Caso 4 Tablestacado anclado en suelo arenoso en presencia de nivel freaacutetico4
Refieacuterase a la figura 57
a Determine las profundidades teoacuterica y real de penetracioacuten Nota Dreal =13Dteoacuterica
b Encuentre la fuerza en el ancla por unidad de longitud de la tablestaca
L1 =305 m
L2=61 m
Figura 57
l1= 153m
l2= 152m
c=0
φ=30ordm
γ=16 knmsup3
γsat= 195 knmsup3
Solucioacuten
Parte a
Ka = tansup2 ( 45 - φ2 ) = tansup2 (45 - 302 ) = 13
Kp = tansup2 ( 45 + φ2 ) = tansup2 ( 45 + 302 ) = 3
Ka ndash Kp = 3 - 0333 = 2667
γrsquo = γsat ndash γw = 195 - 981 = 969 knmsup3
p1 = γL1Ka = ( 16 ) ( 305 ) ( 13 ) = 1627 knmsup2
4 Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 479
55
p2 = ( γL1 + γrsquoL2 ) Ka = [ ( 16 ) ( 305 ) + ( 969 ) ( 61 ) ] 13 = 3597 knmsup2
L3 = p2 = 3597 = 139 m
γrsquo ( Kp ndash Ka ) ( 969 ) ( 2667 )
P = frac12p1L1 + p1L2 + frac12 ( p2 - p1 ) L2 + frac12p2L3
P = ( frac12 ) ( 1627 ) ( 305 ) + ( 1627 ) ( 61 ) + frac12 ( 3597 - 1627 ) ( 61 ) + frac12 ( 3597 ) ( 139 )
2418 + 9925 + 6001 + 250 =
P = 20907 knm
Ž= ΣMEP
Ž= [ ( 2418 ) ( 139 + 61 + 305 ( ⅓ ) ) + ( 9925 ) ( 139 + ( 6 ) ( acute ) ) + ( 6001 ) (139 +
6 ( ⅓ ) ) + ( 250 ) ( ( 2 ) (139 ) ( ⅓ ) ) ] 1 ( 20907 )
Ž= 421 m
L4 = 11987143 +151198714
2 ( l2 + L2 + L3 ) - 3P [ ( L1 + L2 + L3 ) - ( ž + l1 ) ] = 0
γrsquo ( Kp ndash Ka )
11987143 + 151198714
2 ( 152 + 61 + 139 ) - ( 3 ) ( 20907 ) [ ( 305 + 61 + 139 ) -( 421 + 153 ) ]
(969)(2667)
L4 = 27 m
Dteoacuterica = L3 + L4 = 139 + 27 = 409 tiende a 41 m
Dreal = 13Dteoacuterica = ( 13 ) ( 41 ) = 533 m
56
Parte b
F = P- frac12 γrsquo( Kp ndash Ka ) L4sup2 = 20907 - frac12 ( 969 ) ( 2667 ) ( 27 )sup2 = 11487 knm tiende a 115
kNm
La figura 58 muestra la solucioacuten del caso 4 resuelto en el programa GALA
57
Fig
ura
58
Im
pre
sioacute
n d
e re
sult
ado
s d
el p
rog
ram
a G
AL
A
58
55 Caso 5 Tablestacado anclado en suelo arcilloso en presencia de nivel freaacutetico5
De la figura siguiente resolver
a Determine la profundidad teoacuterica de empotramiento
b Calcule la fuerza en el ancla por unidad de longitud de muro tablestaca
L1 = 108 ft
L2 = 216 ft
Figura 59
l1 = 54 ft
γ = 108 lbftsup3
γsat = 1272 lbftsup3
φ = 35ordm
c= 850 lbftsup2
Solucioacuten
Parte a
Ka = tansup2 ( 45 - φ2 ) = tansup2 ( 45 - 322 ) = 0271
γrsquo= γsat ndash γw = 1272 - 624 = 648 lbftsup3
p1 = γL1Ka = ( 0108 ) ( 108 ) ( 0271 ) = 0316 klbftsup2
p2 = ( γL1+ γrsquoL2 ) Ka = [ ( 0108 ) ( 108 ) + ( 00648 ) ( 216 ) ] ( 0271 ) = 0695 klbftsup2
P1 = frac12 p1L1 + p1L2 + frac12 ( p2 - p1 ) L2
5 Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 492
59
P1 = frac12 ( 0316 ) ( 108 ) + ( 0316 ) ( 216 ) + frac12 ( 0695 - 0316 ) ( 216 ) = 1706 + 6826
+ 4093
P1 = 12625 klbft
Ž1= Σ ME respecto a la liacutenea del dragado =
P1
Ž1= ( 1706 ) ( 216 + ⅓ 108 ) ) + ( 6826 ) ( 108 ) + ( 4093 ) ( ⅓ ( 216 ) ) = 1158 ft
12625
P6 = 4c - ( γL1 + γrsquoL2 ) = ( 4 ) ( 0850 ) - [ ( 0108 ) ( 108 ) + ( 00648 ) ( 216 ) ]
P6 = 0834 klbftsup2
D = p6Dsup2 + 2p6D ( L1 + L2 - l1 ) - 2P1 ( L1 + L2 - l1 ndash ž 1 ) = 0
D = 0834Dsup2 + ( 2 ) ( 0834 ) ( D ) ( 27 ) - ( 2 ) ( 12625 ) ( 1542 ) = 0
Dsup2 + 54D - 46685 = 0
D = 76 ft
Parte b
F = P1 - p6D = 12625 - ( 0834 ) ( 76 ) = 629 Klbft
En la figura 510 se muestra la solucioacuten del caso 5 resuelto en el programa GALA
60
Fig
ura
51
0 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
61
56 Caso 6 Entibacioacuten en suelo arenoso con cuatro codales6
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en un suelo arenoso
L1 = 3ft
L= 27ft L2 = 6ft
L3 = 6ft
L4 = 6ft
L5 = 6ft
S= 8ft
Figura 511
Arena
γ = 105 lbftsup3
φ = 35deg
c = 0
σadm= 25000 lbinsup2
Solucioacuten
Figura 512 Diagrama de
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
Pa = 065 ( 105 ) ( 27 ) tansup2 ( 45 - 352 ) = 49937 lbftsup2
6Braja M Das Principles of Geotechnical Engineering third edition Editorial ITP1994 pag462
62
presiones en arena Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B y C
Para A
6A = 49937 ( 9 ) ( 92 ) = 337075 lbft
Para B1
B1 = 49937 ( 9 ) ndash 337075 = 112358 lbft
Para C
6C1= 49937 ( 6 ) ( 62 ) = 149811 lbft
Para B2
B2 = 49937 ( 6 ) - 1449811 = 149811 lbft
Para B
B= B1 + B2 = 112358 + 149811 = 262169 lbft
Para D
6 D = 49937 ( 12 ) ( 122 ) = 599244 lbft
Para C2
C2 = 49937 ( 12 ) - 599244 = 0
Para C
C1 + C2 = C
149811 + 0 = 149811 lbft
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( S ) = 337075 ( 8 ) = 26965 lb
Pb = B ( S ) = 262169 ( 8 ) = 20973 lb
63
Pc= C ( S ) = 149811 ( 8 ) = 11985 lb
Pd= D ( S ) = 599244 ( 8 ) = 47939 lb
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 337075 ) ( 8sup2 ) = 26966 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 26966 ( 12 ) = 1294 insup3ft
σadm 25000
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 262169 ) ( 8sup2 ) = 209735 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 209735 ( 12 ) = 1048 insup3ft
σadm 25000
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (149811) ( 8sup2 ) = 119849 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 209735 ( 12 ) = 599 insup3ft
σadm 25000
64
En D
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (599244) ( 8sup2 ) = 479395 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 479395 ( 12 ) = 2301 insup3ft
σadm 25000
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 3
En x = 0
En x = 3
M = frac12 ( -49937 xsup2)
M = 0
M = -224716 lb-ft
3 le x le 9
En x = 9
M = frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 )
M = 0 lb-ft
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 675
120597119910
120597119909 frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 )
-49937 x + 337075 = 0 x = 675 ft
M = 126403 lb-ft
9 le x le 15
En x = 15
frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 ) + 262169 ( x ndash 9 )
M= 0 lb-ft
Momento maacuteximo 120597119910
120597119909 frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 ) + 262169 ( x ndash 9 )
65
entre el puntal
B y C
En x = 12
-49937 x + 337075 +262169 = 0 x = 12 ft
M = 224716 lb-ft
15 le x le 21
En x = 21
frac12( -49937 xsup2) + 337075 (x ndash 3) + 262169 (x ndash 9) + 149811 (x ndash 15)
M= -888964 lb-ft
21 le x le 27
En x = 21
M = frac12( -49937 xsup2) + 337075 (x ndash 3) + 262169 (x ndash 9) + 149811 (x ndash
15) + 599244 (x- 21)
M= 0 lb-ft
Mmax = 888964 lb-ft
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 888964 ( 12 ) = 431 insup3ft
σadm 25000
Diagrama de momentos
E
X
C
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 513 Diagrama de Momentos Caso 6
S
U
E
L
O
La figura 514 muestra la solucioacuten de caso 6 resuelto en el programa GALA
66
Fig
ura
51
4 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
67
57 Caso 7 Entibacioacuten en suelo arenoso con tres codales7
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en un suelo arenoso
L1 = 1 m
L= 7 m L2 = 2 m
L3 = 2 m
L4 = 2 m
S= 5 m
Figura 515
Arena
γ = 16 knmsup3
φ = 30deg
c = 0
Solucioacuten
Figura 516 Diagrama de
presiones en arena
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
065 ( 16 ) ( 7 ) tansup2 ( 45 - 302 ) = 2427 knmsup2
7 Braja M Das Fundamentos de Ingenieriacutea Geoteacutecnica primera edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 479
68
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
2A = ( 2427 ) ( 3115 ) = 5461 kNm
Para B1
B1 = 2427 ( 3 ) - 5461 = 1820 kNm
Para C
2C = 2427 ( 4 ) ( 2 ) = 9708 kNm
Para B2
B2 = 2427 ( 4 ) - 9708 = 0 kNm
B= B1+B2= 1820 kNm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa= A ( 5 ) = 5460 ( 5 )= 27300 kN
Pb= B ( 5 ) = 1820 ( 5 ) = 9100 kN
Pc= C ( 5 ) = 9708 ( 5 ) = 48540 Kn
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5460) ( 5sup2 ) = 17063 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 17063 (1000) = 98913 cmsup3m
σadm 1725
69
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 1820 ) ( 5sup2 ) = 5686 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 5686 (1000) = 32971 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (9708) ( 5sup2 ) = 30334 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 30334 (1000) = 175870 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = frac12 ( -2427 xsup2)
M = 0
M = -1213 kn-m
1 le x le 3
En x = 3
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
120597119910
120597119909 frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
70
A y B
En x = 225
-2427 x + 5460 = 0 x = 225 m
M = 683 kn-m
3 le x le 5
En x = 5
frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 ) + 1820 ( x ndash 3 )
M= -4853 kn-m
5 le x le 7
En x = 7
frac12( -2427 xsup2) + 5460 (x ndash 1) + 1820 (x ndash 3) + 9708 (x ndash 5)
M= 0 lb-ft
Mmax = 4853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 4853 ( 1000 ) = 28133 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 517 Diagrama de Momentos Caso 7
S
U
E
L
O
La figura 518 muestra la solucioacuten de caso 7 resuelto en el programa GALA
71
Fig
ura
51
8 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
72
58 Caso 8 Entibacioacuten en arcilla suave o blanda con 3 codales8
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1m
L= 7m L2 = 3m
L3 = 2m
L4 = 1m
S= 5 m
Figura 519
Arcilla suave
γ= 1750 knmsup3
φ= 0ordm
c= 30 knmsup2
Solucioacuten
Figura 520 Diagrama de presiones
de una arcilla suave o blanda
Diagrama de peck
γ H = ( 1750 ) ( 7 ) = 408
c 30
Pa= γ H ( 1 - 4Cu ) = ( 1750 ) ( 7 ) ( 1 ndash 4 ( 30 ) = 250 knmsup2
γ H 1750 ( 7 )
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 1750 ) ( 7 ) = 3675 knmsup2
8 Braja M Das Fundamentos de Ingenieriacutea Geoteacutecnica primera edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 492
73
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 3675 ) ( 225 ) ( 1125 ) + ( 283 ) ( 3216 ) = 6138 knm
Para B1
B1 = ( 3675 ) ( 225 ) ndash 6138 + 3216 = 5347 knm
Para C
2C = ( 3675 ) ( 3 ) ( 15 ) = 8269 knm
Para B2
B2 = ( 3675 ) ( 3 ) ndash 8269 = 2756 knm
Para B
B = B1 + B2 = 5347 + 2756 = 8103 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 6138 ( 5 ) = 30689 kN
Pb = B ( 5 ) = 8103 ( 5 ) = 40514 kN
Pc = C ( 5 ) = 8269 ( 5 ) = 41345 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 6138) ( 5sup2 ) = 19181 kn-m
8 8
74
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 19181 (1000) = 111194 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 8103 ) ( 5sup2 ) = 25322 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 25322 (1000) = 146793 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (8269) ( 5sup2 ) = 25141 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 25841 (1000) = 149801 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -3675 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -350 kn-m
75
1 le x le 175
En x = 175
M = -3675 xsup3 + 6138 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2728 kn-m
175 le x le 4
En x = 4
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 254
120597119910
120597119909 [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
6138 ( x ndash 1 )
-3675 x + 9353 = 0 x = 254 m
M = 3889 kn-m
4 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 )
M= -1838 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 475
120597119910
120597119909 [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 )
-3675 x + 17456 = 0 x = 475 m
M = 1034 kn-m
6 le x le 7
En x = 7
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 ) + 5347 ( x ndash 6 )
M= 0 kn-m
76
Mmax = 3853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 3853 ( 1000 ) = 22336 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 521 Diagrama de Momentos Caso 8
S
U
E
L
O
La figura 522 muestra la solucioacuten del caso 8 resuelto en el programa GALA
77
Fig
ura
52
2 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
78
59 Caso 9 Entibacioacuten en suelo arenoso con tres puntales9
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arenoso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 2 m
L3 = 2 m
L4 = 2 m
S= 2 m
Solucioacuten
Figura 523
Arena
γ= 16 knmsup3
φ= 30ordm
c= 0 knmsup2
Figura 524 Diagrama de
presiones en arena
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
065 ( 16 ) ( 7 ) tansup2 ( 45 - 302 ) = 2427 knmsup2
9 Braja M Das Principles of Geotechnical Engineering third edition Editorial ITP1994 paacuteg 452
79
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
2A = ( 2427 ) ( 3115 ) = 5461 knm
Para B1
B1 = 2427 ( 3 ) - 5461 = 1820 knm
Para C
2C = 2427 ( 4 ) ( 2 ) = 9708 = 9708 knm
Para B2
B2 = 2427 ( 4 ) - 9708 = 0 knm
B = B1 + B2 = 1820 knm
Fuerzas en los puntales
PA= A ( S ) = 5460 ( 2 ) = 10920 kn
PB = B ( S ) = 1820 ( 2 ) = 3640 kn
PC = C ( S ) = 9708 ( 2 ) = 19416 kn
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5460) ( 2sup2 ) = 273 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 2730 (1000) = 15826 cmsup3m
σadm 1725
80
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 1820 ) ( 2sup2 ) = 910 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 910 (1000) = 5275 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (9708) ( 2sup2 ) = 4854 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 4854 (1000) = 28139 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = frac12 ( -2427 xsup2)
M = 0
M = -1213 kn-m
1 le x le 3
En x = 3
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
120597119910
120597119909 frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
-2427 x + 5460 = 0 x = 225 m
81
A y B
En x = 225
M = 683 kn-m
3 le x le 5
En x = 5
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 ) + 1820 ( x ndash 3 )
M= -4853 kn-m
5 le x le 7
En x = 7
M = frac12( -2427 xsup2) + 5460 (x ndash 1) + 1820 (x ndash 3) + 9708 (x ndash 5)
M= 0 lb-ft
Mmax = 4853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 4853 ( 1000 ) = 28133 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 525 Diagrama de Momentos Caso 9
S
U
E
L
O
La figura 526 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
82
Fig
ura
52
6 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
83
510 Caso 10 Entibacioacuten en arcilla dura con 3 codales10
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 25 m
L3 = 25 m
L4 = 1 m
S= 3 m
Figura 527
Arena
γ= 18 knmsup3
φ= 0ordm
c= 35 knmsup2
Solucioacuten
Figura 528 Diagrama de presiones
de una arcilla dura
Diagrama de peck
γ H = ( 1800) ( 7 ) = 360
c 35
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 18 ) ( 7 ) = 378 knmsup2
10
Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 531
84
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 378 ) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B1
B1 = (378) ( 175 ) ndash 5402 + 3308 = 4520 knm
Para C
2C = (378) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B2
B2 = (378) ( 175 ) ndash ( 5402 ) + ( 3308 ) = 4520 knm
Para B
B = B1 + B2 = 4520 + 4520 = 9040 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Pb = B ( 5 ) = 9040 ( 3 ) = 27120 kN
Pc = C ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
85
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 9040 ) ( 3sup2 ) = 1017 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 1017 (1000) = 58957 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -360 kn-m
86
1 le x le 175
En x = 175
M = -378 xsup3 + 5402 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2122 kn-m
175 le x le 35
En x = 35
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 230
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
-378 x + 8709 = 0 x = 230 m
M = 2703 kn-m
35 le x le 525
En x = 525
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
M= 2122 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 469
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
-378 x + 17750 = 0 x = 469 m
M = 2703 kn-m
525 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 378 xsup3 - frac12( 378 ( x ndash 525 )sup2 )
6 ( 025 (7) )
M= -360 kn-m
6 le x le 7 M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 )
87
En x = 7
+ 5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 5402 ( x ndash 6 )
- frac12 ( 378 ( x ndash 525 )sup2 ) + 378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M= 0 kn-m
Mmax = 2703 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 2703 ( 1000 ) = 15669 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 529 Diagrama de Momentos Caso 10
S
U
E
L
O
La figura 530 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
88
Fig
ura
53
0 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
89
Una vez resueltos los ejercicios manualmente se obtuvo el resultado real y con el paquete
interactivo se obtuvo el resultado aproximado estos se comparan para mostrar la bondad del
programa GALA( Ver Tablas 51 a 510)
Caso 1
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 71 703 m 007 099
Longitud Total de
Tablestaca 121 1203 m 007 058
Momento Maacuteximo 20939 20957 kN-mm -018 -009
Seccioacuten Requerida 121738 121494 cmsup3m 244 020
Tabla 51 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 2
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 611 596 m 015 246
Longitud Total de
Tablestaca 1111 1096 m 015 135
Momento Maacuteximo ----- 2238 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 129742 cmsup3m ----- -----
Tabla 52 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 3
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 345 341 m 004 116
Longitud Total de
Tablestaca 895 891 m 004 045
Momento Maacuteximo 12742 12757 kN-mm -015 -012
Seccioacuten Requerida 74081 73759 cmsup3m 322 043
Tabla 53 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
90
Caso 4
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 533 53 m 003 056
Longitud Total de Tablestaca 1448 1445 m 003 021
Momento Maacuteximo ----- 35063 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 166967 cmsup3m ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 11487 11567 kN -08 -070
Separacioacuten entre Anclas ----- 086 m ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 1142 m ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 9968 kN ----- -----
Tabla 54 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 5
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 114 1136 ft 004 035
Longitud Total de Tablestaca 438 4376 ft 004 009
Momento Maacuteximo ----- 1383 kLb-ftft ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 663 insup3ft ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 629 314 kLb 315 5008
Separacioacuten entre Anclas ----- 527 ft ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 3475 ft ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 1657 kLb ----- -----
Tabla 55 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
91
Caso 6
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 2696 2697 kLb -001 -004
Fuerza en Puntal B 2097 2097 kLb 0 000
Fuerza en Puntal C 1198 1198 kLb 0 000
Fuerza en Puntal D 4793 4794 kLb -001 -002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 1294 394 insup3ft 9 6955
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 1048 307 insup3ft 741 7071
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 599 175 insup3ft 424 7078
Seccioacuten Requerida en
Larguero D 2301 701 insup3ft 16 6954
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 431 431 insup3ft 0 000
Tabla 56 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 7
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 273 273 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 91 91 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 4854 48534 kN 006 001
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 98913 98914 cmsup3m -001 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 32971 32971 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 17587 175846 cmsup3m 024 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 57 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
92
Caso 8
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 30689 30689 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 40514 40514 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 41344 41344 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 111194 111191 cmsup3m 003 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 146793 146791 cmsup3m 002 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 149801 149796 cmsup3m 005 000
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 22336 22547 cmsup3m -211 -094
Tabla 58 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 9
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 1092 1092 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 364 364 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 19416 19413 kN 003 002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 15826 15856 cmsup3m -03 -019
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 5275 5275 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 28139 28135 cmsup3m 004 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 59 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
93
Caso 10
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 16207 16207 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 2712 27122 kN -002 -001
Fuerza en Puntal C 16207 16207 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 58957 5896 cmsup3m -003 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 15669 15668 cmsup3m 001 001
Tabla 510 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Al revisar las comparaciones en el caso de tablestacado se obtubo un porcentaje alto el cual
se trata de la fuerza del ancla obtenida en el Caso 5 en el caacutelculo se encontroacute que se consideroacute
la DTeoacuterica en lugar de la D la cual ya estaacute afectada por el factor de seguridad demostrando
que el error se encuentra en el ejercicio resuelto manualmente
Los porcentajes de la profundidad de penetracioacuten de la tablestaca se consideran relativamente
altos pero hay que resaltar que su caacutelculo es por iteraciones y se busca un valor cerca del 0
mientras que el programa trata de resolver el valor lo maacutes cercano a 0 obteniendo asiacute maacutes
presicioacuten
En los casos de Entibacioacuten se presenta un error relativo que es un error fatal en el caacutelculo de
los largueros que ocurre en el Caso 6 esto fue inquietante puesto que el porcentaje resulta
superior al cincuenta por ciento esto obligoacute a revisar cuidadosamente el paquete en lo
94
referente a la conversioacuten de unidades en el cual su programacioacuten en el Sistema Ingleacutes que se
basa en el uso de factores de conversioacuten para resolver en Sistema Meacutetrico y asiacute regresar de
nuevo los valores en Sistema Ingleacutes
Se encontroacute un error dimensional el cual no se localizoacute pero se refleja en la seccioacuten requerida
en los largueros lo cual tambieacuten obligo a realizar una revisioacuten minuciosa en todos los
algoritmos del programa Obteniendo asiacute en la totalidad de los casos resueltos en Sistema
Ingleacutes y en Sistema Meacutetrico un factor de 001860 para la conversioacuten de cmsup3m a insup3ft Factor
que no se cumple en el caacutelculo de largueros realizado manualmente Se encontroacute que el valor
estaacute aumentado por 328 veces lo cual es el mismo valor de conversioacuten de metros a pies
demostrando la confiabilidad y bondad del programa GALA
Teniendo confianza en lo anterior se resuelven con el paquete aquellos casos cuando no
propone el elemento estructural que exista en el mercado En los casos analizados en este
estudio de Tablestacado siempre propone el elemento estructural pero en Entibacioacuten no
existen codales que cumplan las caracteriacutesticas que el ejercicio solicita por lo que es necesario
volver a calcular hasta encontrar la propuesta del programa de un codal adecuado
simplemente modificando la separacioacuten horizontal entre ellos en el caso de no llegar a
solucionarse asiacute el problema se recomienda modificar las separaciones verticales entre
codales respetando el uacuteltimo valor de separacioacuten entre la plantilla de la excavacioacuten y el uacuteltimo
codal
95
Fig
ura
53
1 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 6
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
96
Fig
ura
53
2 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 7
y C
aso
9 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
97
Fig
ura
53
3 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 8
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
98
Fig
ura
53
4 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 1
0 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
Page 8
51
53 Caso 3 Tablestacado en suelo arcilloso en presencia de nivel freaacutetico3
Refieacuterase a la figura 55 Para tablestaca determine
a Profundidad teoacuterica y real de penetracioacuten Use Dreal = 15Dteoriacutea
b Tamantildeo miacutenimo de seccioacuten de tablestaca necesaria Use σadm= 172 MNmsup2
L1 =200 m
L2 = 350 m
Figura 55
γ = 150 knmsup3
γsat=190 knmsup3
φ = 32deg
C = 50 knmsup2
Solucioacuten
Parte a
Ka = tansup2 ( 45 -φ2 ) = tansup2 ( 45 - 322 ) = 0307
P1 = γL1Ka = ( 15 ) ( 2 ) ( 0307 ) = 921 knmsup2
P2 = ( γ L1 + γrsquoL2 ) Ka = [ ( 15 ) ( 2 ) + ( 19 - 981 ) ( 35 ) ] ( 0307 ) =1908 knmsup2
P1 = frac12 p1L1 + p1L2 + frac12 ( p2 - p1 ) L2
P1 = frac12 ( 921 ) ( 2 ) + ( 921 ) ( 35 ) + frac12 ( 1908 - 921 ) ( 35 ) = 921 + 3224 + 1727
3 Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 472
52
P1 = 5872 knm
Ž1 = Σ ME = 1 [ 921 ( 35 + ⅔) + 3224 ( (frac12) 35 ) ] + ( 1727 ) ( ( ⅓) 35 ) ] = 1957 m
p1 5872
Dteoacuterico = Dsup2 [ 4c - ( γL1 + γrsquoL2 ) ] - 2DP1 - P1 ( P1 + 12cž1 ) = 0
( γL1 + γrsquoL2 ) + 2c
Dsup2 ( 4 ) ( 50 ) - [ ( 15 ) ( 2 ) + ( 19 - 981 ) ( 35 ) ] ndash ( 2 ) ( D ) ( 5872 ) -
5872 [ 5872 + ( 12 ) ( 50 ) ( 1957 ) ] = 0
[ ( 15 ) ( 2 ) + ( 19 - 981 ) ( 35 ) ] + ( 5 ) ( 50 )
13784 Dsup2 - 11744 D - 44644 = 0 D tiende a 23 m
Dreal = 15Dteoacuterica = ( 15 ) ( 23 ) = 345 m
Parte b
Zrsquo = P1 = P1 = 5872 = 0426 m
P6 4c - ( γL1 + γrsquoL2 ) ( 4 ) ( 50 ) - [ ( 15 ) ( 2 ) + ( 19 - 981 ) ( 35 ) ]
Mmaacutex = P1 ( zrsquo + ž1 ) - frac12 p6zrsquosup2 = P1 ( zrsquo + ž1 ) - [ 4c - ( γL1 + γrsquoL2 ) ] zrsquosup2 =
Mmaacutex = ( 5872 ) ( 0426 + 1957 ) - ( 4 ) ( 50 ) - [ ( 15 ) ( 2 ) + ( 19 - 981 ) ( 35 ) ]
frac12( 0426 )sup2
Mmaacutex = 12742 knmm
S= Mmaacutex = 12742 = 0741 E -3 msup3m de tablaestaca
Σadm 172 E 3
La figura 56 muestra la solucioacuten del caso 3 resuelto en el programa GALA
53
Fig
ura
56
Im
pre
sioacute
n d
e re
sult
ado
s d
el p
rog
ram
a G
AL
A
54
54 Caso 4 Tablestacado anclado en suelo arenoso en presencia de nivel freaacutetico4
Refieacuterase a la figura 57
a Determine las profundidades teoacuterica y real de penetracioacuten Nota Dreal =13Dteoacuterica
b Encuentre la fuerza en el ancla por unidad de longitud de la tablestaca
L1 =305 m
L2=61 m
Figura 57
l1= 153m
l2= 152m
c=0
φ=30ordm
γ=16 knmsup3
γsat= 195 knmsup3
Solucioacuten
Parte a
Ka = tansup2 ( 45 - φ2 ) = tansup2 (45 - 302 ) = 13
Kp = tansup2 ( 45 + φ2 ) = tansup2 ( 45 + 302 ) = 3
Ka ndash Kp = 3 - 0333 = 2667
γrsquo = γsat ndash γw = 195 - 981 = 969 knmsup3
p1 = γL1Ka = ( 16 ) ( 305 ) ( 13 ) = 1627 knmsup2
4 Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 479
55
p2 = ( γL1 + γrsquoL2 ) Ka = [ ( 16 ) ( 305 ) + ( 969 ) ( 61 ) ] 13 = 3597 knmsup2
L3 = p2 = 3597 = 139 m
γrsquo ( Kp ndash Ka ) ( 969 ) ( 2667 )
P = frac12p1L1 + p1L2 + frac12 ( p2 - p1 ) L2 + frac12p2L3
P = ( frac12 ) ( 1627 ) ( 305 ) + ( 1627 ) ( 61 ) + frac12 ( 3597 - 1627 ) ( 61 ) + frac12 ( 3597 ) ( 139 )
2418 + 9925 + 6001 + 250 =
P = 20907 knm
Ž= ΣMEP
Ž= [ ( 2418 ) ( 139 + 61 + 305 ( ⅓ ) ) + ( 9925 ) ( 139 + ( 6 ) ( acute ) ) + ( 6001 ) (139 +
6 ( ⅓ ) ) + ( 250 ) ( ( 2 ) (139 ) ( ⅓ ) ) ] 1 ( 20907 )
Ž= 421 m
L4 = 11987143 +151198714
2 ( l2 + L2 + L3 ) - 3P [ ( L1 + L2 + L3 ) - ( ž + l1 ) ] = 0
γrsquo ( Kp ndash Ka )
11987143 + 151198714
2 ( 152 + 61 + 139 ) - ( 3 ) ( 20907 ) [ ( 305 + 61 + 139 ) -( 421 + 153 ) ]
(969)(2667)
L4 = 27 m
Dteoacuterica = L3 + L4 = 139 + 27 = 409 tiende a 41 m
Dreal = 13Dteoacuterica = ( 13 ) ( 41 ) = 533 m
56
Parte b
F = P- frac12 γrsquo( Kp ndash Ka ) L4sup2 = 20907 - frac12 ( 969 ) ( 2667 ) ( 27 )sup2 = 11487 knm tiende a 115
kNm
La figura 58 muestra la solucioacuten del caso 4 resuelto en el programa GALA
57
Fig
ura
58
Im
pre
sioacute
n d
e re
sult
ado
s d
el p
rog
ram
a G
AL
A
58
55 Caso 5 Tablestacado anclado en suelo arcilloso en presencia de nivel freaacutetico5
De la figura siguiente resolver
a Determine la profundidad teoacuterica de empotramiento
b Calcule la fuerza en el ancla por unidad de longitud de muro tablestaca
L1 = 108 ft
L2 = 216 ft
Figura 59
l1 = 54 ft
γ = 108 lbftsup3
γsat = 1272 lbftsup3
φ = 35ordm
c= 850 lbftsup2
Solucioacuten
Parte a
Ka = tansup2 ( 45 - φ2 ) = tansup2 ( 45 - 322 ) = 0271
γrsquo= γsat ndash γw = 1272 - 624 = 648 lbftsup3
p1 = γL1Ka = ( 0108 ) ( 108 ) ( 0271 ) = 0316 klbftsup2
p2 = ( γL1+ γrsquoL2 ) Ka = [ ( 0108 ) ( 108 ) + ( 00648 ) ( 216 ) ] ( 0271 ) = 0695 klbftsup2
P1 = frac12 p1L1 + p1L2 + frac12 ( p2 - p1 ) L2
5 Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 492
59
P1 = frac12 ( 0316 ) ( 108 ) + ( 0316 ) ( 216 ) + frac12 ( 0695 - 0316 ) ( 216 ) = 1706 + 6826
+ 4093
P1 = 12625 klbft
Ž1= Σ ME respecto a la liacutenea del dragado =
P1
Ž1= ( 1706 ) ( 216 + ⅓ 108 ) ) + ( 6826 ) ( 108 ) + ( 4093 ) ( ⅓ ( 216 ) ) = 1158 ft
12625
P6 = 4c - ( γL1 + γrsquoL2 ) = ( 4 ) ( 0850 ) - [ ( 0108 ) ( 108 ) + ( 00648 ) ( 216 ) ]
P6 = 0834 klbftsup2
D = p6Dsup2 + 2p6D ( L1 + L2 - l1 ) - 2P1 ( L1 + L2 - l1 ndash ž 1 ) = 0
D = 0834Dsup2 + ( 2 ) ( 0834 ) ( D ) ( 27 ) - ( 2 ) ( 12625 ) ( 1542 ) = 0
Dsup2 + 54D - 46685 = 0
D = 76 ft
Parte b
F = P1 - p6D = 12625 - ( 0834 ) ( 76 ) = 629 Klbft
En la figura 510 se muestra la solucioacuten del caso 5 resuelto en el programa GALA
60
Fig
ura
51
0 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
61
56 Caso 6 Entibacioacuten en suelo arenoso con cuatro codales6
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en un suelo arenoso
L1 = 3ft
L= 27ft L2 = 6ft
L3 = 6ft
L4 = 6ft
L5 = 6ft
S= 8ft
Figura 511
Arena
γ = 105 lbftsup3
φ = 35deg
c = 0
σadm= 25000 lbinsup2
Solucioacuten
Figura 512 Diagrama de
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
Pa = 065 ( 105 ) ( 27 ) tansup2 ( 45 - 352 ) = 49937 lbftsup2
6Braja M Das Principles of Geotechnical Engineering third edition Editorial ITP1994 pag462
62
presiones en arena Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B y C
Para A
6A = 49937 ( 9 ) ( 92 ) = 337075 lbft
Para B1
B1 = 49937 ( 9 ) ndash 337075 = 112358 lbft
Para C
6C1= 49937 ( 6 ) ( 62 ) = 149811 lbft
Para B2
B2 = 49937 ( 6 ) - 1449811 = 149811 lbft
Para B
B= B1 + B2 = 112358 + 149811 = 262169 lbft
Para D
6 D = 49937 ( 12 ) ( 122 ) = 599244 lbft
Para C2
C2 = 49937 ( 12 ) - 599244 = 0
Para C
C1 + C2 = C
149811 + 0 = 149811 lbft
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( S ) = 337075 ( 8 ) = 26965 lb
Pb = B ( S ) = 262169 ( 8 ) = 20973 lb
63
Pc= C ( S ) = 149811 ( 8 ) = 11985 lb
Pd= D ( S ) = 599244 ( 8 ) = 47939 lb
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 337075 ) ( 8sup2 ) = 26966 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 26966 ( 12 ) = 1294 insup3ft
σadm 25000
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 262169 ) ( 8sup2 ) = 209735 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 209735 ( 12 ) = 1048 insup3ft
σadm 25000
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (149811) ( 8sup2 ) = 119849 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 209735 ( 12 ) = 599 insup3ft
σadm 25000
64
En D
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (599244) ( 8sup2 ) = 479395 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 479395 ( 12 ) = 2301 insup3ft
σadm 25000
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 3
En x = 0
En x = 3
M = frac12 ( -49937 xsup2)
M = 0
M = -224716 lb-ft
3 le x le 9
En x = 9
M = frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 )
M = 0 lb-ft
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 675
120597119910
120597119909 frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 )
-49937 x + 337075 = 0 x = 675 ft
M = 126403 lb-ft
9 le x le 15
En x = 15
frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 ) + 262169 ( x ndash 9 )
M= 0 lb-ft
Momento maacuteximo 120597119910
120597119909 frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 ) + 262169 ( x ndash 9 )
65
entre el puntal
B y C
En x = 12
-49937 x + 337075 +262169 = 0 x = 12 ft
M = 224716 lb-ft
15 le x le 21
En x = 21
frac12( -49937 xsup2) + 337075 (x ndash 3) + 262169 (x ndash 9) + 149811 (x ndash 15)
M= -888964 lb-ft
21 le x le 27
En x = 21
M = frac12( -49937 xsup2) + 337075 (x ndash 3) + 262169 (x ndash 9) + 149811 (x ndash
15) + 599244 (x- 21)
M= 0 lb-ft
Mmax = 888964 lb-ft
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 888964 ( 12 ) = 431 insup3ft
σadm 25000
Diagrama de momentos
E
X
C
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 513 Diagrama de Momentos Caso 6
S
U
E
L
O
La figura 514 muestra la solucioacuten de caso 6 resuelto en el programa GALA
66
Fig
ura
51
4 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
67
57 Caso 7 Entibacioacuten en suelo arenoso con tres codales7
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en un suelo arenoso
L1 = 1 m
L= 7 m L2 = 2 m
L3 = 2 m
L4 = 2 m
S= 5 m
Figura 515
Arena
γ = 16 knmsup3
φ = 30deg
c = 0
Solucioacuten
Figura 516 Diagrama de
presiones en arena
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
065 ( 16 ) ( 7 ) tansup2 ( 45 - 302 ) = 2427 knmsup2
7 Braja M Das Fundamentos de Ingenieriacutea Geoteacutecnica primera edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 479
68
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
2A = ( 2427 ) ( 3115 ) = 5461 kNm
Para B1
B1 = 2427 ( 3 ) - 5461 = 1820 kNm
Para C
2C = 2427 ( 4 ) ( 2 ) = 9708 kNm
Para B2
B2 = 2427 ( 4 ) - 9708 = 0 kNm
B= B1+B2= 1820 kNm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa= A ( 5 ) = 5460 ( 5 )= 27300 kN
Pb= B ( 5 ) = 1820 ( 5 ) = 9100 kN
Pc= C ( 5 ) = 9708 ( 5 ) = 48540 Kn
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5460) ( 5sup2 ) = 17063 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 17063 (1000) = 98913 cmsup3m
σadm 1725
69
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 1820 ) ( 5sup2 ) = 5686 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 5686 (1000) = 32971 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (9708) ( 5sup2 ) = 30334 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 30334 (1000) = 175870 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = frac12 ( -2427 xsup2)
M = 0
M = -1213 kn-m
1 le x le 3
En x = 3
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
120597119910
120597119909 frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
70
A y B
En x = 225
-2427 x + 5460 = 0 x = 225 m
M = 683 kn-m
3 le x le 5
En x = 5
frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 ) + 1820 ( x ndash 3 )
M= -4853 kn-m
5 le x le 7
En x = 7
frac12( -2427 xsup2) + 5460 (x ndash 1) + 1820 (x ndash 3) + 9708 (x ndash 5)
M= 0 lb-ft
Mmax = 4853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 4853 ( 1000 ) = 28133 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 517 Diagrama de Momentos Caso 7
S
U
E
L
O
La figura 518 muestra la solucioacuten de caso 7 resuelto en el programa GALA
71
Fig
ura
51
8 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
72
58 Caso 8 Entibacioacuten en arcilla suave o blanda con 3 codales8
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1m
L= 7m L2 = 3m
L3 = 2m
L4 = 1m
S= 5 m
Figura 519
Arcilla suave
γ= 1750 knmsup3
φ= 0ordm
c= 30 knmsup2
Solucioacuten
Figura 520 Diagrama de presiones
de una arcilla suave o blanda
Diagrama de peck
γ H = ( 1750 ) ( 7 ) = 408
c 30
Pa= γ H ( 1 - 4Cu ) = ( 1750 ) ( 7 ) ( 1 ndash 4 ( 30 ) = 250 knmsup2
γ H 1750 ( 7 )
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 1750 ) ( 7 ) = 3675 knmsup2
8 Braja M Das Fundamentos de Ingenieriacutea Geoteacutecnica primera edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 492
73
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 3675 ) ( 225 ) ( 1125 ) + ( 283 ) ( 3216 ) = 6138 knm
Para B1
B1 = ( 3675 ) ( 225 ) ndash 6138 + 3216 = 5347 knm
Para C
2C = ( 3675 ) ( 3 ) ( 15 ) = 8269 knm
Para B2
B2 = ( 3675 ) ( 3 ) ndash 8269 = 2756 knm
Para B
B = B1 + B2 = 5347 + 2756 = 8103 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 6138 ( 5 ) = 30689 kN
Pb = B ( 5 ) = 8103 ( 5 ) = 40514 kN
Pc = C ( 5 ) = 8269 ( 5 ) = 41345 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 6138) ( 5sup2 ) = 19181 kn-m
8 8
74
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 19181 (1000) = 111194 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 8103 ) ( 5sup2 ) = 25322 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 25322 (1000) = 146793 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (8269) ( 5sup2 ) = 25141 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 25841 (1000) = 149801 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -3675 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -350 kn-m
75
1 le x le 175
En x = 175
M = -3675 xsup3 + 6138 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2728 kn-m
175 le x le 4
En x = 4
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 254
120597119910
120597119909 [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
6138 ( x ndash 1 )
-3675 x + 9353 = 0 x = 254 m
M = 3889 kn-m
4 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 )
M= -1838 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 475
120597119910
120597119909 [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 )
-3675 x + 17456 = 0 x = 475 m
M = 1034 kn-m
6 le x le 7
En x = 7
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 ) + 5347 ( x ndash 6 )
M= 0 kn-m
76
Mmax = 3853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 3853 ( 1000 ) = 22336 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 521 Diagrama de Momentos Caso 8
S
U
E
L
O
La figura 522 muestra la solucioacuten del caso 8 resuelto en el programa GALA
77
Fig
ura
52
2 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
78
59 Caso 9 Entibacioacuten en suelo arenoso con tres puntales9
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arenoso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 2 m
L3 = 2 m
L4 = 2 m
S= 2 m
Solucioacuten
Figura 523
Arena
γ= 16 knmsup3
φ= 30ordm
c= 0 knmsup2
Figura 524 Diagrama de
presiones en arena
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
065 ( 16 ) ( 7 ) tansup2 ( 45 - 302 ) = 2427 knmsup2
9 Braja M Das Principles of Geotechnical Engineering third edition Editorial ITP1994 paacuteg 452
79
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
2A = ( 2427 ) ( 3115 ) = 5461 knm
Para B1
B1 = 2427 ( 3 ) - 5461 = 1820 knm
Para C
2C = 2427 ( 4 ) ( 2 ) = 9708 = 9708 knm
Para B2
B2 = 2427 ( 4 ) - 9708 = 0 knm
B = B1 + B2 = 1820 knm
Fuerzas en los puntales
PA= A ( S ) = 5460 ( 2 ) = 10920 kn
PB = B ( S ) = 1820 ( 2 ) = 3640 kn
PC = C ( S ) = 9708 ( 2 ) = 19416 kn
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5460) ( 2sup2 ) = 273 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 2730 (1000) = 15826 cmsup3m
σadm 1725
80
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 1820 ) ( 2sup2 ) = 910 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 910 (1000) = 5275 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (9708) ( 2sup2 ) = 4854 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 4854 (1000) = 28139 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = frac12 ( -2427 xsup2)
M = 0
M = -1213 kn-m
1 le x le 3
En x = 3
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
120597119910
120597119909 frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
-2427 x + 5460 = 0 x = 225 m
81
A y B
En x = 225
M = 683 kn-m
3 le x le 5
En x = 5
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 ) + 1820 ( x ndash 3 )
M= -4853 kn-m
5 le x le 7
En x = 7
M = frac12( -2427 xsup2) + 5460 (x ndash 1) + 1820 (x ndash 3) + 9708 (x ndash 5)
M= 0 lb-ft
Mmax = 4853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 4853 ( 1000 ) = 28133 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 525 Diagrama de Momentos Caso 9
S
U
E
L
O
La figura 526 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
82
Fig
ura
52
6 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
83
510 Caso 10 Entibacioacuten en arcilla dura con 3 codales10
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 25 m
L3 = 25 m
L4 = 1 m
S= 3 m
Figura 527
Arena
γ= 18 knmsup3
φ= 0ordm
c= 35 knmsup2
Solucioacuten
Figura 528 Diagrama de presiones
de una arcilla dura
Diagrama de peck
γ H = ( 1800) ( 7 ) = 360
c 35
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 18 ) ( 7 ) = 378 knmsup2
10
Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 531
84
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 378 ) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B1
B1 = (378) ( 175 ) ndash 5402 + 3308 = 4520 knm
Para C
2C = (378) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B2
B2 = (378) ( 175 ) ndash ( 5402 ) + ( 3308 ) = 4520 knm
Para B
B = B1 + B2 = 4520 + 4520 = 9040 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Pb = B ( 5 ) = 9040 ( 3 ) = 27120 kN
Pc = C ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
85
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 9040 ) ( 3sup2 ) = 1017 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 1017 (1000) = 58957 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -360 kn-m
86
1 le x le 175
En x = 175
M = -378 xsup3 + 5402 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2122 kn-m
175 le x le 35
En x = 35
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 230
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
-378 x + 8709 = 0 x = 230 m
M = 2703 kn-m
35 le x le 525
En x = 525
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
M= 2122 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 469
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
-378 x + 17750 = 0 x = 469 m
M = 2703 kn-m
525 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 378 xsup3 - frac12( 378 ( x ndash 525 )sup2 )
6 ( 025 (7) )
M= -360 kn-m
6 le x le 7 M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 )
87
En x = 7
+ 5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 5402 ( x ndash 6 )
- frac12 ( 378 ( x ndash 525 )sup2 ) + 378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M= 0 kn-m
Mmax = 2703 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 2703 ( 1000 ) = 15669 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 529 Diagrama de Momentos Caso 10
S
U
E
L
O
La figura 530 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
88
Fig
ura
53
0 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
89
Una vez resueltos los ejercicios manualmente se obtuvo el resultado real y con el paquete
interactivo se obtuvo el resultado aproximado estos se comparan para mostrar la bondad del
programa GALA( Ver Tablas 51 a 510)
Caso 1
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 71 703 m 007 099
Longitud Total de
Tablestaca 121 1203 m 007 058
Momento Maacuteximo 20939 20957 kN-mm -018 -009
Seccioacuten Requerida 121738 121494 cmsup3m 244 020
Tabla 51 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 2
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 611 596 m 015 246
Longitud Total de
Tablestaca 1111 1096 m 015 135
Momento Maacuteximo ----- 2238 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 129742 cmsup3m ----- -----
Tabla 52 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 3
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 345 341 m 004 116
Longitud Total de
Tablestaca 895 891 m 004 045
Momento Maacuteximo 12742 12757 kN-mm -015 -012
Seccioacuten Requerida 74081 73759 cmsup3m 322 043
Tabla 53 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
90
Caso 4
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 533 53 m 003 056
Longitud Total de Tablestaca 1448 1445 m 003 021
Momento Maacuteximo ----- 35063 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 166967 cmsup3m ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 11487 11567 kN -08 -070
Separacioacuten entre Anclas ----- 086 m ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 1142 m ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 9968 kN ----- -----
Tabla 54 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 5
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 114 1136 ft 004 035
Longitud Total de Tablestaca 438 4376 ft 004 009
Momento Maacuteximo ----- 1383 kLb-ftft ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 663 insup3ft ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 629 314 kLb 315 5008
Separacioacuten entre Anclas ----- 527 ft ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 3475 ft ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 1657 kLb ----- -----
Tabla 55 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
91
Caso 6
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 2696 2697 kLb -001 -004
Fuerza en Puntal B 2097 2097 kLb 0 000
Fuerza en Puntal C 1198 1198 kLb 0 000
Fuerza en Puntal D 4793 4794 kLb -001 -002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 1294 394 insup3ft 9 6955
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 1048 307 insup3ft 741 7071
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 599 175 insup3ft 424 7078
Seccioacuten Requerida en
Larguero D 2301 701 insup3ft 16 6954
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 431 431 insup3ft 0 000
Tabla 56 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 7
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 273 273 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 91 91 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 4854 48534 kN 006 001
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 98913 98914 cmsup3m -001 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 32971 32971 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 17587 175846 cmsup3m 024 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 57 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
92
Caso 8
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 30689 30689 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 40514 40514 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 41344 41344 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 111194 111191 cmsup3m 003 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 146793 146791 cmsup3m 002 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 149801 149796 cmsup3m 005 000
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 22336 22547 cmsup3m -211 -094
Tabla 58 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 9
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 1092 1092 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 364 364 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 19416 19413 kN 003 002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 15826 15856 cmsup3m -03 -019
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 5275 5275 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 28139 28135 cmsup3m 004 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 59 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
93
Caso 10
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 16207 16207 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 2712 27122 kN -002 -001
Fuerza en Puntal C 16207 16207 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 58957 5896 cmsup3m -003 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 15669 15668 cmsup3m 001 001
Tabla 510 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Al revisar las comparaciones en el caso de tablestacado se obtubo un porcentaje alto el cual
se trata de la fuerza del ancla obtenida en el Caso 5 en el caacutelculo se encontroacute que se consideroacute
la DTeoacuterica en lugar de la D la cual ya estaacute afectada por el factor de seguridad demostrando
que el error se encuentra en el ejercicio resuelto manualmente
Los porcentajes de la profundidad de penetracioacuten de la tablestaca se consideran relativamente
altos pero hay que resaltar que su caacutelculo es por iteraciones y se busca un valor cerca del 0
mientras que el programa trata de resolver el valor lo maacutes cercano a 0 obteniendo asiacute maacutes
presicioacuten
En los casos de Entibacioacuten se presenta un error relativo que es un error fatal en el caacutelculo de
los largueros que ocurre en el Caso 6 esto fue inquietante puesto que el porcentaje resulta
superior al cincuenta por ciento esto obligoacute a revisar cuidadosamente el paquete en lo
94
referente a la conversioacuten de unidades en el cual su programacioacuten en el Sistema Ingleacutes que se
basa en el uso de factores de conversioacuten para resolver en Sistema Meacutetrico y asiacute regresar de
nuevo los valores en Sistema Ingleacutes
Se encontroacute un error dimensional el cual no se localizoacute pero se refleja en la seccioacuten requerida
en los largueros lo cual tambieacuten obligo a realizar una revisioacuten minuciosa en todos los
algoritmos del programa Obteniendo asiacute en la totalidad de los casos resueltos en Sistema
Ingleacutes y en Sistema Meacutetrico un factor de 001860 para la conversioacuten de cmsup3m a insup3ft Factor
que no se cumple en el caacutelculo de largueros realizado manualmente Se encontroacute que el valor
estaacute aumentado por 328 veces lo cual es el mismo valor de conversioacuten de metros a pies
demostrando la confiabilidad y bondad del programa GALA
Teniendo confianza en lo anterior se resuelven con el paquete aquellos casos cuando no
propone el elemento estructural que exista en el mercado En los casos analizados en este
estudio de Tablestacado siempre propone el elemento estructural pero en Entibacioacuten no
existen codales que cumplan las caracteriacutesticas que el ejercicio solicita por lo que es necesario
volver a calcular hasta encontrar la propuesta del programa de un codal adecuado
simplemente modificando la separacioacuten horizontal entre ellos en el caso de no llegar a
solucionarse asiacute el problema se recomienda modificar las separaciones verticales entre
codales respetando el uacuteltimo valor de separacioacuten entre la plantilla de la excavacioacuten y el uacuteltimo
codal
95
Fig
ura
53
1 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 6
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
96
Fig
ura
53
2 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 7
y C
aso
9 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
97
Fig
ura
53
3 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 8
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
98
Fig
ura
53
4 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 1
0 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
Page 9
52
P1 = 5872 knm
Ž1 = Σ ME = 1 [ 921 ( 35 + ⅔) + 3224 ( (frac12) 35 ) ] + ( 1727 ) ( ( ⅓) 35 ) ] = 1957 m
p1 5872
Dteoacuterico = Dsup2 [ 4c - ( γL1 + γrsquoL2 ) ] - 2DP1 - P1 ( P1 + 12cž1 ) = 0
( γL1 + γrsquoL2 ) + 2c
Dsup2 ( 4 ) ( 50 ) - [ ( 15 ) ( 2 ) + ( 19 - 981 ) ( 35 ) ] ndash ( 2 ) ( D ) ( 5872 ) -
5872 [ 5872 + ( 12 ) ( 50 ) ( 1957 ) ] = 0
[ ( 15 ) ( 2 ) + ( 19 - 981 ) ( 35 ) ] + ( 5 ) ( 50 )
13784 Dsup2 - 11744 D - 44644 = 0 D tiende a 23 m
Dreal = 15Dteoacuterica = ( 15 ) ( 23 ) = 345 m
Parte b
Zrsquo = P1 = P1 = 5872 = 0426 m
P6 4c - ( γL1 + γrsquoL2 ) ( 4 ) ( 50 ) - [ ( 15 ) ( 2 ) + ( 19 - 981 ) ( 35 ) ]
Mmaacutex = P1 ( zrsquo + ž1 ) - frac12 p6zrsquosup2 = P1 ( zrsquo + ž1 ) - [ 4c - ( γL1 + γrsquoL2 ) ] zrsquosup2 =
Mmaacutex = ( 5872 ) ( 0426 + 1957 ) - ( 4 ) ( 50 ) - [ ( 15 ) ( 2 ) + ( 19 - 981 ) ( 35 ) ]
frac12( 0426 )sup2
Mmaacutex = 12742 knmm
S= Mmaacutex = 12742 = 0741 E -3 msup3m de tablaestaca
Σadm 172 E 3
La figura 56 muestra la solucioacuten del caso 3 resuelto en el programa GALA
53
Fig
ura
56
Im
pre
sioacute
n d
e re
sult
ado
s d
el p
rog
ram
a G
AL
A
54
54 Caso 4 Tablestacado anclado en suelo arenoso en presencia de nivel freaacutetico4
Refieacuterase a la figura 57
a Determine las profundidades teoacuterica y real de penetracioacuten Nota Dreal =13Dteoacuterica
b Encuentre la fuerza en el ancla por unidad de longitud de la tablestaca
L1 =305 m
L2=61 m
Figura 57
l1= 153m
l2= 152m
c=0
φ=30ordm
γ=16 knmsup3
γsat= 195 knmsup3
Solucioacuten
Parte a
Ka = tansup2 ( 45 - φ2 ) = tansup2 (45 - 302 ) = 13
Kp = tansup2 ( 45 + φ2 ) = tansup2 ( 45 + 302 ) = 3
Ka ndash Kp = 3 - 0333 = 2667
γrsquo = γsat ndash γw = 195 - 981 = 969 knmsup3
p1 = γL1Ka = ( 16 ) ( 305 ) ( 13 ) = 1627 knmsup2
4 Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 479
55
p2 = ( γL1 + γrsquoL2 ) Ka = [ ( 16 ) ( 305 ) + ( 969 ) ( 61 ) ] 13 = 3597 knmsup2
L3 = p2 = 3597 = 139 m
γrsquo ( Kp ndash Ka ) ( 969 ) ( 2667 )
P = frac12p1L1 + p1L2 + frac12 ( p2 - p1 ) L2 + frac12p2L3
P = ( frac12 ) ( 1627 ) ( 305 ) + ( 1627 ) ( 61 ) + frac12 ( 3597 - 1627 ) ( 61 ) + frac12 ( 3597 ) ( 139 )
2418 + 9925 + 6001 + 250 =
P = 20907 knm
Ž= ΣMEP
Ž= [ ( 2418 ) ( 139 + 61 + 305 ( ⅓ ) ) + ( 9925 ) ( 139 + ( 6 ) ( acute ) ) + ( 6001 ) (139 +
6 ( ⅓ ) ) + ( 250 ) ( ( 2 ) (139 ) ( ⅓ ) ) ] 1 ( 20907 )
Ž= 421 m
L4 = 11987143 +151198714
2 ( l2 + L2 + L3 ) - 3P [ ( L1 + L2 + L3 ) - ( ž + l1 ) ] = 0
γrsquo ( Kp ndash Ka )
11987143 + 151198714
2 ( 152 + 61 + 139 ) - ( 3 ) ( 20907 ) [ ( 305 + 61 + 139 ) -( 421 + 153 ) ]
(969)(2667)
L4 = 27 m
Dteoacuterica = L3 + L4 = 139 + 27 = 409 tiende a 41 m
Dreal = 13Dteoacuterica = ( 13 ) ( 41 ) = 533 m
56
Parte b
F = P- frac12 γrsquo( Kp ndash Ka ) L4sup2 = 20907 - frac12 ( 969 ) ( 2667 ) ( 27 )sup2 = 11487 knm tiende a 115
kNm
La figura 58 muestra la solucioacuten del caso 4 resuelto en el programa GALA
57
Fig
ura
58
Im
pre
sioacute
n d
e re
sult
ado
s d
el p
rog
ram
a G
AL
A
58
55 Caso 5 Tablestacado anclado en suelo arcilloso en presencia de nivel freaacutetico5
De la figura siguiente resolver
a Determine la profundidad teoacuterica de empotramiento
b Calcule la fuerza en el ancla por unidad de longitud de muro tablestaca
L1 = 108 ft
L2 = 216 ft
Figura 59
l1 = 54 ft
γ = 108 lbftsup3
γsat = 1272 lbftsup3
φ = 35ordm
c= 850 lbftsup2
Solucioacuten
Parte a
Ka = tansup2 ( 45 - φ2 ) = tansup2 ( 45 - 322 ) = 0271
γrsquo= γsat ndash γw = 1272 - 624 = 648 lbftsup3
p1 = γL1Ka = ( 0108 ) ( 108 ) ( 0271 ) = 0316 klbftsup2
p2 = ( γL1+ γrsquoL2 ) Ka = [ ( 0108 ) ( 108 ) + ( 00648 ) ( 216 ) ] ( 0271 ) = 0695 klbftsup2
P1 = frac12 p1L1 + p1L2 + frac12 ( p2 - p1 ) L2
5 Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 492
59
P1 = frac12 ( 0316 ) ( 108 ) + ( 0316 ) ( 216 ) + frac12 ( 0695 - 0316 ) ( 216 ) = 1706 + 6826
+ 4093
P1 = 12625 klbft
Ž1= Σ ME respecto a la liacutenea del dragado =
P1
Ž1= ( 1706 ) ( 216 + ⅓ 108 ) ) + ( 6826 ) ( 108 ) + ( 4093 ) ( ⅓ ( 216 ) ) = 1158 ft
12625
P6 = 4c - ( γL1 + γrsquoL2 ) = ( 4 ) ( 0850 ) - [ ( 0108 ) ( 108 ) + ( 00648 ) ( 216 ) ]
P6 = 0834 klbftsup2
D = p6Dsup2 + 2p6D ( L1 + L2 - l1 ) - 2P1 ( L1 + L2 - l1 ndash ž 1 ) = 0
D = 0834Dsup2 + ( 2 ) ( 0834 ) ( D ) ( 27 ) - ( 2 ) ( 12625 ) ( 1542 ) = 0
Dsup2 + 54D - 46685 = 0
D = 76 ft
Parte b
F = P1 - p6D = 12625 - ( 0834 ) ( 76 ) = 629 Klbft
En la figura 510 se muestra la solucioacuten del caso 5 resuelto en el programa GALA
60
Fig
ura
51
0 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
61
56 Caso 6 Entibacioacuten en suelo arenoso con cuatro codales6
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en un suelo arenoso
L1 = 3ft
L= 27ft L2 = 6ft
L3 = 6ft
L4 = 6ft
L5 = 6ft
S= 8ft
Figura 511
Arena
γ = 105 lbftsup3
φ = 35deg
c = 0
σadm= 25000 lbinsup2
Solucioacuten
Figura 512 Diagrama de
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
Pa = 065 ( 105 ) ( 27 ) tansup2 ( 45 - 352 ) = 49937 lbftsup2
6Braja M Das Principles of Geotechnical Engineering third edition Editorial ITP1994 pag462
62
presiones en arena Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B y C
Para A
6A = 49937 ( 9 ) ( 92 ) = 337075 lbft
Para B1
B1 = 49937 ( 9 ) ndash 337075 = 112358 lbft
Para C
6C1= 49937 ( 6 ) ( 62 ) = 149811 lbft
Para B2
B2 = 49937 ( 6 ) - 1449811 = 149811 lbft
Para B
B= B1 + B2 = 112358 + 149811 = 262169 lbft
Para D
6 D = 49937 ( 12 ) ( 122 ) = 599244 lbft
Para C2
C2 = 49937 ( 12 ) - 599244 = 0
Para C
C1 + C2 = C
149811 + 0 = 149811 lbft
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( S ) = 337075 ( 8 ) = 26965 lb
Pb = B ( S ) = 262169 ( 8 ) = 20973 lb
63
Pc= C ( S ) = 149811 ( 8 ) = 11985 lb
Pd= D ( S ) = 599244 ( 8 ) = 47939 lb
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 337075 ) ( 8sup2 ) = 26966 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 26966 ( 12 ) = 1294 insup3ft
σadm 25000
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 262169 ) ( 8sup2 ) = 209735 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 209735 ( 12 ) = 1048 insup3ft
σadm 25000
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (149811) ( 8sup2 ) = 119849 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 209735 ( 12 ) = 599 insup3ft
σadm 25000
64
En D
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (599244) ( 8sup2 ) = 479395 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 479395 ( 12 ) = 2301 insup3ft
σadm 25000
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 3
En x = 0
En x = 3
M = frac12 ( -49937 xsup2)
M = 0
M = -224716 lb-ft
3 le x le 9
En x = 9
M = frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 )
M = 0 lb-ft
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 675
120597119910
120597119909 frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 )
-49937 x + 337075 = 0 x = 675 ft
M = 126403 lb-ft
9 le x le 15
En x = 15
frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 ) + 262169 ( x ndash 9 )
M= 0 lb-ft
Momento maacuteximo 120597119910
120597119909 frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 ) + 262169 ( x ndash 9 )
65
entre el puntal
B y C
En x = 12
-49937 x + 337075 +262169 = 0 x = 12 ft
M = 224716 lb-ft
15 le x le 21
En x = 21
frac12( -49937 xsup2) + 337075 (x ndash 3) + 262169 (x ndash 9) + 149811 (x ndash 15)
M= -888964 lb-ft
21 le x le 27
En x = 21
M = frac12( -49937 xsup2) + 337075 (x ndash 3) + 262169 (x ndash 9) + 149811 (x ndash
15) + 599244 (x- 21)
M= 0 lb-ft
Mmax = 888964 lb-ft
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 888964 ( 12 ) = 431 insup3ft
σadm 25000
Diagrama de momentos
E
X
C
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 513 Diagrama de Momentos Caso 6
S
U
E
L
O
La figura 514 muestra la solucioacuten de caso 6 resuelto en el programa GALA
66
Fig
ura
51
4 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
67
57 Caso 7 Entibacioacuten en suelo arenoso con tres codales7
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en un suelo arenoso
L1 = 1 m
L= 7 m L2 = 2 m
L3 = 2 m
L4 = 2 m
S= 5 m
Figura 515
Arena
γ = 16 knmsup3
φ = 30deg
c = 0
Solucioacuten
Figura 516 Diagrama de
presiones en arena
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
065 ( 16 ) ( 7 ) tansup2 ( 45 - 302 ) = 2427 knmsup2
7 Braja M Das Fundamentos de Ingenieriacutea Geoteacutecnica primera edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 479
68
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
2A = ( 2427 ) ( 3115 ) = 5461 kNm
Para B1
B1 = 2427 ( 3 ) - 5461 = 1820 kNm
Para C
2C = 2427 ( 4 ) ( 2 ) = 9708 kNm
Para B2
B2 = 2427 ( 4 ) - 9708 = 0 kNm
B= B1+B2= 1820 kNm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa= A ( 5 ) = 5460 ( 5 )= 27300 kN
Pb= B ( 5 ) = 1820 ( 5 ) = 9100 kN
Pc= C ( 5 ) = 9708 ( 5 ) = 48540 Kn
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5460) ( 5sup2 ) = 17063 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 17063 (1000) = 98913 cmsup3m
σadm 1725
69
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 1820 ) ( 5sup2 ) = 5686 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 5686 (1000) = 32971 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (9708) ( 5sup2 ) = 30334 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 30334 (1000) = 175870 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = frac12 ( -2427 xsup2)
M = 0
M = -1213 kn-m
1 le x le 3
En x = 3
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
120597119910
120597119909 frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
70
A y B
En x = 225
-2427 x + 5460 = 0 x = 225 m
M = 683 kn-m
3 le x le 5
En x = 5
frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 ) + 1820 ( x ndash 3 )
M= -4853 kn-m
5 le x le 7
En x = 7
frac12( -2427 xsup2) + 5460 (x ndash 1) + 1820 (x ndash 3) + 9708 (x ndash 5)
M= 0 lb-ft
Mmax = 4853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 4853 ( 1000 ) = 28133 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 517 Diagrama de Momentos Caso 7
S
U
E
L
O
La figura 518 muestra la solucioacuten de caso 7 resuelto en el programa GALA
71
Fig
ura
51
8 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
72
58 Caso 8 Entibacioacuten en arcilla suave o blanda con 3 codales8
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1m
L= 7m L2 = 3m
L3 = 2m
L4 = 1m
S= 5 m
Figura 519
Arcilla suave
γ= 1750 knmsup3
φ= 0ordm
c= 30 knmsup2
Solucioacuten
Figura 520 Diagrama de presiones
de una arcilla suave o blanda
Diagrama de peck
γ H = ( 1750 ) ( 7 ) = 408
c 30
Pa= γ H ( 1 - 4Cu ) = ( 1750 ) ( 7 ) ( 1 ndash 4 ( 30 ) = 250 knmsup2
γ H 1750 ( 7 )
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 1750 ) ( 7 ) = 3675 knmsup2
8 Braja M Das Fundamentos de Ingenieriacutea Geoteacutecnica primera edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 492
73
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 3675 ) ( 225 ) ( 1125 ) + ( 283 ) ( 3216 ) = 6138 knm
Para B1
B1 = ( 3675 ) ( 225 ) ndash 6138 + 3216 = 5347 knm
Para C
2C = ( 3675 ) ( 3 ) ( 15 ) = 8269 knm
Para B2
B2 = ( 3675 ) ( 3 ) ndash 8269 = 2756 knm
Para B
B = B1 + B2 = 5347 + 2756 = 8103 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 6138 ( 5 ) = 30689 kN
Pb = B ( 5 ) = 8103 ( 5 ) = 40514 kN
Pc = C ( 5 ) = 8269 ( 5 ) = 41345 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 6138) ( 5sup2 ) = 19181 kn-m
8 8
74
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 19181 (1000) = 111194 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 8103 ) ( 5sup2 ) = 25322 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 25322 (1000) = 146793 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (8269) ( 5sup2 ) = 25141 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 25841 (1000) = 149801 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -3675 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -350 kn-m
75
1 le x le 175
En x = 175
M = -3675 xsup3 + 6138 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2728 kn-m
175 le x le 4
En x = 4
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 254
120597119910
120597119909 [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
6138 ( x ndash 1 )
-3675 x + 9353 = 0 x = 254 m
M = 3889 kn-m
4 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 )
M= -1838 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 475
120597119910
120597119909 [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 )
-3675 x + 17456 = 0 x = 475 m
M = 1034 kn-m
6 le x le 7
En x = 7
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 ) + 5347 ( x ndash 6 )
M= 0 kn-m
76
Mmax = 3853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 3853 ( 1000 ) = 22336 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 521 Diagrama de Momentos Caso 8
S
U
E
L
O
La figura 522 muestra la solucioacuten del caso 8 resuelto en el programa GALA
77
Fig
ura
52
2 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
78
59 Caso 9 Entibacioacuten en suelo arenoso con tres puntales9
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arenoso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 2 m
L3 = 2 m
L4 = 2 m
S= 2 m
Solucioacuten
Figura 523
Arena
γ= 16 knmsup3
φ= 30ordm
c= 0 knmsup2
Figura 524 Diagrama de
presiones en arena
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
065 ( 16 ) ( 7 ) tansup2 ( 45 - 302 ) = 2427 knmsup2
9 Braja M Das Principles of Geotechnical Engineering third edition Editorial ITP1994 paacuteg 452
79
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
2A = ( 2427 ) ( 3115 ) = 5461 knm
Para B1
B1 = 2427 ( 3 ) - 5461 = 1820 knm
Para C
2C = 2427 ( 4 ) ( 2 ) = 9708 = 9708 knm
Para B2
B2 = 2427 ( 4 ) - 9708 = 0 knm
B = B1 + B2 = 1820 knm
Fuerzas en los puntales
PA= A ( S ) = 5460 ( 2 ) = 10920 kn
PB = B ( S ) = 1820 ( 2 ) = 3640 kn
PC = C ( S ) = 9708 ( 2 ) = 19416 kn
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5460) ( 2sup2 ) = 273 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 2730 (1000) = 15826 cmsup3m
σadm 1725
80
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 1820 ) ( 2sup2 ) = 910 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 910 (1000) = 5275 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (9708) ( 2sup2 ) = 4854 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 4854 (1000) = 28139 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = frac12 ( -2427 xsup2)
M = 0
M = -1213 kn-m
1 le x le 3
En x = 3
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
120597119910
120597119909 frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
-2427 x + 5460 = 0 x = 225 m
81
A y B
En x = 225
M = 683 kn-m
3 le x le 5
En x = 5
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 ) + 1820 ( x ndash 3 )
M= -4853 kn-m
5 le x le 7
En x = 7
M = frac12( -2427 xsup2) + 5460 (x ndash 1) + 1820 (x ndash 3) + 9708 (x ndash 5)
M= 0 lb-ft
Mmax = 4853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 4853 ( 1000 ) = 28133 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 525 Diagrama de Momentos Caso 9
S
U
E
L
O
La figura 526 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
82
Fig
ura
52
6 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
83
510 Caso 10 Entibacioacuten en arcilla dura con 3 codales10
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 25 m
L3 = 25 m
L4 = 1 m
S= 3 m
Figura 527
Arena
γ= 18 knmsup3
φ= 0ordm
c= 35 knmsup2
Solucioacuten
Figura 528 Diagrama de presiones
de una arcilla dura
Diagrama de peck
γ H = ( 1800) ( 7 ) = 360
c 35
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 18 ) ( 7 ) = 378 knmsup2
10
Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 531
84
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 378 ) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B1
B1 = (378) ( 175 ) ndash 5402 + 3308 = 4520 knm
Para C
2C = (378) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B2
B2 = (378) ( 175 ) ndash ( 5402 ) + ( 3308 ) = 4520 knm
Para B
B = B1 + B2 = 4520 + 4520 = 9040 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Pb = B ( 5 ) = 9040 ( 3 ) = 27120 kN
Pc = C ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
85
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 9040 ) ( 3sup2 ) = 1017 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 1017 (1000) = 58957 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -360 kn-m
86
1 le x le 175
En x = 175
M = -378 xsup3 + 5402 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2122 kn-m
175 le x le 35
En x = 35
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 230
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
-378 x + 8709 = 0 x = 230 m
M = 2703 kn-m
35 le x le 525
En x = 525
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
M= 2122 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 469
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
-378 x + 17750 = 0 x = 469 m
M = 2703 kn-m
525 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 378 xsup3 - frac12( 378 ( x ndash 525 )sup2 )
6 ( 025 (7) )
M= -360 kn-m
6 le x le 7 M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 )
87
En x = 7
+ 5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 5402 ( x ndash 6 )
- frac12 ( 378 ( x ndash 525 )sup2 ) + 378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M= 0 kn-m
Mmax = 2703 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 2703 ( 1000 ) = 15669 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 529 Diagrama de Momentos Caso 10
S
U
E
L
O
La figura 530 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
88
Fig
ura
53
0 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
89
Una vez resueltos los ejercicios manualmente se obtuvo el resultado real y con el paquete
interactivo se obtuvo el resultado aproximado estos se comparan para mostrar la bondad del
programa GALA( Ver Tablas 51 a 510)
Caso 1
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 71 703 m 007 099
Longitud Total de
Tablestaca 121 1203 m 007 058
Momento Maacuteximo 20939 20957 kN-mm -018 -009
Seccioacuten Requerida 121738 121494 cmsup3m 244 020
Tabla 51 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 2
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 611 596 m 015 246
Longitud Total de
Tablestaca 1111 1096 m 015 135
Momento Maacuteximo ----- 2238 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 129742 cmsup3m ----- -----
Tabla 52 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 3
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 345 341 m 004 116
Longitud Total de
Tablestaca 895 891 m 004 045
Momento Maacuteximo 12742 12757 kN-mm -015 -012
Seccioacuten Requerida 74081 73759 cmsup3m 322 043
Tabla 53 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
90
Caso 4
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 533 53 m 003 056
Longitud Total de Tablestaca 1448 1445 m 003 021
Momento Maacuteximo ----- 35063 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 166967 cmsup3m ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 11487 11567 kN -08 -070
Separacioacuten entre Anclas ----- 086 m ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 1142 m ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 9968 kN ----- -----
Tabla 54 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 5
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 114 1136 ft 004 035
Longitud Total de Tablestaca 438 4376 ft 004 009
Momento Maacuteximo ----- 1383 kLb-ftft ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 663 insup3ft ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 629 314 kLb 315 5008
Separacioacuten entre Anclas ----- 527 ft ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 3475 ft ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 1657 kLb ----- -----
Tabla 55 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
91
Caso 6
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 2696 2697 kLb -001 -004
Fuerza en Puntal B 2097 2097 kLb 0 000
Fuerza en Puntal C 1198 1198 kLb 0 000
Fuerza en Puntal D 4793 4794 kLb -001 -002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 1294 394 insup3ft 9 6955
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 1048 307 insup3ft 741 7071
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 599 175 insup3ft 424 7078
Seccioacuten Requerida en
Larguero D 2301 701 insup3ft 16 6954
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 431 431 insup3ft 0 000
Tabla 56 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 7
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 273 273 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 91 91 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 4854 48534 kN 006 001
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 98913 98914 cmsup3m -001 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 32971 32971 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 17587 175846 cmsup3m 024 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 57 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
92
Caso 8
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 30689 30689 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 40514 40514 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 41344 41344 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 111194 111191 cmsup3m 003 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 146793 146791 cmsup3m 002 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 149801 149796 cmsup3m 005 000
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 22336 22547 cmsup3m -211 -094
Tabla 58 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 9
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 1092 1092 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 364 364 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 19416 19413 kN 003 002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 15826 15856 cmsup3m -03 -019
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 5275 5275 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 28139 28135 cmsup3m 004 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 59 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
93
Caso 10
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 16207 16207 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 2712 27122 kN -002 -001
Fuerza en Puntal C 16207 16207 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 58957 5896 cmsup3m -003 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 15669 15668 cmsup3m 001 001
Tabla 510 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Al revisar las comparaciones en el caso de tablestacado se obtubo un porcentaje alto el cual
se trata de la fuerza del ancla obtenida en el Caso 5 en el caacutelculo se encontroacute que se consideroacute
la DTeoacuterica en lugar de la D la cual ya estaacute afectada por el factor de seguridad demostrando
que el error se encuentra en el ejercicio resuelto manualmente
Los porcentajes de la profundidad de penetracioacuten de la tablestaca se consideran relativamente
altos pero hay que resaltar que su caacutelculo es por iteraciones y se busca un valor cerca del 0
mientras que el programa trata de resolver el valor lo maacutes cercano a 0 obteniendo asiacute maacutes
presicioacuten
En los casos de Entibacioacuten se presenta un error relativo que es un error fatal en el caacutelculo de
los largueros que ocurre en el Caso 6 esto fue inquietante puesto que el porcentaje resulta
superior al cincuenta por ciento esto obligoacute a revisar cuidadosamente el paquete en lo
94
referente a la conversioacuten de unidades en el cual su programacioacuten en el Sistema Ingleacutes que se
basa en el uso de factores de conversioacuten para resolver en Sistema Meacutetrico y asiacute regresar de
nuevo los valores en Sistema Ingleacutes
Se encontroacute un error dimensional el cual no se localizoacute pero se refleja en la seccioacuten requerida
en los largueros lo cual tambieacuten obligo a realizar una revisioacuten minuciosa en todos los
algoritmos del programa Obteniendo asiacute en la totalidad de los casos resueltos en Sistema
Ingleacutes y en Sistema Meacutetrico un factor de 001860 para la conversioacuten de cmsup3m a insup3ft Factor
que no se cumple en el caacutelculo de largueros realizado manualmente Se encontroacute que el valor
estaacute aumentado por 328 veces lo cual es el mismo valor de conversioacuten de metros a pies
demostrando la confiabilidad y bondad del programa GALA
Teniendo confianza en lo anterior se resuelven con el paquete aquellos casos cuando no
propone el elemento estructural que exista en el mercado En los casos analizados en este
estudio de Tablestacado siempre propone el elemento estructural pero en Entibacioacuten no
existen codales que cumplan las caracteriacutesticas que el ejercicio solicita por lo que es necesario
volver a calcular hasta encontrar la propuesta del programa de un codal adecuado
simplemente modificando la separacioacuten horizontal entre ellos en el caso de no llegar a
solucionarse asiacute el problema se recomienda modificar las separaciones verticales entre
codales respetando el uacuteltimo valor de separacioacuten entre la plantilla de la excavacioacuten y el uacuteltimo
codal
95
Fig
ura
53
1 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 6
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
96
Fig
ura
53
2 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 7
y C
aso
9 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
97
Fig
ura
53
3 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 8
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
98
Fig
ura
53
4 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 1
0 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
Page 10
53
Fig
ura
56
Im
pre
sioacute
n d
e re
sult
ado
s d
el p
rog
ram
a G
AL
A
54
54 Caso 4 Tablestacado anclado en suelo arenoso en presencia de nivel freaacutetico4
Refieacuterase a la figura 57
a Determine las profundidades teoacuterica y real de penetracioacuten Nota Dreal =13Dteoacuterica
b Encuentre la fuerza en el ancla por unidad de longitud de la tablestaca
L1 =305 m
L2=61 m
Figura 57
l1= 153m
l2= 152m
c=0
φ=30ordm
γ=16 knmsup3
γsat= 195 knmsup3
Solucioacuten
Parte a
Ka = tansup2 ( 45 - φ2 ) = tansup2 (45 - 302 ) = 13
Kp = tansup2 ( 45 + φ2 ) = tansup2 ( 45 + 302 ) = 3
Ka ndash Kp = 3 - 0333 = 2667
γrsquo = γsat ndash γw = 195 - 981 = 969 knmsup3
p1 = γL1Ka = ( 16 ) ( 305 ) ( 13 ) = 1627 knmsup2
4 Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 479
55
p2 = ( γL1 + γrsquoL2 ) Ka = [ ( 16 ) ( 305 ) + ( 969 ) ( 61 ) ] 13 = 3597 knmsup2
L3 = p2 = 3597 = 139 m
γrsquo ( Kp ndash Ka ) ( 969 ) ( 2667 )
P = frac12p1L1 + p1L2 + frac12 ( p2 - p1 ) L2 + frac12p2L3
P = ( frac12 ) ( 1627 ) ( 305 ) + ( 1627 ) ( 61 ) + frac12 ( 3597 - 1627 ) ( 61 ) + frac12 ( 3597 ) ( 139 )
2418 + 9925 + 6001 + 250 =
P = 20907 knm
Ž= ΣMEP
Ž= [ ( 2418 ) ( 139 + 61 + 305 ( ⅓ ) ) + ( 9925 ) ( 139 + ( 6 ) ( acute ) ) + ( 6001 ) (139 +
6 ( ⅓ ) ) + ( 250 ) ( ( 2 ) (139 ) ( ⅓ ) ) ] 1 ( 20907 )
Ž= 421 m
L4 = 11987143 +151198714
2 ( l2 + L2 + L3 ) - 3P [ ( L1 + L2 + L3 ) - ( ž + l1 ) ] = 0
γrsquo ( Kp ndash Ka )
11987143 + 151198714
2 ( 152 + 61 + 139 ) - ( 3 ) ( 20907 ) [ ( 305 + 61 + 139 ) -( 421 + 153 ) ]
(969)(2667)
L4 = 27 m
Dteoacuterica = L3 + L4 = 139 + 27 = 409 tiende a 41 m
Dreal = 13Dteoacuterica = ( 13 ) ( 41 ) = 533 m
56
Parte b
F = P- frac12 γrsquo( Kp ndash Ka ) L4sup2 = 20907 - frac12 ( 969 ) ( 2667 ) ( 27 )sup2 = 11487 knm tiende a 115
kNm
La figura 58 muestra la solucioacuten del caso 4 resuelto en el programa GALA
57
Fig
ura
58
Im
pre
sioacute
n d
e re
sult
ado
s d
el p
rog
ram
a G
AL
A
58
55 Caso 5 Tablestacado anclado en suelo arcilloso en presencia de nivel freaacutetico5
De la figura siguiente resolver
a Determine la profundidad teoacuterica de empotramiento
b Calcule la fuerza en el ancla por unidad de longitud de muro tablestaca
L1 = 108 ft
L2 = 216 ft
Figura 59
l1 = 54 ft
γ = 108 lbftsup3
γsat = 1272 lbftsup3
φ = 35ordm
c= 850 lbftsup2
Solucioacuten
Parte a
Ka = tansup2 ( 45 - φ2 ) = tansup2 ( 45 - 322 ) = 0271
γrsquo= γsat ndash γw = 1272 - 624 = 648 lbftsup3
p1 = γL1Ka = ( 0108 ) ( 108 ) ( 0271 ) = 0316 klbftsup2
p2 = ( γL1+ γrsquoL2 ) Ka = [ ( 0108 ) ( 108 ) + ( 00648 ) ( 216 ) ] ( 0271 ) = 0695 klbftsup2
P1 = frac12 p1L1 + p1L2 + frac12 ( p2 - p1 ) L2
5 Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 492
59
P1 = frac12 ( 0316 ) ( 108 ) + ( 0316 ) ( 216 ) + frac12 ( 0695 - 0316 ) ( 216 ) = 1706 + 6826
+ 4093
P1 = 12625 klbft
Ž1= Σ ME respecto a la liacutenea del dragado =
P1
Ž1= ( 1706 ) ( 216 + ⅓ 108 ) ) + ( 6826 ) ( 108 ) + ( 4093 ) ( ⅓ ( 216 ) ) = 1158 ft
12625
P6 = 4c - ( γL1 + γrsquoL2 ) = ( 4 ) ( 0850 ) - [ ( 0108 ) ( 108 ) + ( 00648 ) ( 216 ) ]
P6 = 0834 klbftsup2
D = p6Dsup2 + 2p6D ( L1 + L2 - l1 ) - 2P1 ( L1 + L2 - l1 ndash ž 1 ) = 0
D = 0834Dsup2 + ( 2 ) ( 0834 ) ( D ) ( 27 ) - ( 2 ) ( 12625 ) ( 1542 ) = 0
Dsup2 + 54D - 46685 = 0
D = 76 ft
Parte b
F = P1 - p6D = 12625 - ( 0834 ) ( 76 ) = 629 Klbft
En la figura 510 se muestra la solucioacuten del caso 5 resuelto en el programa GALA
60
Fig
ura
51
0 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
61
56 Caso 6 Entibacioacuten en suelo arenoso con cuatro codales6
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en un suelo arenoso
L1 = 3ft
L= 27ft L2 = 6ft
L3 = 6ft
L4 = 6ft
L5 = 6ft
S= 8ft
Figura 511
Arena
γ = 105 lbftsup3
φ = 35deg
c = 0
σadm= 25000 lbinsup2
Solucioacuten
Figura 512 Diagrama de
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
Pa = 065 ( 105 ) ( 27 ) tansup2 ( 45 - 352 ) = 49937 lbftsup2
6Braja M Das Principles of Geotechnical Engineering third edition Editorial ITP1994 pag462
62
presiones en arena Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B y C
Para A
6A = 49937 ( 9 ) ( 92 ) = 337075 lbft
Para B1
B1 = 49937 ( 9 ) ndash 337075 = 112358 lbft
Para C
6C1= 49937 ( 6 ) ( 62 ) = 149811 lbft
Para B2
B2 = 49937 ( 6 ) - 1449811 = 149811 lbft
Para B
B= B1 + B2 = 112358 + 149811 = 262169 lbft
Para D
6 D = 49937 ( 12 ) ( 122 ) = 599244 lbft
Para C2
C2 = 49937 ( 12 ) - 599244 = 0
Para C
C1 + C2 = C
149811 + 0 = 149811 lbft
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( S ) = 337075 ( 8 ) = 26965 lb
Pb = B ( S ) = 262169 ( 8 ) = 20973 lb
63
Pc= C ( S ) = 149811 ( 8 ) = 11985 lb
Pd= D ( S ) = 599244 ( 8 ) = 47939 lb
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 337075 ) ( 8sup2 ) = 26966 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 26966 ( 12 ) = 1294 insup3ft
σadm 25000
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 262169 ) ( 8sup2 ) = 209735 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 209735 ( 12 ) = 1048 insup3ft
σadm 25000
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (149811) ( 8sup2 ) = 119849 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 209735 ( 12 ) = 599 insup3ft
σadm 25000
64
En D
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (599244) ( 8sup2 ) = 479395 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 479395 ( 12 ) = 2301 insup3ft
σadm 25000
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 3
En x = 0
En x = 3
M = frac12 ( -49937 xsup2)
M = 0
M = -224716 lb-ft
3 le x le 9
En x = 9
M = frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 )
M = 0 lb-ft
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 675
120597119910
120597119909 frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 )
-49937 x + 337075 = 0 x = 675 ft
M = 126403 lb-ft
9 le x le 15
En x = 15
frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 ) + 262169 ( x ndash 9 )
M= 0 lb-ft
Momento maacuteximo 120597119910
120597119909 frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 ) + 262169 ( x ndash 9 )
65
entre el puntal
B y C
En x = 12
-49937 x + 337075 +262169 = 0 x = 12 ft
M = 224716 lb-ft
15 le x le 21
En x = 21
frac12( -49937 xsup2) + 337075 (x ndash 3) + 262169 (x ndash 9) + 149811 (x ndash 15)
M= -888964 lb-ft
21 le x le 27
En x = 21
M = frac12( -49937 xsup2) + 337075 (x ndash 3) + 262169 (x ndash 9) + 149811 (x ndash
15) + 599244 (x- 21)
M= 0 lb-ft
Mmax = 888964 lb-ft
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 888964 ( 12 ) = 431 insup3ft
σadm 25000
Diagrama de momentos
E
X
C
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 513 Diagrama de Momentos Caso 6
S
U
E
L
O
La figura 514 muestra la solucioacuten de caso 6 resuelto en el programa GALA
66
Fig
ura
51
4 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
67
57 Caso 7 Entibacioacuten en suelo arenoso con tres codales7
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en un suelo arenoso
L1 = 1 m
L= 7 m L2 = 2 m
L3 = 2 m
L4 = 2 m
S= 5 m
Figura 515
Arena
γ = 16 knmsup3
φ = 30deg
c = 0
Solucioacuten
Figura 516 Diagrama de
presiones en arena
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
065 ( 16 ) ( 7 ) tansup2 ( 45 - 302 ) = 2427 knmsup2
7 Braja M Das Fundamentos de Ingenieriacutea Geoteacutecnica primera edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 479
68
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
2A = ( 2427 ) ( 3115 ) = 5461 kNm
Para B1
B1 = 2427 ( 3 ) - 5461 = 1820 kNm
Para C
2C = 2427 ( 4 ) ( 2 ) = 9708 kNm
Para B2
B2 = 2427 ( 4 ) - 9708 = 0 kNm
B= B1+B2= 1820 kNm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa= A ( 5 ) = 5460 ( 5 )= 27300 kN
Pb= B ( 5 ) = 1820 ( 5 ) = 9100 kN
Pc= C ( 5 ) = 9708 ( 5 ) = 48540 Kn
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5460) ( 5sup2 ) = 17063 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 17063 (1000) = 98913 cmsup3m
σadm 1725
69
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 1820 ) ( 5sup2 ) = 5686 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 5686 (1000) = 32971 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (9708) ( 5sup2 ) = 30334 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 30334 (1000) = 175870 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = frac12 ( -2427 xsup2)
M = 0
M = -1213 kn-m
1 le x le 3
En x = 3
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
120597119910
120597119909 frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
70
A y B
En x = 225
-2427 x + 5460 = 0 x = 225 m
M = 683 kn-m
3 le x le 5
En x = 5
frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 ) + 1820 ( x ndash 3 )
M= -4853 kn-m
5 le x le 7
En x = 7
frac12( -2427 xsup2) + 5460 (x ndash 1) + 1820 (x ndash 3) + 9708 (x ndash 5)
M= 0 lb-ft
Mmax = 4853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 4853 ( 1000 ) = 28133 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 517 Diagrama de Momentos Caso 7
S
U
E
L
O
La figura 518 muestra la solucioacuten de caso 7 resuelto en el programa GALA
71
Fig
ura
51
8 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
72
58 Caso 8 Entibacioacuten en arcilla suave o blanda con 3 codales8
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1m
L= 7m L2 = 3m
L3 = 2m
L4 = 1m
S= 5 m
Figura 519
Arcilla suave
γ= 1750 knmsup3
φ= 0ordm
c= 30 knmsup2
Solucioacuten
Figura 520 Diagrama de presiones
de una arcilla suave o blanda
Diagrama de peck
γ H = ( 1750 ) ( 7 ) = 408
c 30
Pa= γ H ( 1 - 4Cu ) = ( 1750 ) ( 7 ) ( 1 ndash 4 ( 30 ) = 250 knmsup2
γ H 1750 ( 7 )
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 1750 ) ( 7 ) = 3675 knmsup2
8 Braja M Das Fundamentos de Ingenieriacutea Geoteacutecnica primera edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 492
73
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 3675 ) ( 225 ) ( 1125 ) + ( 283 ) ( 3216 ) = 6138 knm
Para B1
B1 = ( 3675 ) ( 225 ) ndash 6138 + 3216 = 5347 knm
Para C
2C = ( 3675 ) ( 3 ) ( 15 ) = 8269 knm
Para B2
B2 = ( 3675 ) ( 3 ) ndash 8269 = 2756 knm
Para B
B = B1 + B2 = 5347 + 2756 = 8103 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 6138 ( 5 ) = 30689 kN
Pb = B ( 5 ) = 8103 ( 5 ) = 40514 kN
Pc = C ( 5 ) = 8269 ( 5 ) = 41345 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 6138) ( 5sup2 ) = 19181 kn-m
8 8
74
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 19181 (1000) = 111194 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 8103 ) ( 5sup2 ) = 25322 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 25322 (1000) = 146793 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (8269) ( 5sup2 ) = 25141 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 25841 (1000) = 149801 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -3675 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -350 kn-m
75
1 le x le 175
En x = 175
M = -3675 xsup3 + 6138 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2728 kn-m
175 le x le 4
En x = 4
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 254
120597119910
120597119909 [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
6138 ( x ndash 1 )
-3675 x + 9353 = 0 x = 254 m
M = 3889 kn-m
4 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 )
M= -1838 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 475
120597119910
120597119909 [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 )
-3675 x + 17456 = 0 x = 475 m
M = 1034 kn-m
6 le x le 7
En x = 7
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 ) + 5347 ( x ndash 6 )
M= 0 kn-m
76
Mmax = 3853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 3853 ( 1000 ) = 22336 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 521 Diagrama de Momentos Caso 8
S
U
E
L
O
La figura 522 muestra la solucioacuten del caso 8 resuelto en el programa GALA
77
Fig
ura
52
2 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
78
59 Caso 9 Entibacioacuten en suelo arenoso con tres puntales9
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arenoso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 2 m
L3 = 2 m
L4 = 2 m
S= 2 m
Solucioacuten
Figura 523
Arena
γ= 16 knmsup3
φ= 30ordm
c= 0 knmsup2
Figura 524 Diagrama de
presiones en arena
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
065 ( 16 ) ( 7 ) tansup2 ( 45 - 302 ) = 2427 knmsup2
9 Braja M Das Principles of Geotechnical Engineering third edition Editorial ITP1994 paacuteg 452
79
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
2A = ( 2427 ) ( 3115 ) = 5461 knm
Para B1
B1 = 2427 ( 3 ) - 5461 = 1820 knm
Para C
2C = 2427 ( 4 ) ( 2 ) = 9708 = 9708 knm
Para B2
B2 = 2427 ( 4 ) - 9708 = 0 knm
B = B1 + B2 = 1820 knm
Fuerzas en los puntales
PA= A ( S ) = 5460 ( 2 ) = 10920 kn
PB = B ( S ) = 1820 ( 2 ) = 3640 kn
PC = C ( S ) = 9708 ( 2 ) = 19416 kn
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5460) ( 2sup2 ) = 273 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 2730 (1000) = 15826 cmsup3m
σadm 1725
80
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 1820 ) ( 2sup2 ) = 910 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 910 (1000) = 5275 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (9708) ( 2sup2 ) = 4854 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 4854 (1000) = 28139 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = frac12 ( -2427 xsup2)
M = 0
M = -1213 kn-m
1 le x le 3
En x = 3
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
120597119910
120597119909 frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
-2427 x + 5460 = 0 x = 225 m
81
A y B
En x = 225
M = 683 kn-m
3 le x le 5
En x = 5
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 ) + 1820 ( x ndash 3 )
M= -4853 kn-m
5 le x le 7
En x = 7
M = frac12( -2427 xsup2) + 5460 (x ndash 1) + 1820 (x ndash 3) + 9708 (x ndash 5)
M= 0 lb-ft
Mmax = 4853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 4853 ( 1000 ) = 28133 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 525 Diagrama de Momentos Caso 9
S
U
E
L
O
La figura 526 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
82
Fig
ura
52
6 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
83
510 Caso 10 Entibacioacuten en arcilla dura con 3 codales10
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 25 m
L3 = 25 m
L4 = 1 m
S= 3 m
Figura 527
Arena
γ= 18 knmsup3
φ= 0ordm
c= 35 knmsup2
Solucioacuten
Figura 528 Diagrama de presiones
de una arcilla dura
Diagrama de peck
γ H = ( 1800) ( 7 ) = 360
c 35
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 18 ) ( 7 ) = 378 knmsup2
10
Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 531
84
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 378 ) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B1
B1 = (378) ( 175 ) ndash 5402 + 3308 = 4520 knm
Para C
2C = (378) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B2
B2 = (378) ( 175 ) ndash ( 5402 ) + ( 3308 ) = 4520 knm
Para B
B = B1 + B2 = 4520 + 4520 = 9040 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Pb = B ( 5 ) = 9040 ( 3 ) = 27120 kN
Pc = C ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
85
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 9040 ) ( 3sup2 ) = 1017 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 1017 (1000) = 58957 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -360 kn-m
86
1 le x le 175
En x = 175
M = -378 xsup3 + 5402 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2122 kn-m
175 le x le 35
En x = 35
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 230
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
-378 x + 8709 = 0 x = 230 m
M = 2703 kn-m
35 le x le 525
En x = 525
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
M= 2122 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 469
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
-378 x + 17750 = 0 x = 469 m
M = 2703 kn-m
525 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 378 xsup3 - frac12( 378 ( x ndash 525 )sup2 )
6 ( 025 (7) )
M= -360 kn-m
6 le x le 7 M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 )
87
En x = 7
+ 5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 5402 ( x ndash 6 )
- frac12 ( 378 ( x ndash 525 )sup2 ) + 378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M= 0 kn-m
Mmax = 2703 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 2703 ( 1000 ) = 15669 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 529 Diagrama de Momentos Caso 10
S
U
E
L
O
La figura 530 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
88
Fig
ura
53
0 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
89
Una vez resueltos los ejercicios manualmente se obtuvo el resultado real y con el paquete
interactivo se obtuvo el resultado aproximado estos se comparan para mostrar la bondad del
programa GALA( Ver Tablas 51 a 510)
Caso 1
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 71 703 m 007 099
Longitud Total de
Tablestaca 121 1203 m 007 058
Momento Maacuteximo 20939 20957 kN-mm -018 -009
Seccioacuten Requerida 121738 121494 cmsup3m 244 020
Tabla 51 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 2
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 611 596 m 015 246
Longitud Total de
Tablestaca 1111 1096 m 015 135
Momento Maacuteximo ----- 2238 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 129742 cmsup3m ----- -----
Tabla 52 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 3
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 345 341 m 004 116
Longitud Total de
Tablestaca 895 891 m 004 045
Momento Maacuteximo 12742 12757 kN-mm -015 -012
Seccioacuten Requerida 74081 73759 cmsup3m 322 043
Tabla 53 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
90
Caso 4
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 533 53 m 003 056
Longitud Total de Tablestaca 1448 1445 m 003 021
Momento Maacuteximo ----- 35063 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 166967 cmsup3m ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 11487 11567 kN -08 -070
Separacioacuten entre Anclas ----- 086 m ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 1142 m ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 9968 kN ----- -----
Tabla 54 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 5
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 114 1136 ft 004 035
Longitud Total de Tablestaca 438 4376 ft 004 009
Momento Maacuteximo ----- 1383 kLb-ftft ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 663 insup3ft ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 629 314 kLb 315 5008
Separacioacuten entre Anclas ----- 527 ft ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 3475 ft ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 1657 kLb ----- -----
Tabla 55 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
91
Caso 6
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 2696 2697 kLb -001 -004
Fuerza en Puntal B 2097 2097 kLb 0 000
Fuerza en Puntal C 1198 1198 kLb 0 000
Fuerza en Puntal D 4793 4794 kLb -001 -002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 1294 394 insup3ft 9 6955
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 1048 307 insup3ft 741 7071
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 599 175 insup3ft 424 7078
Seccioacuten Requerida en
Larguero D 2301 701 insup3ft 16 6954
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 431 431 insup3ft 0 000
Tabla 56 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 7
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 273 273 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 91 91 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 4854 48534 kN 006 001
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 98913 98914 cmsup3m -001 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 32971 32971 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 17587 175846 cmsup3m 024 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 57 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
92
Caso 8
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 30689 30689 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 40514 40514 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 41344 41344 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 111194 111191 cmsup3m 003 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 146793 146791 cmsup3m 002 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 149801 149796 cmsup3m 005 000
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 22336 22547 cmsup3m -211 -094
Tabla 58 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 9
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 1092 1092 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 364 364 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 19416 19413 kN 003 002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 15826 15856 cmsup3m -03 -019
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 5275 5275 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 28139 28135 cmsup3m 004 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 59 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
93
Caso 10
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 16207 16207 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 2712 27122 kN -002 -001
Fuerza en Puntal C 16207 16207 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 58957 5896 cmsup3m -003 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 15669 15668 cmsup3m 001 001
Tabla 510 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Al revisar las comparaciones en el caso de tablestacado se obtubo un porcentaje alto el cual
se trata de la fuerza del ancla obtenida en el Caso 5 en el caacutelculo se encontroacute que se consideroacute
la DTeoacuterica en lugar de la D la cual ya estaacute afectada por el factor de seguridad demostrando
que el error se encuentra en el ejercicio resuelto manualmente
Los porcentajes de la profundidad de penetracioacuten de la tablestaca se consideran relativamente
altos pero hay que resaltar que su caacutelculo es por iteraciones y se busca un valor cerca del 0
mientras que el programa trata de resolver el valor lo maacutes cercano a 0 obteniendo asiacute maacutes
presicioacuten
En los casos de Entibacioacuten se presenta un error relativo que es un error fatal en el caacutelculo de
los largueros que ocurre en el Caso 6 esto fue inquietante puesto que el porcentaje resulta
superior al cincuenta por ciento esto obligoacute a revisar cuidadosamente el paquete en lo
94
referente a la conversioacuten de unidades en el cual su programacioacuten en el Sistema Ingleacutes que se
basa en el uso de factores de conversioacuten para resolver en Sistema Meacutetrico y asiacute regresar de
nuevo los valores en Sistema Ingleacutes
Se encontroacute un error dimensional el cual no se localizoacute pero se refleja en la seccioacuten requerida
en los largueros lo cual tambieacuten obligo a realizar una revisioacuten minuciosa en todos los
algoritmos del programa Obteniendo asiacute en la totalidad de los casos resueltos en Sistema
Ingleacutes y en Sistema Meacutetrico un factor de 001860 para la conversioacuten de cmsup3m a insup3ft Factor
que no se cumple en el caacutelculo de largueros realizado manualmente Se encontroacute que el valor
estaacute aumentado por 328 veces lo cual es el mismo valor de conversioacuten de metros a pies
demostrando la confiabilidad y bondad del programa GALA
Teniendo confianza en lo anterior se resuelven con el paquete aquellos casos cuando no
propone el elemento estructural que exista en el mercado En los casos analizados en este
estudio de Tablestacado siempre propone el elemento estructural pero en Entibacioacuten no
existen codales que cumplan las caracteriacutesticas que el ejercicio solicita por lo que es necesario
volver a calcular hasta encontrar la propuesta del programa de un codal adecuado
simplemente modificando la separacioacuten horizontal entre ellos en el caso de no llegar a
solucionarse asiacute el problema se recomienda modificar las separaciones verticales entre
codales respetando el uacuteltimo valor de separacioacuten entre la plantilla de la excavacioacuten y el uacuteltimo
codal
95
Fig
ura
53
1 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 6
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
96
Fig
ura
53
2 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 7
y C
aso
9 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
97
Fig
ura
53
3 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 8
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
98
Fig
ura
53
4 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 1
0 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
Page 11
54
54 Caso 4 Tablestacado anclado en suelo arenoso en presencia de nivel freaacutetico4
Refieacuterase a la figura 57
a Determine las profundidades teoacuterica y real de penetracioacuten Nota Dreal =13Dteoacuterica
b Encuentre la fuerza en el ancla por unidad de longitud de la tablestaca
L1 =305 m
L2=61 m
Figura 57
l1= 153m
l2= 152m
c=0
φ=30ordm
γ=16 knmsup3
γsat= 195 knmsup3
Solucioacuten
Parte a
Ka = tansup2 ( 45 - φ2 ) = tansup2 (45 - 302 ) = 13
Kp = tansup2 ( 45 + φ2 ) = tansup2 ( 45 + 302 ) = 3
Ka ndash Kp = 3 - 0333 = 2667
γrsquo = γsat ndash γw = 195 - 981 = 969 knmsup3
p1 = γL1Ka = ( 16 ) ( 305 ) ( 13 ) = 1627 knmsup2
4 Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 479
55
p2 = ( γL1 + γrsquoL2 ) Ka = [ ( 16 ) ( 305 ) + ( 969 ) ( 61 ) ] 13 = 3597 knmsup2
L3 = p2 = 3597 = 139 m
γrsquo ( Kp ndash Ka ) ( 969 ) ( 2667 )
P = frac12p1L1 + p1L2 + frac12 ( p2 - p1 ) L2 + frac12p2L3
P = ( frac12 ) ( 1627 ) ( 305 ) + ( 1627 ) ( 61 ) + frac12 ( 3597 - 1627 ) ( 61 ) + frac12 ( 3597 ) ( 139 )
2418 + 9925 + 6001 + 250 =
P = 20907 knm
Ž= ΣMEP
Ž= [ ( 2418 ) ( 139 + 61 + 305 ( ⅓ ) ) + ( 9925 ) ( 139 + ( 6 ) ( acute ) ) + ( 6001 ) (139 +
6 ( ⅓ ) ) + ( 250 ) ( ( 2 ) (139 ) ( ⅓ ) ) ] 1 ( 20907 )
Ž= 421 m
L4 = 11987143 +151198714
2 ( l2 + L2 + L3 ) - 3P [ ( L1 + L2 + L3 ) - ( ž + l1 ) ] = 0
γrsquo ( Kp ndash Ka )
11987143 + 151198714
2 ( 152 + 61 + 139 ) - ( 3 ) ( 20907 ) [ ( 305 + 61 + 139 ) -( 421 + 153 ) ]
(969)(2667)
L4 = 27 m
Dteoacuterica = L3 + L4 = 139 + 27 = 409 tiende a 41 m
Dreal = 13Dteoacuterica = ( 13 ) ( 41 ) = 533 m
56
Parte b
F = P- frac12 γrsquo( Kp ndash Ka ) L4sup2 = 20907 - frac12 ( 969 ) ( 2667 ) ( 27 )sup2 = 11487 knm tiende a 115
kNm
La figura 58 muestra la solucioacuten del caso 4 resuelto en el programa GALA
57
Fig
ura
58
Im
pre
sioacute
n d
e re
sult
ado
s d
el p
rog
ram
a G
AL
A
58
55 Caso 5 Tablestacado anclado en suelo arcilloso en presencia de nivel freaacutetico5
De la figura siguiente resolver
a Determine la profundidad teoacuterica de empotramiento
b Calcule la fuerza en el ancla por unidad de longitud de muro tablestaca
L1 = 108 ft
L2 = 216 ft
Figura 59
l1 = 54 ft
γ = 108 lbftsup3
γsat = 1272 lbftsup3
φ = 35ordm
c= 850 lbftsup2
Solucioacuten
Parte a
Ka = tansup2 ( 45 - φ2 ) = tansup2 ( 45 - 322 ) = 0271
γrsquo= γsat ndash γw = 1272 - 624 = 648 lbftsup3
p1 = γL1Ka = ( 0108 ) ( 108 ) ( 0271 ) = 0316 klbftsup2
p2 = ( γL1+ γrsquoL2 ) Ka = [ ( 0108 ) ( 108 ) + ( 00648 ) ( 216 ) ] ( 0271 ) = 0695 klbftsup2
P1 = frac12 p1L1 + p1L2 + frac12 ( p2 - p1 ) L2
5 Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 492
59
P1 = frac12 ( 0316 ) ( 108 ) + ( 0316 ) ( 216 ) + frac12 ( 0695 - 0316 ) ( 216 ) = 1706 + 6826
+ 4093
P1 = 12625 klbft
Ž1= Σ ME respecto a la liacutenea del dragado =
P1
Ž1= ( 1706 ) ( 216 + ⅓ 108 ) ) + ( 6826 ) ( 108 ) + ( 4093 ) ( ⅓ ( 216 ) ) = 1158 ft
12625
P6 = 4c - ( γL1 + γrsquoL2 ) = ( 4 ) ( 0850 ) - [ ( 0108 ) ( 108 ) + ( 00648 ) ( 216 ) ]
P6 = 0834 klbftsup2
D = p6Dsup2 + 2p6D ( L1 + L2 - l1 ) - 2P1 ( L1 + L2 - l1 ndash ž 1 ) = 0
D = 0834Dsup2 + ( 2 ) ( 0834 ) ( D ) ( 27 ) - ( 2 ) ( 12625 ) ( 1542 ) = 0
Dsup2 + 54D - 46685 = 0
D = 76 ft
Parte b
F = P1 - p6D = 12625 - ( 0834 ) ( 76 ) = 629 Klbft
En la figura 510 se muestra la solucioacuten del caso 5 resuelto en el programa GALA
60
Fig
ura
51
0 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
61
56 Caso 6 Entibacioacuten en suelo arenoso con cuatro codales6
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en un suelo arenoso
L1 = 3ft
L= 27ft L2 = 6ft
L3 = 6ft
L4 = 6ft
L5 = 6ft
S= 8ft
Figura 511
Arena
γ = 105 lbftsup3
φ = 35deg
c = 0
σadm= 25000 lbinsup2
Solucioacuten
Figura 512 Diagrama de
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
Pa = 065 ( 105 ) ( 27 ) tansup2 ( 45 - 352 ) = 49937 lbftsup2
6Braja M Das Principles of Geotechnical Engineering third edition Editorial ITP1994 pag462
62
presiones en arena Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B y C
Para A
6A = 49937 ( 9 ) ( 92 ) = 337075 lbft
Para B1
B1 = 49937 ( 9 ) ndash 337075 = 112358 lbft
Para C
6C1= 49937 ( 6 ) ( 62 ) = 149811 lbft
Para B2
B2 = 49937 ( 6 ) - 1449811 = 149811 lbft
Para B
B= B1 + B2 = 112358 + 149811 = 262169 lbft
Para D
6 D = 49937 ( 12 ) ( 122 ) = 599244 lbft
Para C2
C2 = 49937 ( 12 ) - 599244 = 0
Para C
C1 + C2 = C
149811 + 0 = 149811 lbft
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( S ) = 337075 ( 8 ) = 26965 lb
Pb = B ( S ) = 262169 ( 8 ) = 20973 lb
63
Pc= C ( S ) = 149811 ( 8 ) = 11985 lb
Pd= D ( S ) = 599244 ( 8 ) = 47939 lb
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 337075 ) ( 8sup2 ) = 26966 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 26966 ( 12 ) = 1294 insup3ft
σadm 25000
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 262169 ) ( 8sup2 ) = 209735 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 209735 ( 12 ) = 1048 insup3ft
σadm 25000
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (149811) ( 8sup2 ) = 119849 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 209735 ( 12 ) = 599 insup3ft
σadm 25000
64
En D
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (599244) ( 8sup2 ) = 479395 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 479395 ( 12 ) = 2301 insup3ft
σadm 25000
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 3
En x = 0
En x = 3
M = frac12 ( -49937 xsup2)
M = 0
M = -224716 lb-ft
3 le x le 9
En x = 9
M = frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 )
M = 0 lb-ft
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 675
120597119910
120597119909 frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 )
-49937 x + 337075 = 0 x = 675 ft
M = 126403 lb-ft
9 le x le 15
En x = 15
frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 ) + 262169 ( x ndash 9 )
M= 0 lb-ft
Momento maacuteximo 120597119910
120597119909 frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 ) + 262169 ( x ndash 9 )
65
entre el puntal
B y C
En x = 12
-49937 x + 337075 +262169 = 0 x = 12 ft
M = 224716 lb-ft
15 le x le 21
En x = 21
frac12( -49937 xsup2) + 337075 (x ndash 3) + 262169 (x ndash 9) + 149811 (x ndash 15)
M= -888964 lb-ft
21 le x le 27
En x = 21
M = frac12( -49937 xsup2) + 337075 (x ndash 3) + 262169 (x ndash 9) + 149811 (x ndash
15) + 599244 (x- 21)
M= 0 lb-ft
Mmax = 888964 lb-ft
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 888964 ( 12 ) = 431 insup3ft
σadm 25000
Diagrama de momentos
E
X
C
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 513 Diagrama de Momentos Caso 6
S
U
E
L
O
La figura 514 muestra la solucioacuten de caso 6 resuelto en el programa GALA
66
Fig
ura
51
4 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
67
57 Caso 7 Entibacioacuten en suelo arenoso con tres codales7
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en un suelo arenoso
L1 = 1 m
L= 7 m L2 = 2 m
L3 = 2 m
L4 = 2 m
S= 5 m
Figura 515
Arena
γ = 16 knmsup3
φ = 30deg
c = 0
Solucioacuten
Figura 516 Diagrama de
presiones en arena
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
065 ( 16 ) ( 7 ) tansup2 ( 45 - 302 ) = 2427 knmsup2
7 Braja M Das Fundamentos de Ingenieriacutea Geoteacutecnica primera edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 479
68
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
2A = ( 2427 ) ( 3115 ) = 5461 kNm
Para B1
B1 = 2427 ( 3 ) - 5461 = 1820 kNm
Para C
2C = 2427 ( 4 ) ( 2 ) = 9708 kNm
Para B2
B2 = 2427 ( 4 ) - 9708 = 0 kNm
B= B1+B2= 1820 kNm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa= A ( 5 ) = 5460 ( 5 )= 27300 kN
Pb= B ( 5 ) = 1820 ( 5 ) = 9100 kN
Pc= C ( 5 ) = 9708 ( 5 ) = 48540 Kn
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5460) ( 5sup2 ) = 17063 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 17063 (1000) = 98913 cmsup3m
σadm 1725
69
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 1820 ) ( 5sup2 ) = 5686 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 5686 (1000) = 32971 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (9708) ( 5sup2 ) = 30334 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 30334 (1000) = 175870 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = frac12 ( -2427 xsup2)
M = 0
M = -1213 kn-m
1 le x le 3
En x = 3
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
120597119910
120597119909 frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
70
A y B
En x = 225
-2427 x + 5460 = 0 x = 225 m
M = 683 kn-m
3 le x le 5
En x = 5
frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 ) + 1820 ( x ndash 3 )
M= -4853 kn-m
5 le x le 7
En x = 7
frac12( -2427 xsup2) + 5460 (x ndash 1) + 1820 (x ndash 3) + 9708 (x ndash 5)
M= 0 lb-ft
Mmax = 4853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 4853 ( 1000 ) = 28133 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 517 Diagrama de Momentos Caso 7
S
U
E
L
O
La figura 518 muestra la solucioacuten de caso 7 resuelto en el programa GALA
71
Fig
ura
51
8 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
72
58 Caso 8 Entibacioacuten en arcilla suave o blanda con 3 codales8
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1m
L= 7m L2 = 3m
L3 = 2m
L4 = 1m
S= 5 m
Figura 519
Arcilla suave
γ= 1750 knmsup3
φ= 0ordm
c= 30 knmsup2
Solucioacuten
Figura 520 Diagrama de presiones
de una arcilla suave o blanda
Diagrama de peck
γ H = ( 1750 ) ( 7 ) = 408
c 30
Pa= γ H ( 1 - 4Cu ) = ( 1750 ) ( 7 ) ( 1 ndash 4 ( 30 ) = 250 knmsup2
γ H 1750 ( 7 )
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 1750 ) ( 7 ) = 3675 knmsup2
8 Braja M Das Fundamentos de Ingenieriacutea Geoteacutecnica primera edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 492
73
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 3675 ) ( 225 ) ( 1125 ) + ( 283 ) ( 3216 ) = 6138 knm
Para B1
B1 = ( 3675 ) ( 225 ) ndash 6138 + 3216 = 5347 knm
Para C
2C = ( 3675 ) ( 3 ) ( 15 ) = 8269 knm
Para B2
B2 = ( 3675 ) ( 3 ) ndash 8269 = 2756 knm
Para B
B = B1 + B2 = 5347 + 2756 = 8103 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 6138 ( 5 ) = 30689 kN
Pb = B ( 5 ) = 8103 ( 5 ) = 40514 kN
Pc = C ( 5 ) = 8269 ( 5 ) = 41345 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 6138) ( 5sup2 ) = 19181 kn-m
8 8
74
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 19181 (1000) = 111194 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 8103 ) ( 5sup2 ) = 25322 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 25322 (1000) = 146793 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (8269) ( 5sup2 ) = 25141 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 25841 (1000) = 149801 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -3675 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -350 kn-m
75
1 le x le 175
En x = 175
M = -3675 xsup3 + 6138 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2728 kn-m
175 le x le 4
En x = 4
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 254
120597119910
120597119909 [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
6138 ( x ndash 1 )
-3675 x + 9353 = 0 x = 254 m
M = 3889 kn-m
4 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 )
M= -1838 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 475
120597119910
120597119909 [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 )
-3675 x + 17456 = 0 x = 475 m
M = 1034 kn-m
6 le x le 7
En x = 7
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 ) + 5347 ( x ndash 6 )
M= 0 kn-m
76
Mmax = 3853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 3853 ( 1000 ) = 22336 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 521 Diagrama de Momentos Caso 8
S
U
E
L
O
La figura 522 muestra la solucioacuten del caso 8 resuelto en el programa GALA
77
Fig
ura
52
2 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
78
59 Caso 9 Entibacioacuten en suelo arenoso con tres puntales9
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arenoso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 2 m
L3 = 2 m
L4 = 2 m
S= 2 m
Solucioacuten
Figura 523
Arena
γ= 16 knmsup3
φ= 30ordm
c= 0 knmsup2
Figura 524 Diagrama de
presiones en arena
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
065 ( 16 ) ( 7 ) tansup2 ( 45 - 302 ) = 2427 knmsup2
9 Braja M Das Principles of Geotechnical Engineering third edition Editorial ITP1994 paacuteg 452
79
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
2A = ( 2427 ) ( 3115 ) = 5461 knm
Para B1
B1 = 2427 ( 3 ) - 5461 = 1820 knm
Para C
2C = 2427 ( 4 ) ( 2 ) = 9708 = 9708 knm
Para B2
B2 = 2427 ( 4 ) - 9708 = 0 knm
B = B1 + B2 = 1820 knm
Fuerzas en los puntales
PA= A ( S ) = 5460 ( 2 ) = 10920 kn
PB = B ( S ) = 1820 ( 2 ) = 3640 kn
PC = C ( S ) = 9708 ( 2 ) = 19416 kn
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5460) ( 2sup2 ) = 273 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 2730 (1000) = 15826 cmsup3m
σadm 1725
80
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 1820 ) ( 2sup2 ) = 910 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 910 (1000) = 5275 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (9708) ( 2sup2 ) = 4854 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 4854 (1000) = 28139 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = frac12 ( -2427 xsup2)
M = 0
M = -1213 kn-m
1 le x le 3
En x = 3
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
120597119910
120597119909 frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
-2427 x + 5460 = 0 x = 225 m
81
A y B
En x = 225
M = 683 kn-m
3 le x le 5
En x = 5
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 ) + 1820 ( x ndash 3 )
M= -4853 kn-m
5 le x le 7
En x = 7
M = frac12( -2427 xsup2) + 5460 (x ndash 1) + 1820 (x ndash 3) + 9708 (x ndash 5)
M= 0 lb-ft
Mmax = 4853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 4853 ( 1000 ) = 28133 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 525 Diagrama de Momentos Caso 9
S
U
E
L
O
La figura 526 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
82
Fig
ura
52
6 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
83
510 Caso 10 Entibacioacuten en arcilla dura con 3 codales10
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 25 m
L3 = 25 m
L4 = 1 m
S= 3 m
Figura 527
Arena
γ= 18 knmsup3
φ= 0ordm
c= 35 knmsup2
Solucioacuten
Figura 528 Diagrama de presiones
de una arcilla dura
Diagrama de peck
γ H = ( 1800) ( 7 ) = 360
c 35
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 18 ) ( 7 ) = 378 knmsup2
10
Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 531
84
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 378 ) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B1
B1 = (378) ( 175 ) ndash 5402 + 3308 = 4520 knm
Para C
2C = (378) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B2
B2 = (378) ( 175 ) ndash ( 5402 ) + ( 3308 ) = 4520 knm
Para B
B = B1 + B2 = 4520 + 4520 = 9040 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Pb = B ( 5 ) = 9040 ( 3 ) = 27120 kN
Pc = C ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
85
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 9040 ) ( 3sup2 ) = 1017 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 1017 (1000) = 58957 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -360 kn-m
86
1 le x le 175
En x = 175
M = -378 xsup3 + 5402 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2122 kn-m
175 le x le 35
En x = 35
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 230
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
-378 x + 8709 = 0 x = 230 m
M = 2703 kn-m
35 le x le 525
En x = 525
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
M= 2122 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 469
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
-378 x + 17750 = 0 x = 469 m
M = 2703 kn-m
525 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 378 xsup3 - frac12( 378 ( x ndash 525 )sup2 )
6 ( 025 (7) )
M= -360 kn-m
6 le x le 7 M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 )
87
En x = 7
+ 5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 5402 ( x ndash 6 )
- frac12 ( 378 ( x ndash 525 )sup2 ) + 378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M= 0 kn-m
Mmax = 2703 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 2703 ( 1000 ) = 15669 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 529 Diagrama de Momentos Caso 10
S
U
E
L
O
La figura 530 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
88
Fig
ura
53
0 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
89
Una vez resueltos los ejercicios manualmente se obtuvo el resultado real y con el paquete
interactivo se obtuvo el resultado aproximado estos se comparan para mostrar la bondad del
programa GALA( Ver Tablas 51 a 510)
Caso 1
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 71 703 m 007 099
Longitud Total de
Tablestaca 121 1203 m 007 058
Momento Maacuteximo 20939 20957 kN-mm -018 -009
Seccioacuten Requerida 121738 121494 cmsup3m 244 020
Tabla 51 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 2
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 611 596 m 015 246
Longitud Total de
Tablestaca 1111 1096 m 015 135
Momento Maacuteximo ----- 2238 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 129742 cmsup3m ----- -----
Tabla 52 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 3
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 345 341 m 004 116
Longitud Total de
Tablestaca 895 891 m 004 045
Momento Maacuteximo 12742 12757 kN-mm -015 -012
Seccioacuten Requerida 74081 73759 cmsup3m 322 043
Tabla 53 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
90
Caso 4
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 533 53 m 003 056
Longitud Total de Tablestaca 1448 1445 m 003 021
Momento Maacuteximo ----- 35063 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 166967 cmsup3m ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 11487 11567 kN -08 -070
Separacioacuten entre Anclas ----- 086 m ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 1142 m ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 9968 kN ----- -----
Tabla 54 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 5
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 114 1136 ft 004 035
Longitud Total de Tablestaca 438 4376 ft 004 009
Momento Maacuteximo ----- 1383 kLb-ftft ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 663 insup3ft ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 629 314 kLb 315 5008
Separacioacuten entre Anclas ----- 527 ft ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 3475 ft ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 1657 kLb ----- -----
Tabla 55 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
91
Caso 6
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 2696 2697 kLb -001 -004
Fuerza en Puntal B 2097 2097 kLb 0 000
Fuerza en Puntal C 1198 1198 kLb 0 000
Fuerza en Puntal D 4793 4794 kLb -001 -002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 1294 394 insup3ft 9 6955
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 1048 307 insup3ft 741 7071
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 599 175 insup3ft 424 7078
Seccioacuten Requerida en
Larguero D 2301 701 insup3ft 16 6954
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 431 431 insup3ft 0 000
Tabla 56 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 7
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 273 273 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 91 91 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 4854 48534 kN 006 001
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 98913 98914 cmsup3m -001 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 32971 32971 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 17587 175846 cmsup3m 024 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 57 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
92
Caso 8
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 30689 30689 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 40514 40514 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 41344 41344 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 111194 111191 cmsup3m 003 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 146793 146791 cmsup3m 002 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 149801 149796 cmsup3m 005 000
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 22336 22547 cmsup3m -211 -094
Tabla 58 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 9
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 1092 1092 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 364 364 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 19416 19413 kN 003 002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 15826 15856 cmsup3m -03 -019
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 5275 5275 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 28139 28135 cmsup3m 004 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 59 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
93
Caso 10
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 16207 16207 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 2712 27122 kN -002 -001
Fuerza en Puntal C 16207 16207 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 58957 5896 cmsup3m -003 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 15669 15668 cmsup3m 001 001
Tabla 510 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Al revisar las comparaciones en el caso de tablestacado se obtubo un porcentaje alto el cual
se trata de la fuerza del ancla obtenida en el Caso 5 en el caacutelculo se encontroacute que se consideroacute
la DTeoacuterica en lugar de la D la cual ya estaacute afectada por el factor de seguridad demostrando
que el error se encuentra en el ejercicio resuelto manualmente
Los porcentajes de la profundidad de penetracioacuten de la tablestaca se consideran relativamente
altos pero hay que resaltar que su caacutelculo es por iteraciones y se busca un valor cerca del 0
mientras que el programa trata de resolver el valor lo maacutes cercano a 0 obteniendo asiacute maacutes
presicioacuten
En los casos de Entibacioacuten se presenta un error relativo que es un error fatal en el caacutelculo de
los largueros que ocurre en el Caso 6 esto fue inquietante puesto que el porcentaje resulta
superior al cincuenta por ciento esto obligoacute a revisar cuidadosamente el paquete en lo
94
referente a la conversioacuten de unidades en el cual su programacioacuten en el Sistema Ingleacutes que se
basa en el uso de factores de conversioacuten para resolver en Sistema Meacutetrico y asiacute regresar de
nuevo los valores en Sistema Ingleacutes
Se encontroacute un error dimensional el cual no se localizoacute pero se refleja en la seccioacuten requerida
en los largueros lo cual tambieacuten obligo a realizar una revisioacuten minuciosa en todos los
algoritmos del programa Obteniendo asiacute en la totalidad de los casos resueltos en Sistema
Ingleacutes y en Sistema Meacutetrico un factor de 001860 para la conversioacuten de cmsup3m a insup3ft Factor
que no se cumple en el caacutelculo de largueros realizado manualmente Se encontroacute que el valor
estaacute aumentado por 328 veces lo cual es el mismo valor de conversioacuten de metros a pies
demostrando la confiabilidad y bondad del programa GALA
Teniendo confianza en lo anterior se resuelven con el paquete aquellos casos cuando no
propone el elemento estructural que exista en el mercado En los casos analizados en este
estudio de Tablestacado siempre propone el elemento estructural pero en Entibacioacuten no
existen codales que cumplan las caracteriacutesticas que el ejercicio solicita por lo que es necesario
volver a calcular hasta encontrar la propuesta del programa de un codal adecuado
simplemente modificando la separacioacuten horizontal entre ellos en el caso de no llegar a
solucionarse asiacute el problema se recomienda modificar las separaciones verticales entre
codales respetando el uacuteltimo valor de separacioacuten entre la plantilla de la excavacioacuten y el uacuteltimo
codal
95
Fig
ura
53
1 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 6
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
96
Fig
ura
53
2 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 7
y C
aso
9 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
97
Fig
ura
53
3 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 8
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
98
Fig
ura
53
4 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 1
0 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
Page 12
55
p2 = ( γL1 + γrsquoL2 ) Ka = [ ( 16 ) ( 305 ) + ( 969 ) ( 61 ) ] 13 = 3597 knmsup2
L3 = p2 = 3597 = 139 m
γrsquo ( Kp ndash Ka ) ( 969 ) ( 2667 )
P = frac12p1L1 + p1L2 + frac12 ( p2 - p1 ) L2 + frac12p2L3
P = ( frac12 ) ( 1627 ) ( 305 ) + ( 1627 ) ( 61 ) + frac12 ( 3597 - 1627 ) ( 61 ) + frac12 ( 3597 ) ( 139 )
2418 + 9925 + 6001 + 250 =
P = 20907 knm
Ž= ΣMEP
Ž= [ ( 2418 ) ( 139 + 61 + 305 ( ⅓ ) ) + ( 9925 ) ( 139 + ( 6 ) ( acute ) ) + ( 6001 ) (139 +
6 ( ⅓ ) ) + ( 250 ) ( ( 2 ) (139 ) ( ⅓ ) ) ] 1 ( 20907 )
Ž= 421 m
L4 = 11987143 +151198714
2 ( l2 + L2 + L3 ) - 3P [ ( L1 + L2 + L3 ) - ( ž + l1 ) ] = 0
γrsquo ( Kp ndash Ka )
11987143 + 151198714
2 ( 152 + 61 + 139 ) - ( 3 ) ( 20907 ) [ ( 305 + 61 + 139 ) -( 421 + 153 ) ]
(969)(2667)
L4 = 27 m
Dteoacuterica = L3 + L4 = 139 + 27 = 409 tiende a 41 m
Dreal = 13Dteoacuterica = ( 13 ) ( 41 ) = 533 m
56
Parte b
F = P- frac12 γrsquo( Kp ndash Ka ) L4sup2 = 20907 - frac12 ( 969 ) ( 2667 ) ( 27 )sup2 = 11487 knm tiende a 115
kNm
La figura 58 muestra la solucioacuten del caso 4 resuelto en el programa GALA
57
Fig
ura
58
Im
pre
sioacute
n d
e re
sult
ado
s d
el p
rog
ram
a G
AL
A
58
55 Caso 5 Tablestacado anclado en suelo arcilloso en presencia de nivel freaacutetico5
De la figura siguiente resolver
a Determine la profundidad teoacuterica de empotramiento
b Calcule la fuerza en el ancla por unidad de longitud de muro tablestaca
L1 = 108 ft
L2 = 216 ft
Figura 59
l1 = 54 ft
γ = 108 lbftsup3
γsat = 1272 lbftsup3
φ = 35ordm
c= 850 lbftsup2
Solucioacuten
Parte a
Ka = tansup2 ( 45 - φ2 ) = tansup2 ( 45 - 322 ) = 0271
γrsquo= γsat ndash γw = 1272 - 624 = 648 lbftsup3
p1 = γL1Ka = ( 0108 ) ( 108 ) ( 0271 ) = 0316 klbftsup2
p2 = ( γL1+ γrsquoL2 ) Ka = [ ( 0108 ) ( 108 ) + ( 00648 ) ( 216 ) ] ( 0271 ) = 0695 klbftsup2
P1 = frac12 p1L1 + p1L2 + frac12 ( p2 - p1 ) L2
5 Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 492
59
P1 = frac12 ( 0316 ) ( 108 ) + ( 0316 ) ( 216 ) + frac12 ( 0695 - 0316 ) ( 216 ) = 1706 + 6826
+ 4093
P1 = 12625 klbft
Ž1= Σ ME respecto a la liacutenea del dragado =
P1
Ž1= ( 1706 ) ( 216 + ⅓ 108 ) ) + ( 6826 ) ( 108 ) + ( 4093 ) ( ⅓ ( 216 ) ) = 1158 ft
12625
P6 = 4c - ( γL1 + γrsquoL2 ) = ( 4 ) ( 0850 ) - [ ( 0108 ) ( 108 ) + ( 00648 ) ( 216 ) ]
P6 = 0834 klbftsup2
D = p6Dsup2 + 2p6D ( L1 + L2 - l1 ) - 2P1 ( L1 + L2 - l1 ndash ž 1 ) = 0
D = 0834Dsup2 + ( 2 ) ( 0834 ) ( D ) ( 27 ) - ( 2 ) ( 12625 ) ( 1542 ) = 0
Dsup2 + 54D - 46685 = 0
D = 76 ft
Parte b
F = P1 - p6D = 12625 - ( 0834 ) ( 76 ) = 629 Klbft
En la figura 510 se muestra la solucioacuten del caso 5 resuelto en el programa GALA
60
Fig
ura
51
0 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
61
56 Caso 6 Entibacioacuten en suelo arenoso con cuatro codales6
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en un suelo arenoso
L1 = 3ft
L= 27ft L2 = 6ft
L3 = 6ft
L4 = 6ft
L5 = 6ft
S= 8ft
Figura 511
Arena
γ = 105 lbftsup3
φ = 35deg
c = 0
σadm= 25000 lbinsup2
Solucioacuten
Figura 512 Diagrama de
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
Pa = 065 ( 105 ) ( 27 ) tansup2 ( 45 - 352 ) = 49937 lbftsup2
6Braja M Das Principles of Geotechnical Engineering third edition Editorial ITP1994 pag462
62
presiones en arena Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B y C
Para A
6A = 49937 ( 9 ) ( 92 ) = 337075 lbft
Para B1
B1 = 49937 ( 9 ) ndash 337075 = 112358 lbft
Para C
6C1= 49937 ( 6 ) ( 62 ) = 149811 lbft
Para B2
B2 = 49937 ( 6 ) - 1449811 = 149811 lbft
Para B
B= B1 + B2 = 112358 + 149811 = 262169 lbft
Para D
6 D = 49937 ( 12 ) ( 122 ) = 599244 lbft
Para C2
C2 = 49937 ( 12 ) - 599244 = 0
Para C
C1 + C2 = C
149811 + 0 = 149811 lbft
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( S ) = 337075 ( 8 ) = 26965 lb
Pb = B ( S ) = 262169 ( 8 ) = 20973 lb
63
Pc= C ( S ) = 149811 ( 8 ) = 11985 lb
Pd= D ( S ) = 599244 ( 8 ) = 47939 lb
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 337075 ) ( 8sup2 ) = 26966 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 26966 ( 12 ) = 1294 insup3ft
σadm 25000
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 262169 ) ( 8sup2 ) = 209735 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 209735 ( 12 ) = 1048 insup3ft
σadm 25000
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (149811) ( 8sup2 ) = 119849 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 209735 ( 12 ) = 599 insup3ft
σadm 25000
64
En D
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (599244) ( 8sup2 ) = 479395 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 479395 ( 12 ) = 2301 insup3ft
σadm 25000
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 3
En x = 0
En x = 3
M = frac12 ( -49937 xsup2)
M = 0
M = -224716 lb-ft
3 le x le 9
En x = 9
M = frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 )
M = 0 lb-ft
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 675
120597119910
120597119909 frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 )
-49937 x + 337075 = 0 x = 675 ft
M = 126403 lb-ft
9 le x le 15
En x = 15
frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 ) + 262169 ( x ndash 9 )
M= 0 lb-ft
Momento maacuteximo 120597119910
120597119909 frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 ) + 262169 ( x ndash 9 )
65
entre el puntal
B y C
En x = 12
-49937 x + 337075 +262169 = 0 x = 12 ft
M = 224716 lb-ft
15 le x le 21
En x = 21
frac12( -49937 xsup2) + 337075 (x ndash 3) + 262169 (x ndash 9) + 149811 (x ndash 15)
M= -888964 lb-ft
21 le x le 27
En x = 21
M = frac12( -49937 xsup2) + 337075 (x ndash 3) + 262169 (x ndash 9) + 149811 (x ndash
15) + 599244 (x- 21)
M= 0 lb-ft
Mmax = 888964 lb-ft
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 888964 ( 12 ) = 431 insup3ft
σadm 25000
Diagrama de momentos
E
X
C
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 513 Diagrama de Momentos Caso 6
S
U
E
L
O
La figura 514 muestra la solucioacuten de caso 6 resuelto en el programa GALA
66
Fig
ura
51
4 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
67
57 Caso 7 Entibacioacuten en suelo arenoso con tres codales7
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en un suelo arenoso
L1 = 1 m
L= 7 m L2 = 2 m
L3 = 2 m
L4 = 2 m
S= 5 m
Figura 515
Arena
γ = 16 knmsup3
φ = 30deg
c = 0
Solucioacuten
Figura 516 Diagrama de
presiones en arena
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
065 ( 16 ) ( 7 ) tansup2 ( 45 - 302 ) = 2427 knmsup2
7 Braja M Das Fundamentos de Ingenieriacutea Geoteacutecnica primera edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 479
68
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
2A = ( 2427 ) ( 3115 ) = 5461 kNm
Para B1
B1 = 2427 ( 3 ) - 5461 = 1820 kNm
Para C
2C = 2427 ( 4 ) ( 2 ) = 9708 kNm
Para B2
B2 = 2427 ( 4 ) - 9708 = 0 kNm
B= B1+B2= 1820 kNm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa= A ( 5 ) = 5460 ( 5 )= 27300 kN
Pb= B ( 5 ) = 1820 ( 5 ) = 9100 kN
Pc= C ( 5 ) = 9708 ( 5 ) = 48540 Kn
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5460) ( 5sup2 ) = 17063 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 17063 (1000) = 98913 cmsup3m
σadm 1725
69
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 1820 ) ( 5sup2 ) = 5686 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 5686 (1000) = 32971 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (9708) ( 5sup2 ) = 30334 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 30334 (1000) = 175870 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = frac12 ( -2427 xsup2)
M = 0
M = -1213 kn-m
1 le x le 3
En x = 3
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
120597119910
120597119909 frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
70
A y B
En x = 225
-2427 x + 5460 = 0 x = 225 m
M = 683 kn-m
3 le x le 5
En x = 5
frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 ) + 1820 ( x ndash 3 )
M= -4853 kn-m
5 le x le 7
En x = 7
frac12( -2427 xsup2) + 5460 (x ndash 1) + 1820 (x ndash 3) + 9708 (x ndash 5)
M= 0 lb-ft
Mmax = 4853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 4853 ( 1000 ) = 28133 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 517 Diagrama de Momentos Caso 7
S
U
E
L
O
La figura 518 muestra la solucioacuten de caso 7 resuelto en el programa GALA
71
Fig
ura
51
8 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
72
58 Caso 8 Entibacioacuten en arcilla suave o blanda con 3 codales8
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1m
L= 7m L2 = 3m
L3 = 2m
L4 = 1m
S= 5 m
Figura 519
Arcilla suave
γ= 1750 knmsup3
φ= 0ordm
c= 30 knmsup2
Solucioacuten
Figura 520 Diagrama de presiones
de una arcilla suave o blanda
Diagrama de peck
γ H = ( 1750 ) ( 7 ) = 408
c 30
Pa= γ H ( 1 - 4Cu ) = ( 1750 ) ( 7 ) ( 1 ndash 4 ( 30 ) = 250 knmsup2
γ H 1750 ( 7 )
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 1750 ) ( 7 ) = 3675 knmsup2
8 Braja M Das Fundamentos de Ingenieriacutea Geoteacutecnica primera edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 492
73
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 3675 ) ( 225 ) ( 1125 ) + ( 283 ) ( 3216 ) = 6138 knm
Para B1
B1 = ( 3675 ) ( 225 ) ndash 6138 + 3216 = 5347 knm
Para C
2C = ( 3675 ) ( 3 ) ( 15 ) = 8269 knm
Para B2
B2 = ( 3675 ) ( 3 ) ndash 8269 = 2756 knm
Para B
B = B1 + B2 = 5347 + 2756 = 8103 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 6138 ( 5 ) = 30689 kN
Pb = B ( 5 ) = 8103 ( 5 ) = 40514 kN
Pc = C ( 5 ) = 8269 ( 5 ) = 41345 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 6138) ( 5sup2 ) = 19181 kn-m
8 8
74
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 19181 (1000) = 111194 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 8103 ) ( 5sup2 ) = 25322 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 25322 (1000) = 146793 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (8269) ( 5sup2 ) = 25141 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 25841 (1000) = 149801 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -3675 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -350 kn-m
75
1 le x le 175
En x = 175
M = -3675 xsup3 + 6138 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2728 kn-m
175 le x le 4
En x = 4
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 254
120597119910
120597119909 [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
6138 ( x ndash 1 )
-3675 x + 9353 = 0 x = 254 m
M = 3889 kn-m
4 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 )
M= -1838 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 475
120597119910
120597119909 [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 )
-3675 x + 17456 = 0 x = 475 m
M = 1034 kn-m
6 le x le 7
En x = 7
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 ) + 5347 ( x ndash 6 )
M= 0 kn-m
76
Mmax = 3853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 3853 ( 1000 ) = 22336 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 521 Diagrama de Momentos Caso 8
S
U
E
L
O
La figura 522 muestra la solucioacuten del caso 8 resuelto en el programa GALA
77
Fig
ura
52
2 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
78
59 Caso 9 Entibacioacuten en suelo arenoso con tres puntales9
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arenoso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 2 m
L3 = 2 m
L4 = 2 m
S= 2 m
Solucioacuten
Figura 523
Arena
γ= 16 knmsup3
φ= 30ordm
c= 0 knmsup2
Figura 524 Diagrama de
presiones en arena
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
065 ( 16 ) ( 7 ) tansup2 ( 45 - 302 ) = 2427 knmsup2
9 Braja M Das Principles of Geotechnical Engineering third edition Editorial ITP1994 paacuteg 452
79
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
2A = ( 2427 ) ( 3115 ) = 5461 knm
Para B1
B1 = 2427 ( 3 ) - 5461 = 1820 knm
Para C
2C = 2427 ( 4 ) ( 2 ) = 9708 = 9708 knm
Para B2
B2 = 2427 ( 4 ) - 9708 = 0 knm
B = B1 + B2 = 1820 knm
Fuerzas en los puntales
PA= A ( S ) = 5460 ( 2 ) = 10920 kn
PB = B ( S ) = 1820 ( 2 ) = 3640 kn
PC = C ( S ) = 9708 ( 2 ) = 19416 kn
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5460) ( 2sup2 ) = 273 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 2730 (1000) = 15826 cmsup3m
σadm 1725
80
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 1820 ) ( 2sup2 ) = 910 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 910 (1000) = 5275 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (9708) ( 2sup2 ) = 4854 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 4854 (1000) = 28139 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = frac12 ( -2427 xsup2)
M = 0
M = -1213 kn-m
1 le x le 3
En x = 3
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
120597119910
120597119909 frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
-2427 x + 5460 = 0 x = 225 m
81
A y B
En x = 225
M = 683 kn-m
3 le x le 5
En x = 5
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 ) + 1820 ( x ndash 3 )
M= -4853 kn-m
5 le x le 7
En x = 7
M = frac12( -2427 xsup2) + 5460 (x ndash 1) + 1820 (x ndash 3) + 9708 (x ndash 5)
M= 0 lb-ft
Mmax = 4853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 4853 ( 1000 ) = 28133 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 525 Diagrama de Momentos Caso 9
S
U
E
L
O
La figura 526 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
82
Fig
ura
52
6 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
83
510 Caso 10 Entibacioacuten en arcilla dura con 3 codales10
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 25 m
L3 = 25 m
L4 = 1 m
S= 3 m
Figura 527
Arena
γ= 18 knmsup3
φ= 0ordm
c= 35 knmsup2
Solucioacuten
Figura 528 Diagrama de presiones
de una arcilla dura
Diagrama de peck
γ H = ( 1800) ( 7 ) = 360
c 35
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 18 ) ( 7 ) = 378 knmsup2
10
Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 531
84
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 378 ) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B1
B1 = (378) ( 175 ) ndash 5402 + 3308 = 4520 knm
Para C
2C = (378) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B2
B2 = (378) ( 175 ) ndash ( 5402 ) + ( 3308 ) = 4520 knm
Para B
B = B1 + B2 = 4520 + 4520 = 9040 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Pb = B ( 5 ) = 9040 ( 3 ) = 27120 kN
Pc = C ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
85
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 9040 ) ( 3sup2 ) = 1017 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 1017 (1000) = 58957 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -360 kn-m
86
1 le x le 175
En x = 175
M = -378 xsup3 + 5402 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2122 kn-m
175 le x le 35
En x = 35
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 230
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
-378 x + 8709 = 0 x = 230 m
M = 2703 kn-m
35 le x le 525
En x = 525
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
M= 2122 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 469
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
-378 x + 17750 = 0 x = 469 m
M = 2703 kn-m
525 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 378 xsup3 - frac12( 378 ( x ndash 525 )sup2 )
6 ( 025 (7) )
M= -360 kn-m
6 le x le 7 M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 )
87
En x = 7
+ 5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 5402 ( x ndash 6 )
- frac12 ( 378 ( x ndash 525 )sup2 ) + 378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M= 0 kn-m
Mmax = 2703 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 2703 ( 1000 ) = 15669 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 529 Diagrama de Momentos Caso 10
S
U
E
L
O
La figura 530 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
88
Fig
ura
53
0 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
89
Una vez resueltos los ejercicios manualmente se obtuvo el resultado real y con el paquete
interactivo se obtuvo el resultado aproximado estos se comparan para mostrar la bondad del
programa GALA( Ver Tablas 51 a 510)
Caso 1
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 71 703 m 007 099
Longitud Total de
Tablestaca 121 1203 m 007 058
Momento Maacuteximo 20939 20957 kN-mm -018 -009
Seccioacuten Requerida 121738 121494 cmsup3m 244 020
Tabla 51 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 2
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 611 596 m 015 246
Longitud Total de
Tablestaca 1111 1096 m 015 135
Momento Maacuteximo ----- 2238 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 129742 cmsup3m ----- -----
Tabla 52 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 3
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 345 341 m 004 116
Longitud Total de
Tablestaca 895 891 m 004 045
Momento Maacuteximo 12742 12757 kN-mm -015 -012
Seccioacuten Requerida 74081 73759 cmsup3m 322 043
Tabla 53 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
90
Caso 4
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 533 53 m 003 056
Longitud Total de Tablestaca 1448 1445 m 003 021
Momento Maacuteximo ----- 35063 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 166967 cmsup3m ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 11487 11567 kN -08 -070
Separacioacuten entre Anclas ----- 086 m ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 1142 m ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 9968 kN ----- -----
Tabla 54 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 5
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 114 1136 ft 004 035
Longitud Total de Tablestaca 438 4376 ft 004 009
Momento Maacuteximo ----- 1383 kLb-ftft ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 663 insup3ft ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 629 314 kLb 315 5008
Separacioacuten entre Anclas ----- 527 ft ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 3475 ft ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 1657 kLb ----- -----
Tabla 55 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
91
Caso 6
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 2696 2697 kLb -001 -004
Fuerza en Puntal B 2097 2097 kLb 0 000
Fuerza en Puntal C 1198 1198 kLb 0 000
Fuerza en Puntal D 4793 4794 kLb -001 -002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 1294 394 insup3ft 9 6955
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 1048 307 insup3ft 741 7071
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 599 175 insup3ft 424 7078
Seccioacuten Requerida en
Larguero D 2301 701 insup3ft 16 6954
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 431 431 insup3ft 0 000
Tabla 56 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 7
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 273 273 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 91 91 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 4854 48534 kN 006 001
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 98913 98914 cmsup3m -001 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 32971 32971 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 17587 175846 cmsup3m 024 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 57 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
92
Caso 8
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 30689 30689 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 40514 40514 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 41344 41344 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 111194 111191 cmsup3m 003 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 146793 146791 cmsup3m 002 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 149801 149796 cmsup3m 005 000
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 22336 22547 cmsup3m -211 -094
Tabla 58 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 9
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 1092 1092 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 364 364 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 19416 19413 kN 003 002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 15826 15856 cmsup3m -03 -019
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 5275 5275 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 28139 28135 cmsup3m 004 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 59 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
93
Caso 10
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 16207 16207 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 2712 27122 kN -002 -001
Fuerza en Puntal C 16207 16207 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 58957 5896 cmsup3m -003 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 15669 15668 cmsup3m 001 001
Tabla 510 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Al revisar las comparaciones en el caso de tablestacado se obtubo un porcentaje alto el cual
se trata de la fuerza del ancla obtenida en el Caso 5 en el caacutelculo se encontroacute que se consideroacute
la DTeoacuterica en lugar de la D la cual ya estaacute afectada por el factor de seguridad demostrando
que el error se encuentra en el ejercicio resuelto manualmente
Los porcentajes de la profundidad de penetracioacuten de la tablestaca se consideran relativamente
altos pero hay que resaltar que su caacutelculo es por iteraciones y se busca un valor cerca del 0
mientras que el programa trata de resolver el valor lo maacutes cercano a 0 obteniendo asiacute maacutes
presicioacuten
En los casos de Entibacioacuten se presenta un error relativo que es un error fatal en el caacutelculo de
los largueros que ocurre en el Caso 6 esto fue inquietante puesto que el porcentaje resulta
superior al cincuenta por ciento esto obligoacute a revisar cuidadosamente el paquete en lo
94
referente a la conversioacuten de unidades en el cual su programacioacuten en el Sistema Ingleacutes que se
basa en el uso de factores de conversioacuten para resolver en Sistema Meacutetrico y asiacute regresar de
nuevo los valores en Sistema Ingleacutes
Se encontroacute un error dimensional el cual no se localizoacute pero se refleja en la seccioacuten requerida
en los largueros lo cual tambieacuten obligo a realizar una revisioacuten minuciosa en todos los
algoritmos del programa Obteniendo asiacute en la totalidad de los casos resueltos en Sistema
Ingleacutes y en Sistema Meacutetrico un factor de 001860 para la conversioacuten de cmsup3m a insup3ft Factor
que no se cumple en el caacutelculo de largueros realizado manualmente Se encontroacute que el valor
estaacute aumentado por 328 veces lo cual es el mismo valor de conversioacuten de metros a pies
demostrando la confiabilidad y bondad del programa GALA
Teniendo confianza en lo anterior se resuelven con el paquete aquellos casos cuando no
propone el elemento estructural que exista en el mercado En los casos analizados en este
estudio de Tablestacado siempre propone el elemento estructural pero en Entibacioacuten no
existen codales que cumplan las caracteriacutesticas que el ejercicio solicita por lo que es necesario
volver a calcular hasta encontrar la propuesta del programa de un codal adecuado
simplemente modificando la separacioacuten horizontal entre ellos en el caso de no llegar a
solucionarse asiacute el problema se recomienda modificar las separaciones verticales entre
codales respetando el uacuteltimo valor de separacioacuten entre la plantilla de la excavacioacuten y el uacuteltimo
codal
95
Fig
ura
53
1 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 6
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
96
Fig
ura
53
2 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 7
y C
aso
9 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
97
Fig
ura
53
3 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 8
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
98
Fig
ura
53
4 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 1
0 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
Page 13
56
Parte b
F = P- frac12 γrsquo( Kp ndash Ka ) L4sup2 = 20907 - frac12 ( 969 ) ( 2667 ) ( 27 )sup2 = 11487 knm tiende a 115
kNm
La figura 58 muestra la solucioacuten del caso 4 resuelto en el programa GALA
57
Fig
ura
58
Im
pre
sioacute
n d
e re
sult
ado
s d
el p
rog
ram
a G
AL
A
58
55 Caso 5 Tablestacado anclado en suelo arcilloso en presencia de nivel freaacutetico5
De la figura siguiente resolver
a Determine la profundidad teoacuterica de empotramiento
b Calcule la fuerza en el ancla por unidad de longitud de muro tablestaca
L1 = 108 ft
L2 = 216 ft
Figura 59
l1 = 54 ft
γ = 108 lbftsup3
γsat = 1272 lbftsup3
φ = 35ordm
c= 850 lbftsup2
Solucioacuten
Parte a
Ka = tansup2 ( 45 - φ2 ) = tansup2 ( 45 - 322 ) = 0271
γrsquo= γsat ndash γw = 1272 - 624 = 648 lbftsup3
p1 = γL1Ka = ( 0108 ) ( 108 ) ( 0271 ) = 0316 klbftsup2
p2 = ( γL1+ γrsquoL2 ) Ka = [ ( 0108 ) ( 108 ) + ( 00648 ) ( 216 ) ] ( 0271 ) = 0695 klbftsup2
P1 = frac12 p1L1 + p1L2 + frac12 ( p2 - p1 ) L2
5 Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 492
59
P1 = frac12 ( 0316 ) ( 108 ) + ( 0316 ) ( 216 ) + frac12 ( 0695 - 0316 ) ( 216 ) = 1706 + 6826
+ 4093
P1 = 12625 klbft
Ž1= Σ ME respecto a la liacutenea del dragado =
P1
Ž1= ( 1706 ) ( 216 + ⅓ 108 ) ) + ( 6826 ) ( 108 ) + ( 4093 ) ( ⅓ ( 216 ) ) = 1158 ft
12625
P6 = 4c - ( γL1 + γrsquoL2 ) = ( 4 ) ( 0850 ) - [ ( 0108 ) ( 108 ) + ( 00648 ) ( 216 ) ]
P6 = 0834 klbftsup2
D = p6Dsup2 + 2p6D ( L1 + L2 - l1 ) - 2P1 ( L1 + L2 - l1 ndash ž 1 ) = 0
D = 0834Dsup2 + ( 2 ) ( 0834 ) ( D ) ( 27 ) - ( 2 ) ( 12625 ) ( 1542 ) = 0
Dsup2 + 54D - 46685 = 0
D = 76 ft
Parte b
F = P1 - p6D = 12625 - ( 0834 ) ( 76 ) = 629 Klbft
En la figura 510 se muestra la solucioacuten del caso 5 resuelto en el programa GALA
60
Fig
ura
51
0 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
61
56 Caso 6 Entibacioacuten en suelo arenoso con cuatro codales6
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en un suelo arenoso
L1 = 3ft
L= 27ft L2 = 6ft
L3 = 6ft
L4 = 6ft
L5 = 6ft
S= 8ft
Figura 511
Arena
γ = 105 lbftsup3
φ = 35deg
c = 0
σadm= 25000 lbinsup2
Solucioacuten
Figura 512 Diagrama de
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
Pa = 065 ( 105 ) ( 27 ) tansup2 ( 45 - 352 ) = 49937 lbftsup2
6Braja M Das Principles of Geotechnical Engineering third edition Editorial ITP1994 pag462
62
presiones en arena Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B y C
Para A
6A = 49937 ( 9 ) ( 92 ) = 337075 lbft
Para B1
B1 = 49937 ( 9 ) ndash 337075 = 112358 lbft
Para C
6C1= 49937 ( 6 ) ( 62 ) = 149811 lbft
Para B2
B2 = 49937 ( 6 ) - 1449811 = 149811 lbft
Para B
B= B1 + B2 = 112358 + 149811 = 262169 lbft
Para D
6 D = 49937 ( 12 ) ( 122 ) = 599244 lbft
Para C2
C2 = 49937 ( 12 ) - 599244 = 0
Para C
C1 + C2 = C
149811 + 0 = 149811 lbft
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( S ) = 337075 ( 8 ) = 26965 lb
Pb = B ( S ) = 262169 ( 8 ) = 20973 lb
63
Pc= C ( S ) = 149811 ( 8 ) = 11985 lb
Pd= D ( S ) = 599244 ( 8 ) = 47939 lb
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 337075 ) ( 8sup2 ) = 26966 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 26966 ( 12 ) = 1294 insup3ft
σadm 25000
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 262169 ) ( 8sup2 ) = 209735 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 209735 ( 12 ) = 1048 insup3ft
σadm 25000
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (149811) ( 8sup2 ) = 119849 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 209735 ( 12 ) = 599 insup3ft
σadm 25000
64
En D
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (599244) ( 8sup2 ) = 479395 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 479395 ( 12 ) = 2301 insup3ft
σadm 25000
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 3
En x = 0
En x = 3
M = frac12 ( -49937 xsup2)
M = 0
M = -224716 lb-ft
3 le x le 9
En x = 9
M = frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 )
M = 0 lb-ft
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 675
120597119910
120597119909 frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 )
-49937 x + 337075 = 0 x = 675 ft
M = 126403 lb-ft
9 le x le 15
En x = 15
frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 ) + 262169 ( x ndash 9 )
M= 0 lb-ft
Momento maacuteximo 120597119910
120597119909 frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 ) + 262169 ( x ndash 9 )
65
entre el puntal
B y C
En x = 12
-49937 x + 337075 +262169 = 0 x = 12 ft
M = 224716 lb-ft
15 le x le 21
En x = 21
frac12( -49937 xsup2) + 337075 (x ndash 3) + 262169 (x ndash 9) + 149811 (x ndash 15)
M= -888964 lb-ft
21 le x le 27
En x = 21
M = frac12( -49937 xsup2) + 337075 (x ndash 3) + 262169 (x ndash 9) + 149811 (x ndash
15) + 599244 (x- 21)
M= 0 lb-ft
Mmax = 888964 lb-ft
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 888964 ( 12 ) = 431 insup3ft
σadm 25000
Diagrama de momentos
E
X
C
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 513 Diagrama de Momentos Caso 6
S
U
E
L
O
La figura 514 muestra la solucioacuten de caso 6 resuelto en el programa GALA
66
Fig
ura
51
4 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
67
57 Caso 7 Entibacioacuten en suelo arenoso con tres codales7
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en un suelo arenoso
L1 = 1 m
L= 7 m L2 = 2 m
L3 = 2 m
L4 = 2 m
S= 5 m
Figura 515
Arena
γ = 16 knmsup3
φ = 30deg
c = 0
Solucioacuten
Figura 516 Diagrama de
presiones en arena
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
065 ( 16 ) ( 7 ) tansup2 ( 45 - 302 ) = 2427 knmsup2
7 Braja M Das Fundamentos de Ingenieriacutea Geoteacutecnica primera edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 479
68
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
2A = ( 2427 ) ( 3115 ) = 5461 kNm
Para B1
B1 = 2427 ( 3 ) - 5461 = 1820 kNm
Para C
2C = 2427 ( 4 ) ( 2 ) = 9708 kNm
Para B2
B2 = 2427 ( 4 ) - 9708 = 0 kNm
B= B1+B2= 1820 kNm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa= A ( 5 ) = 5460 ( 5 )= 27300 kN
Pb= B ( 5 ) = 1820 ( 5 ) = 9100 kN
Pc= C ( 5 ) = 9708 ( 5 ) = 48540 Kn
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5460) ( 5sup2 ) = 17063 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 17063 (1000) = 98913 cmsup3m
σadm 1725
69
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 1820 ) ( 5sup2 ) = 5686 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 5686 (1000) = 32971 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (9708) ( 5sup2 ) = 30334 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 30334 (1000) = 175870 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = frac12 ( -2427 xsup2)
M = 0
M = -1213 kn-m
1 le x le 3
En x = 3
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
120597119910
120597119909 frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
70
A y B
En x = 225
-2427 x + 5460 = 0 x = 225 m
M = 683 kn-m
3 le x le 5
En x = 5
frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 ) + 1820 ( x ndash 3 )
M= -4853 kn-m
5 le x le 7
En x = 7
frac12( -2427 xsup2) + 5460 (x ndash 1) + 1820 (x ndash 3) + 9708 (x ndash 5)
M= 0 lb-ft
Mmax = 4853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 4853 ( 1000 ) = 28133 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 517 Diagrama de Momentos Caso 7
S
U
E
L
O
La figura 518 muestra la solucioacuten de caso 7 resuelto en el programa GALA
71
Fig
ura
51
8 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
72
58 Caso 8 Entibacioacuten en arcilla suave o blanda con 3 codales8
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1m
L= 7m L2 = 3m
L3 = 2m
L4 = 1m
S= 5 m
Figura 519
Arcilla suave
γ= 1750 knmsup3
φ= 0ordm
c= 30 knmsup2
Solucioacuten
Figura 520 Diagrama de presiones
de una arcilla suave o blanda
Diagrama de peck
γ H = ( 1750 ) ( 7 ) = 408
c 30
Pa= γ H ( 1 - 4Cu ) = ( 1750 ) ( 7 ) ( 1 ndash 4 ( 30 ) = 250 knmsup2
γ H 1750 ( 7 )
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 1750 ) ( 7 ) = 3675 knmsup2
8 Braja M Das Fundamentos de Ingenieriacutea Geoteacutecnica primera edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 492
73
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 3675 ) ( 225 ) ( 1125 ) + ( 283 ) ( 3216 ) = 6138 knm
Para B1
B1 = ( 3675 ) ( 225 ) ndash 6138 + 3216 = 5347 knm
Para C
2C = ( 3675 ) ( 3 ) ( 15 ) = 8269 knm
Para B2
B2 = ( 3675 ) ( 3 ) ndash 8269 = 2756 knm
Para B
B = B1 + B2 = 5347 + 2756 = 8103 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 6138 ( 5 ) = 30689 kN
Pb = B ( 5 ) = 8103 ( 5 ) = 40514 kN
Pc = C ( 5 ) = 8269 ( 5 ) = 41345 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 6138) ( 5sup2 ) = 19181 kn-m
8 8
74
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 19181 (1000) = 111194 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 8103 ) ( 5sup2 ) = 25322 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 25322 (1000) = 146793 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (8269) ( 5sup2 ) = 25141 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 25841 (1000) = 149801 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -3675 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -350 kn-m
75
1 le x le 175
En x = 175
M = -3675 xsup3 + 6138 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2728 kn-m
175 le x le 4
En x = 4
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 254
120597119910
120597119909 [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
6138 ( x ndash 1 )
-3675 x + 9353 = 0 x = 254 m
M = 3889 kn-m
4 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 )
M= -1838 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 475
120597119910
120597119909 [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 )
-3675 x + 17456 = 0 x = 475 m
M = 1034 kn-m
6 le x le 7
En x = 7
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 ) + 5347 ( x ndash 6 )
M= 0 kn-m
76
Mmax = 3853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 3853 ( 1000 ) = 22336 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 521 Diagrama de Momentos Caso 8
S
U
E
L
O
La figura 522 muestra la solucioacuten del caso 8 resuelto en el programa GALA
77
Fig
ura
52
2 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
78
59 Caso 9 Entibacioacuten en suelo arenoso con tres puntales9
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arenoso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 2 m
L3 = 2 m
L4 = 2 m
S= 2 m
Solucioacuten
Figura 523
Arena
γ= 16 knmsup3
φ= 30ordm
c= 0 knmsup2
Figura 524 Diagrama de
presiones en arena
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
065 ( 16 ) ( 7 ) tansup2 ( 45 - 302 ) = 2427 knmsup2
9 Braja M Das Principles of Geotechnical Engineering third edition Editorial ITP1994 paacuteg 452
79
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
2A = ( 2427 ) ( 3115 ) = 5461 knm
Para B1
B1 = 2427 ( 3 ) - 5461 = 1820 knm
Para C
2C = 2427 ( 4 ) ( 2 ) = 9708 = 9708 knm
Para B2
B2 = 2427 ( 4 ) - 9708 = 0 knm
B = B1 + B2 = 1820 knm
Fuerzas en los puntales
PA= A ( S ) = 5460 ( 2 ) = 10920 kn
PB = B ( S ) = 1820 ( 2 ) = 3640 kn
PC = C ( S ) = 9708 ( 2 ) = 19416 kn
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5460) ( 2sup2 ) = 273 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 2730 (1000) = 15826 cmsup3m
σadm 1725
80
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 1820 ) ( 2sup2 ) = 910 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 910 (1000) = 5275 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (9708) ( 2sup2 ) = 4854 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 4854 (1000) = 28139 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = frac12 ( -2427 xsup2)
M = 0
M = -1213 kn-m
1 le x le 3
En x = 3
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
120597119910
120597119909 frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
-2427 x + 5460 = 0 x = 225 m
81
A y B
En x = 225
M = 683 kn-m
3 le x le 5
En x = 5
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 ) + 1820 ( x ndash 3 )
M= -4853 kn-m
5 le x le 7
En x = 7
M = frac12( -2427 xsup2) + 5460 (x ndash 1) + 1820 (x ndash 3) + 9708 (x ndash 5)
M= 0 lb-ft
Mmax = 4853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 4853 ( 1000 ) = 28133 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 525 Diagrama de Momentos Caso 9
S
U
E
L
O
La figura 526 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
82
Fig
ura
52
6 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
83
510 Caso 10 Entibacioacuten en arcilla dura con 3 codales10
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 25 m
L3 = 25 m
L4 = 1 m
S= 3 m
Figura 527
Arena
γ= 18 knmsup3
φ= 0ordm
c= 35 knmsup2
Solucioacuten
Figura 528 Diagrama de presiones
de una arcilla dura
Diagrama de peck
γ H = ( 1800) ( 7 ) = 360
c 35
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 18 ) ( 7 ) = 378 knmsup2
10
Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 531
84
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 378 ) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B1
B1 = (378) ( 175 ) ndash 5402 + 3308 = 4520 knm
Para C
2C = (378) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B2
B2 = (378) ( 175 ) ndash ( 5402 ) + ( 3308 ) = 4520 knm
Para B
B = B1 + B2 = 4520 + 4520 = 9040 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Pb = B ( 5 ) = 9040 ( 3 ) = 27120 kN
Pc = C ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
85
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 9040 ) ( 3sup2 ) = 1017 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 1017 (1000) = 58957 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -360 kn-m
86
1 le x le 175
En x = 175
M = -378 xsup3 + 5402 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2122 kn-m
175 le x le 35
En x = 35
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 230
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
-378 x + 8709 = 0 x = 230 m
M = 2703 kn-m
35 le x le 525
En x = 525
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
M= 2122 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 469
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
-378 x + 17750 = 0 x = 469 m
M = 2703 kn-m
525 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 378 xsup3 - frac12( 378 ( x ndash 525 )sup2 )
6 ( 025 (7) )
M= -360 kn-m
6 le x le 7 M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 )
87
En x = 7
+ 5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 5402 ( x ndash 6 )
- frac12 ( 378 ( x ndash 525 )sup2 ) + 378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M= 0 kn-m
Mmax = 2703 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 2703 ( 1000 ) = 15669 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 529 Diagrama de Momentos Caso 10
S
U
E
L
O
La figura 530 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
88
Fig
ura
53
0 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
89
Una vez resueltos los ejercicios manualmente se obtuvo el resultado real y con el paquete
interactivo se obtuvo el resultado aproximado estos se comparan para mostrar la bondad del
programa GALA( Ver Tablas 51 a 510)
Caso 1
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 71 703 m 007 099
Longitud Total de
Tablestaca 121 1203 m 007 058
Momento Maacuteximo 20939 20957 kN-mm -018 -009
Seccioacuten Requerida 121738 121494 cmsup3m 244 020
Tabla 51 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 2
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 611 596 m 015 246
Longitud Total de
Tablestaca 1111 1096 m 015 135
Momento Maacuteximo ----- 2238 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 129742 cmsup3m ----- -----
Tabla 52 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 3
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 345 341 m 004 116
Longitud Total de
Tablestaca 895 891 m 004 045
Momento Maacuteximo 12742 12757 kN-mm -015 -012
Seccioacuten Requerida 74081 73759 cmsup3m 322 043
Tabla 53 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
90
Caso 4
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 533 53 m 003 056
Longitud Total de Tablestaca 1448 1445 m 003 021
Momento Maacuteximo ----- 35063 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 166967 cmsup3m ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 11487 11567 kN -08 -070
Separacioacuten entre Anclas ----- 086 m ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 1142 m ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 9968 kN ----- -----
Tabla 54 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 5
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 114 1136 ft 004 035
Longitud Total de Tablestaca 438 4376 ft 004 009
Momento Maacuteximo ----- 1383 kLb-ftft ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 663 insup3ft ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 629 314 kLb 315 5008
Separacioacuten entre Anclas ----- 527 ft ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 3475 ft ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 1657 kLb ----- -----
Tabla 55 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
91
Caso 6
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 2696 2697 kLb -001 -004
Fuerza en Puntal B 2097 2097 kLb 0 000
Fuerza en Puntal C 1198 1198 kLb 0 000
Fuerza en Puntal D 4793 4794 kLb -001 -002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 1294 394 insup3ft 9 6955
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 1048 307 insup3ft 741 7071
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 599 175 insup3ft 424 7078
Seccioacuten Requerida en
Larguero D 2301 701 insup3ft 16 6954
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 431 431 insup3ft 0 000
Tabla 56 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 7
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 273 273 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 91 91 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 4854 48534 kN 006 001
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 98913 98914 cmsup3m -001 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 32971 32971 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 17587 175846 cmsup3m 024 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 57 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
92
Caso 8
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 30689 30689 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 40514 40514 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 41344 41344 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 111194 111191 cmsup3m 003 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 146793 146791 cmsup3m 002 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 149801 149796 cmsup3m 005 000
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 22336 22547 cmsup3m -211 -094
Tabla 58 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 9
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 1092 1092 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 364 364 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 19416 19413 kN 003 002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 15826 15856 cmsup3m -03 -019
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 5275 5275 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 28139 28135 cmsup3m 004 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 59 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
93
Caso 10
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 16207 16207 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 2712 27122 kN -002 -001
Fuerza en Puntal C 16207 16207 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 58957 5896 cmsup3m -003 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 15669 15668 cmsup3m 001 001
Tabla 510 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Al revisar las comparaciones en el caso de tablestacado se obtubo un porcentaje alto el cual
se trata de la fuerza del ancla obtenida en el Caso 5 en el caacutelculo se encontroacute que se consideroacute
la DTeoacuterica en lugar de la D la cual ya estaacute afectada por el factor de seguridad demostrando
que el error se encuentra en el ejercicio resuelto manualmente
Los porcentajes de la profundidad de penetracioacuten de la tablestaca se consideran relativamente
altos pero hay que resaltar que su caacutelculo es por iteraciones y se busca un valor cerca del 0
mientras que el programa trata de resolver el valor lo maacutes cercano a 0 obteniendo asiacute maacutes
presicioacuten
En los casos de Entibacioacuten se presenta un error relativo que es un error fatal en el caacutelculo de
los largueros que ocurre en el Caso 6 esto fue inquietante puesto que el porcentaje resulta
superior al cincuenta por ciento esto obligoacute a revisar cuidadosamente el paquete en lo
94
referente a la conversioacuten de unidades en el cual su programacioacuten en el Sistema Ingleacutes que se
basa en el uso de factores de conversioacuten para resolver en Sistema Meacutetrico y asiacute regresar de
nuevo los valores en Sistema Ingleacutes
Se encontroacute un error dimensional el cual no se localizoacute pero se refleja en la seccioacuten requerida
en los largueros lo cual tambieacuten obligo a realizar una revisioacuten minuciosa en todos los
algoritmos del programa Obteniendo asiacute en la totalidad de los casos resueltos en Sistema
Ingleacutes y en Sistema Meacutetrico un factor de 001860 para la conversioacuten de cmsup3m a insup3ft Factor
que no se cumple en el caacutelculo de largueros realizado manualmente Se encontroacute que el valor
estaacute aumentado por 328 veces lo cual es el mismo valor de conversioacuten de metros a pies
demostrando la confiabilidad y bondad del programa GALA
Teniendo confianza en lo anterior se resuelven con el paquete aquellos casos cuando no
propone el elemento estructural que exista en el mercado En los casos analizados en este
estudio de Tablestacado siempre propone el elemento estructural pero en Entibacioacuten no
existen codales que cumplan las caracteriacutesticas que el ejercicio solicita por lo que es necesario
volver a calcular hasta encontrar la propuesta del programa de un codal adecuado
simplemente modificando la separacioacuten horizontal entre ellos en el caso de no llegar a
solucionarse asiacute el problema se recomienda modificar las separaciones verticales entre
codales respetando el uacuteltimo valor de separacioacuten entre la plantilla de la excavacioacuten y el uacuteltimo
codal
95
Fig
ura
53
1 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 6
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
96
Fig
ura
53
2 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 7
y C
aso
9 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
97
Fig
ura
53
3 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 8
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
98
Fig
ura
53
4 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 1
0 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
Page 14
57
Fig
ura
58
Im
pre
sioacute
n d
e re
sult
ado
s d
el p
rog
ram
a G
AL
A
58
55 Caso 5 Tablestacado anclado en suelo arcilloso en presencia de nivel freaacutetico5
De la figura siguiente resolver
a Determine la profundidad teoacuterica de empotramiento
b Calcule la fuerza en el ancla por unidad de longitud de muro tablestaca
L1 = 108 ft
L2 = 216 ft
Figura 59
l1 = 54 ft
γ = 108 lbftsup3
γsat = 1272 lbftsup3
φ = 35ordm
c= 850 lbftsup2
Solucioacuten
Parte a
Ka = tansup2 ( 45 - φ2 ) = tansup2 ( 45 - 322 ) = 0271
γrsquo= γsat ndash γw = 1272 - 624 = 648 lbftsup3
p1 = γL1Ka = ( 0108 ) ( 108 ) ( 0271 ) = 0316 klbftsup2
p2 = ( γL1+ γrsquoL2 ) Ka = [ ( 0108 ) ( 108 ) + ( 00648 ) ( 216 ) ] ( 0271 ) = 0695 klbftsup2
P1 = frac12 p1L1 + p1L2 + frac12 ( p2 - p1 ) L2
5 Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 492
59
P1 = frac12 ( 0316 ) ( 108 ) + ( 0316 ) ( 216 ) + frac12 ( 0695 - 0316 ) ( 216 ) = 1706 + 6826
+ 4093
P1 = 12625 klbft
Ž1= Σ ME respecto a la liacutenea del dragado =
P1
Ž1= ( 1706 ) ( 216 + ⅓ 108 ) ) + ( 6826 ) ( 108 ) + ( 4093 ) ( ⅓ ( 216 ) ) = 1158 ft
12625
P6 = 4c - ( γL1 + γrsquoL2 ) = ( 4 ) ( 0850 ) - [ ( 0108 ) ( 108 ) + ( 00648 ) ( 216 ) ]
P6 = 0834 klbftsup2
D = p6Dsup2 + 2p6D ( L1 + L2 - l1 ) - 2P1 ( L1 + L2 - l1 ndash ž 1 ) = 0
D = 0834Dsup2 + ( 2 ) ( 0834 ) ( D ) ( 27 ) - ( 2 ) ( 12625 ) ( 1542 ) = 0
Dsup2 + 54D - 46685 = 0
D = 76 ft
Parte b
F = P1 - p6D = 12625 - ( 0834 ) ( 76 ) = 629 Klbft
En la figura 510 se muestra la solucioacuten del caso 5 resuelto en el programa GALA
60
Fig
ura
51
0 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
61
56 Caso 6 Entibacioacuten en suelo arenoso con cuatro codales6
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en un suelo arenoso
L1 = 3ft
L= 27ft L2 = 6ft
L3 = 6ft
L4 = 6ft
L5 = 6ft
S= 8ft
Figura 511
Arena
γ = 105 lbftsup3
φ = 35deg
c = 0
σadm= 25000 lbinsup2
Solucioacuten
Figura 512 Diagrama de
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
Pa = 065 ( 105 ) ( 27 ) tansup2 ( 45 - 352 ) = 49937 lbftsup2
6Braja M Das Principles of Geotechnical Engineering third edition Editorial ITP1994 pag462
62
presiones en arena Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B y C
Para A
6A = 49937 ( 9 ) ( 92 ) = 337075 lbft
Para B1
B1 = 49937 ( 9 ) ndash 337075 = 112358 lbft
Para C
6C1= 49937 ( 6 ) ( 62 ) = 149811 lbft
Para B2
B2 = 49937 ( 6 ) - 1449811 = 149811 lbft
Para B
B= B1 + B2 = 112358 + 149811 = 262169 lbft
Para D
6 D = 49937 ( 12 ) ( 122 ) = 599244 lbft
Para C2
C2 = 49937 ( 12 ) - 599244 = 0
Para C
C1 + C2 = C
149811 + 0 = 149811 lbft
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( S ) = 337075 ( 8 ) = 26965 lb
Pb = B ( S ) = 262169 ( 8 ) = 20973 lb
63
Pc= C ( S ) = 149811 ( 8 ) = 11985 lb
Pd= D ( S ) = 599244 ( 8 ) = 47939 lb
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 337075 ) ( 8sup2 ) = 26966 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 26966 ( 12 ) = 1294 insup3ft
σadm 25000
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 262169 ) ( 8sup2 ) = 209735 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 209735 ( 12 ) = 1048 insup3ft
σadm 25000
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (149811) ( 8sup2 ) = 119849 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 209735 ( 12 ) = 599 insup3ft
σadm 25000
64
En D
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (599244) ( 8sup2 ) = 479395 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 479395 ( 12 ) = 2301 insup3ft
σadm 25000
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 3
En x = 0
En x = 3
M = frac12 ( -49937 xsup2)
M = 0
M = -224716 lb-ft
3 le x le 9
En x = 9
M = frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 )
M = 0 lb-ft
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 675
120597119910
120597119909 frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 )
-49937 x + 337075 = 0 x = 675 ft
M = 126403 lb-ft
9 le x le 15
En x = 15
frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 ) + 262169 ( x ndash 9 )
M= 0 lb-ft
Momento maacuteximo 120597119910
120597119909 frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 ) + 262169 ( x ndash 9 )
65
entre el puntal
B y C
En x = 12
-49937 x + 337075 +262169 = 0 x = 12 ft
M = 224716 lb-ft
15 le x le 21
En x = 21
frac12( -49937 xsup2) + 337075 (x ndash 3) + 262169 (x ndash 9) + 149811 (x ndash 15)
M= -888964 lb-ft
21 le x le 27
En x = 21
M = frac12( -49937 xsup2) + 337075 (x ndash 3) + 262169 (x ndash 9) + 149811 (x ndash
15) + 599244 (x- 21)
M= 0 lb-ft
Mmax = 888964 lb-ft
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 888964 ( 12 ) = 431 insup3ft
σadm 25000
Diagrama de momentos
E
X
C
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 513 Diagrama de Momentos Caso 6
S
U
E
L
O
La figura 514 muestra la solucioacuten de caso 6 resuelto en el programa GALA
66
Fig
ura
51
4 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
67
57 Caso 7 Entibacioacuten en suelo arenoso con tres codales7
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en un suelo arenoso
L1 = 1 m
L= 7 m L2 = 2 m
L3 = 2 m
L4 = 2 m
S= 5 m
Figura 515
Arena
γ = 16 knmsup3
φ = 30deg
c = 0
Solucioacuten
Figura 516 Diagrama de
presiones en arena
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
065 ( 16 ) ( 7 ) tansup2 ( 45 - 302 ) = 2427 knmsup2
7 Braja M Das Fundamentos de Ingenieriacutea Geoteacutecnica primera edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 479
68
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
2A = ( 2427 ) ( 3115 ) = 5461 kNm
Para B1
B1 = 2427 ( 3 ) - 5461 = 1820 kNm
Para C
2C = 2427 ( 4 ) ( 2 ) = 9708 kNm
Para B2
B2 = 2427 ( 4 ) - 9708 = 0 kNm
B= B1+B2= 1820 kNm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa= A ( 5 ) = 5460 ( 5 )= 27300 kN
Pb= B ( 5 ) = 1820 ( 5 ) = 9100 kN
Pc= C ( 5 ) = 9708 ( 5 ) = 48540 Kn
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5460) ( 5sup2 ) = 17063 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 17063 (1000) = 98913 cmsup3m
σadm 1725
69
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 1820 ) ( 5sup2 ) = 5686 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 5686 (1000) = 32971 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (9708) ( 5sup2 ) = 30334 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 30334 (1000) = 175870 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = frac12 ( -2427 xsup2)
M = 0
M = -1213 kn-m
1 le x le 3
En x = 3
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
120597119910
120597119909 frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
70
A y B
En x = 225
-2427 x + 5460 = 0 x = 225 m
M = 683 kn-m
3 le x le 5
En x = 5
frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 ) + 1820 ( x ndash 3 )
M= -4853 kn-m
5 le x le 7
En x = 7
frac12( -2427 xsup2) + 5460 (x ndash 1) + 1820 (x ndash 3) + 9708 (x ndash 5)
M= 0 lb-ft
Mmax = 4853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 4853 ( 1000 ) = 28133 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 517 Diagrama de Momentos Caso 7
S
U
E
L
O
La figura 518 muestra la solucioacuten de caso 7 resuelto en el programa GALA
71
Fig
ura
51
8 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
72
58 Caso 8 Entibacioacuten en arcilla suave o blanda con 3 codales8
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1m
L= 7m L2 = 3m
L3 = 2m
L4 = 1m
S= 5 m
Figura 519
Arcilla suave
γ= 1750 knmsup3
φ= 0ordm
c= 30 knmsup2
Solucioacuten
Figura 520 Diagrama de presiones
de una arcilla suave o blanda
Diagrama de peck
γ H = ( 1750 ) ( 7 ) = 408
c 30
Pa= γ H ( 1 - 4Cu ) = ( 1750 ) ( 7 ) ( 1 ndash 4 ( 30 ) = 250 knmsup2
γ H 1750 ( 7 )
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 1750 ) ( 7 ) = 3675 knmsup2
8 Braja M Das Fundamentos de Ingenieriacutea Geoteacutecnica primera edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 492
73
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 3675 ) ( 225 ) ( 1125 ) + ( 283 ) ( 3216 ) = 6138 knm
Para B1
B1 = ( 3675 ) ( 225 ) ndash 6138 + 3216 = 5347 knm
Para C
2C = ( 3675 ) ( 3 ) ( 15 ) = 8269 knm
Para B2
B2 = ( 3675 ) ( 3 ) ndash 8269 = 2756 knm
Para B
B = B1 + B2 = 5347 + 2756 = 8103 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 6138 ( 5 ) = 30689 kN
Pb = B ( 5 ) = 8103 ( 5 ) = 40514 kN
Pc = C ( 5 ) = 8269 ( 5 ) = 41345 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 6138) ( 5sup2 ) = 19181 kn-m
8 8
74
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 19181 (1000) = 111194 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 8103 ) ( 5sup2 ) = 25322 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 25322 (1000) = 146793 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (8269) ( 5sup2 ) = 25141 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 25841 (1000) = 149801 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -3675 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -350 kn-m
75
1 le x le 175
En x = 175
M = -3675 xsup3 + 6138 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2728 kn-m
175 le x le 4
En x = 4
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 254
120597119910
120597119909 [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
6138 ( x ndash 1 )
-3675 x + 9353 = 0 x = 254 m
M = 3889 kn-m
4 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 )
M= -1838 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 475
120597119910
120597119909 [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 )
-3675 x + 17456 = 0 x = 475 m
M = 1034 kn-m
6 le x le 7
En x = 7
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 ) + 5347 ( x ndash 6 )
M= 0 kn-m
76
Mmax = 3853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 3853 ( 1000 ) = 22336 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 521 Diagrama de Momentos Caso 8
S
U
E
L
O
La figura 522 muestra la solucioacuten del caso 8 resuelto en el programa GALA
77
Fig
ura
52
2 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
78
59 Caso 9 Entibacioacuten en suelo arenoso con tres puntales9
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arenoso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 2 m
L3 = 2 m
L4 = 2 m
S= 2 m
Solucioacuten
Figura 523
Arena
γ= 16 knmsup3
φ= 30ordm
c= 0 knmsup2
Figura 524 Diagrama de
presiones en arena
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
065 ( 16 ) ( 7 ) tansup2 ( 45 - 302 ) = 2427 knmsup2
9 Braja M Das Principles of Geotechnical Engineering third edition Editorial ITP1994 paacuteg 452
79
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
2A = ( 2427 ) ( 3115 ) = 5461 knm
Para B1
B1 = 2427 ( 3 ) - 5461 = 1820 knm
Para C
2C = 2427 ( 4 ) ( 2 ) = 9708 = 9708 knm
Para B2
B2 = 2427 ( 4 ) - 9708 = 0 knm
B = B1 + B2 = 1820 knm
Fuerzas en los puntales
PA= A ( S ) = 5460 ( 2 ) = 10920 kn
PB = B ( S ) = 1820 ( 2 ) = 3640 kn
PC = C ( S ) = 9708 ( 2 ) = 19416 kn
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5460) ( 2sup2 ) = 273 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 2730 (1000) = 15826 cmsup3m
σadm 1725
80
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 1820 ) ( 2sup2 ) = 910 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 910 (1000) = 5275 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (9708) ( 2sup2 ) = 4854 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 4854 (1000) = 28139 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = frac12 ( -2427 xsup2)
M = 0
M = -1213 kn-m
1 le x le 3
En x = 3
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
120597119910
120597119909 frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
-2427 x + 5460 = 0 x = 225 m
81
A y B
En x = 225
M = 683 kn-m
3 le x le 5
En x = 5
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 ) + 1820 ( x ndash 3 )
M= -4853 kn-m
5 le x le 7
En x = 7
M = frac12( -2427 xsup2) + 5460 (x ndash 1) + 1820 (x ndash 3) + 9708 (x ndash 5)
M= 0 lb-ft
Mmax = 4853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 4853 ( 1000 ) = 28133 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 525 Diagrama de Momentos Caso 9
S
U
E
L
O
La figura 526 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
82
Fig
ura
52
6 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
83
510 Caso 10 Entibacioacuten en arcilla dura con 3 codales10
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 25 m
L3 = 25 m
L4 = 1 m
S= 3 m
Figura 527
Arena
γ= 18 knmsup3
φ= 0ordm
c= 35 knmsup2
Solucioacuten
Figura 528 Diagrama de presiones
de una arcilla dura
Diagrama de peck
γ H = ( 1800) ( 7 ) = 360
c 35
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 18 ) ( 7 ) = 378 knmsup2
10
Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 531
84
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 378 ) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B1
B1 = (378) ( 175 ) ndash 5402 + 3308 = 4520 knm
Para C
2C = (378) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B2
B2 = (378) ( 175 ) ndash ( 5402 ) + ( 3308 ) = 4520 knm
Para B
B = B1 + B2 = 4520 + 4520 = 9040 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Pb = B ( 5 ) = 9040 ( 3 ) = 27120 kN
Pc = C ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
85
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 9040 ) ( 3sup2 ) = 1017 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 1017 (1000) = 58957 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -360 kn-m
86
1 le x le 175
En x = 175
M = -378 xsup3 + 5402 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2122 kn-m
175 le x le 35
En x = 35
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 230
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
-378 x + 8709 = 0 x = 230 m
M = 2703 kn-m
35 le x le 525
En x = 525
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
M= 2122 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 469
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
-378 x + 17750 = 0 x = 469 m
M = 2703 kn-m
525 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 378 xsup3 - frac12( 378 ( x ndash 525 )sup2 )
6 ( 025 (7) )
M= -360 kn-m
6 le x le 7 M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 )
87
En x = 7
+ 5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 5402 ( x ndash 6 )
- frac12 ( 378 ( x ndash 525 )sup2 ) + 378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M= 0 kn-m
Mmax = 2703 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 2703 ( 1000 ) = 15669 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 529 Diagrama de Momentos Caso 10
S
U
E
L
O
La figura 530 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
88
Fig
ura
53
0 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
89
Una vez resueltos los ejercicios manualmente se obtuvo el resultado real y con el paquete
interactivo se obtuvo el resultado aproximado estos se comparan para mostrar la bondad del
programa GALA( Ver Tablas 51 a 510)
Caso 1
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 71 703 m 007 099
Longitud Total de
Tablestaca 121 1203 m 007 058
Momento Maacuteximo 20939 20957 kN-mm -018 -009
Seccioacuten Requerida 121738 121494 cmsup3m 244 020
Tabla 51 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 2
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 611 596 m 015 246
Longitud Total de
Tablestaca 1111 1096 m 015 135
Momento Maacuteximo ----- 2238 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 129742 cmsup3m ----- -----
Tabla 52 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 3
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 345 341 m 004 116
Longitud Total de
Tablestaca 895 891 m 004 045
Momento Maacuteximo 12742 12757 kN-mm -015 -012
Seccioacuten Requerida 74081 73759 cmsup3m 322 043
Tabla 53 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
90
Caso 4
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 533 53 m 003 056
Longitud Total de Tablestaca 1448 1445 m 003 021
Momento Maacuteximo ----- 35063 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 166967 cmsup3m ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 11487 11567 kN -08 -070
Separacioacuten entre Anclas ----- 086 m ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 1142 m ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 9968 kN ----- -----
Tabla 54 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 5
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 114 1136 ft 004 035
Longitud Total de Tablestaca 438 4376 ft 004 009
Momento Maacuteximo ----- 1383 kLb-ftft ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 663 insup3ft ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 629 314 kLb 315 5008
Separacioacuten entre Anclas ----- 527 ft ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 3475 ft ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 1657 kLb ----- -----
Tabla 55 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
91
Caso 6
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 2696 2697 kLb -001 -004
Fuerza en Puntal B 2097 2097 kLb 0 000
Fuerza en Puntal C 1198 1198 kLb 0 000
Fuerza en Puntal D 4793 4794 kLb -001 -002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 1294 394 insup3ft 9 6955
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 1048 307 insup3ft 741 7071
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 599 175 insup3ft 424 7078
Seccioacuten Requerida en
Larguero D 2301 701 insup3ft 16 6954
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 431 431 insup3ft 0 000
Tabla 56 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 7
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 273 273 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 91 91 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 4854 48534 kN 006 001
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 98913 98914 cmsup3m -001 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 32971 32971 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 17587 175846 cmsup3m 024 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 57 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
92
Caso 8
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 30689 30689 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 40514 40514 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 41344 41344 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 111194 111191 cmsup3m 003 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 146793 146791 cmsup3m 002 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 149801 149796 cmsup3m 005 000
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 22336 22547 cmsup3m -211 -094
Tabla 58 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 9
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 1092 1092 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 364 364 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 19416 19413 kN 003 002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 15826 15856 cmsup3m -03 -019
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 5275 5275 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 28139 28135 cmsup3m 004 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 59 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
93
Caso 10
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 16207 16207 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 2712 27122 kN -002 -001
Fuerza en Puntal C 16207 16207 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 58957 5896 cmsup3m -003 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 15669 15668 cmsup3m 001 001
Tabla 510 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Al revisar las comparaciones en el caso de tablestacado se obtubo un porcentaje alto el cual
se trata de la fuerza del ancla obtenida en el Caso 5 en el caacutelculo se encontroacute que se consideroacute
la DTeoacuterica en lugar de la D la cual ya estaacute afectada por el factor de seguridad demostrando
que el error se encuentra en el ejercicio resuelto manualmente
Los porcentajes de la profundidad de penetracioacuten de la tablestaca se consideran relativamente
altos pero hay que resaltar que su caacutelculo es por iteraciones y se busca un valor cerca del 0
mientras que el programa trata de resolver el valor lo maacutes cercano a 0 obteniendo asiacute maacutes
presicioacuten
En los casos de Entibacioacuten se presenta un error relativo que es un error fatal en el caacutelculo de
los largueros que ocurre en el Caso 6 esto fue inquietante puesto que el porcentaje resulta
superior al cincuenta por ciento esto obligoacute a revisar cuidadosamente el paquete en lo
94
referente a la conversioacuten de unidades en el cual su programacioacuten en el Sistema Ingleacutes que se
basa en el uso de factores de conversioacuten para resolver en Sistema Meacutetrico y asiacute regresar de
nuevo los valores en Sistema Ingleacutes
Se encontroacute un error dimensional el cual no se localizoacute pero se refleja en la seccioacuten requerida
en los largueros lo cual tambieacuten obligo a realizar una revisioacuten minuciosa en todos los
algoritmos del programa Obteniendo asiacute en la totalidad de los casos resueltos en Sistema
Ingleacutes y en Sistema Meacutetrico un factor de 001860 para la conversioacuten de cmsup3m a insup3ft Factor
que no se cumple en el caacutelculo de largueros realizado manualmente Se encontroacute que el valor
estaacute aumentado por 328 veces lo cual es el mismo valor de conversioacuten de metros a pies
demostrando la confiabilidad y bondad del programa GALA
Teniendo confianza en lo anterior se resuelven con el paquete aquellos casos cuando no
propone el elemento estructural que exista en el mercado En los casos analizados en este
estudio de Tablestacado siempre propone el elemento estructural pero en Entibacioacuten no
existen codales que cumplan las caracteriacutesticas que el ejercicio solicita por lo que es necesario
volver a calcular hasta encontrar la propuesta del programa de un codal adecuado
simplemente modificando la separacioacuten horizontal entre ellos en el caso de no llegar a
solucionarse asiacute el problema se recomienda modificar las separaciones verticales entre
codales respetando el uacuteltimo valor de separacioacuten entre la plantilla de la excavacioacuten y el uacuteltimo
codal
95
Fig
ura
53
1 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 6
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
96
Fig
ura
53
2 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 7
y C
aso
9 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
97
Fig
ura
53
3 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 8
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
98
Fig
ura
53
4 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 1
0 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
Page 15
58
55 Caso 5 Tablestacado anclado en suelo arcilloso en presencia de nivel freaacutetico5
De la figura siguiente resolver
a Determine la profundidad teoacuterica de empotramiento
b Calcule la fuerza en el ancla por unidad de longitud de muro tablestaca
L1 = 108 ft
L2 = 216 ft
Figura 59
l1 = 54 ft
γ = 108 lbftsup3
γsat = 1272 lbftsup3
φ = 35ordm
c= 850 lbftsup2
Solucioacuten
Parte a
Ka = tansup2 ( 45 - φ2 ) = tansup2 ( 45 - 322 ) = 0271
γrsquo= γsat ndash γw = 1272 - 624 = 648 lbftsup3
p1 = γL1Ka = ( 0108 ) ( 108 ) ( 0271 ) = 0316 klbftsup2
p2 = ( γL1+ γrsquoL2 ) Ka = [ ( 0108 ) ( 108 ) + ( 00648 ) ( 216 ) ] ( 0271 ) = 0695 klbftsup2
P1 = frac12 p1L1 + p1L2 + frac12 ( p2 - p1 ) L2
5 Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 492
59
P1 = frac12 ( 0316 ) ( 108 ) + ( 0316 ) ( 216 ) + frac12 ( 0695 - 0316 ) ( 216 ) = 1706 + 6826
+ 4093
P1 = 12625 klbft
Ž1= Σ ME respecto a la liacutenea del dragado =
P1
Ž1= ( 1706 ) ( 216 + ⅓ 108 ) ) + ( 6826 ) ( 108 ) + ( 4093 ) ( ⅓ ( 216 ) ) = 1158 ft
12625
P6 = 4c - ( γL1 + γrsquoL2 ) = ( 4 ) ( 0850 ) - [ ( 0108 ) ( 108 ) + ( 00648 ) ( 216 ) ]
P6 = 0834 klbftsup2
D = p6Dsup2 + 2p6D ( L1 + L2 - l1 ) - 2P1 ( L1 + L2 - l1 ndash ž 1 ) = 0
D = 0834Dsup2 + ( 2 ) ( 0834 ) ( D ) ( 27 ) - ( 2 ) ( 12625 ) ( 1542 ) = 0
Dsup2 + 54D - 46685 = 0
D = 76 ft
Parte b
F = P1 - p6D = 12625 - ( 0834 ) ( 76 ) = 629 Klbft
En la figura 510 se muestra la solucioacuten del caso 5 resuelto en el programa GALA
60
Fig
ura
51
0 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
61
56 Caso 6 Entibacioacuten en suelo arenoso con cuatro codales6
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en un suelo arenoso
L1 = 3ft
L= 27ft L2 = 6ft
L3 = 6ft
L4 = 6ft
L5 = 6ft
S= 8ft
Figura 511
Arena
γ = 105 lbftsup3
φ = 35deg
c = 0
σadm= 25000 lbinsup2
Solucioacuten
Figura 512 Diagrama de
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
Pa = 065 ( 105 ) ( 27 ) tansup2 ( 45 - 352 ) = 49937 lbftsup2
6Braja M Das Principles of Geotechnical Engineering third edition Editorial ITP1994 pag462
62
presiones en arena Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B y C
Para A
6A = 49937 ( 9 ) ( 92 ) = 337075 lbft
Para B1
B1 = 49937 ( 9 ) ndash 337075 = 112358 lbft
Para C
6C1= 49937 ( 6 ) ( 62 ) = 149811 lbft
Para B2
B2 = 49937 ( 6 ) - 1449811 = 149811 lbft
Para B
B= B1 + B2 = 112358 + 149811 = 262169 lbft
Para D
6 D = 49937 ( 12 ) ( 122 ) = 599244 lbft
Para C2
C2 = 49937 ( 12 ) - 599244 = 0
Para C
C1 + C2 = C
149811 + 0 = 149811 lbft
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( S ) = 337075 ( 8 ) = 26965 lb
Pb = B ( S ) = 262169 ( 8 ) = 20973 lb
63
Pc= C ( S ) = 149811 ( 8 ) = 11985 lb
Pd= D ( S ) = 599244 ( 8 ) = 47939 lb
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 337075 ) ( 8sup2 ) = 26966 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 26966 ( 12 ) = 1294 insup3ft
σadm 25000
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 262169 ) ( 8sup2 ) = 209735 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 209735 ( 12 ) = 1048 insup3ft
σadm 25000
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (149811) ( 8sup2 ) = 119849 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 209735 ( 12 ) = 599 insup3ft
σadm 25000
64
En D
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (599244) ( 8sup2 ) = 479395 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 479395 ( 12 ) = 2301 insup3ft
σadm 25000
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 3
En x = 0
En x = 3
M = frac12 ( -49937 xsup2)
M = 0
M = -224716 lb-ft
3 le x le 9
En x = 9
M = frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 )
M = 0 lb-ft
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 675
120597119910
120597119909 frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 )
-49937 x + 337075 = 0 x = 675 ft
M = 126403 lb-ft
9 le x le 15
En x = 15
frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 ) + 262169 ( x ndash 9 )
M= 0 lb-ft
Momento maacuteximo 120597119910
120597119909 frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 ) + 262169 ( x ndash 9 )
65
entre el puntal
B y C
En x = 12
-49937 x + 337075 +262169 = 0 x = 12 ft
M = 224716 lb-ft
15 le x le 21
En x = 21
frac12( -49937 xsup2) + 337075 (x ndash 3) + 262169 (x ndash 9) + 149811 (x ndash 15)
M= -888964 lb-ft
21 le x le 27
En x = 21
M = frac12( -49937 xsup2) + 337075 (x ndash 3) + 262169 (x ndash 9) + 149811 (x ndash
15) + 599244 (x- 21)
M= 0 lb-ft
Mmax = 888964 lb-ft
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 888964 ( 12 ) = 431 insup3ft
σadm 25000
Diagrama de momentos
E
X
C
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 513 Diagrama de Momentos Caso 6
S
U
E
L
O
La figura 514 muestra la solucioacuten de caso 6 resuelto en el programa GALA
66
Fig
ura
51
4 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
67
57 Caso 7 Entibacioacuten en suelo arenoso con tres codales7
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en un suelo arenoso
L1 = 1 m
L= 7 m L2 = 2 m
L3 = 2 m
L4 = 2 m
S= 5 m
Figura 515
Arena
γ = 16 knmsup3
φ = 30deg
c = 0
Solucioacuten
Figura 516 Diagrama de
presiones en arena
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
065 ( 16 ) ( 7 ) tansup2 ( 45 - 302 ) = 2427 knmsup2
7 Braja M Das Fundamentos de Ingenieriacutea Geoteacutecnica primera edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 479
68
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
2A = ( 2427 ) ( 3115 ) = 5461 kNm
Para B1
B1 = 2427 ( 3 ) - 5461 = 1820 kNm
Para C
2C = 2427 ( 4 ) ( 2 ) = 9708 kNm
Para B2
B2 = 2427 ( 4 ) - 9708 = 0 kNm
B= B1+B2= 1820 kNm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa= A ( 5 ) = 5460 ( 5 )= 27300 kN
Pb= B ( 5 ) = 1820 ( 5 ) = 9100 kN
Pc= C ( 5 ) = 9708 ( 5 ) = 48540 Kn
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5460) ( 5sup2 ) = 17063 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 17063 (1000) = 98913 cmsup3m
σadm 1725
69
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 1820 ) ( 5sup2 ) = 5686 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 5686 (1000) = 32971 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (9708) ( 5sup2 ) = 30334 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 30334 (1000) = 175870 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = frac12 ( -2427 xsup2)
M = 0
M = -1213 kn-m
1 le x le 3
En x = 3
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
120597119910
120597119909 frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
70
A y B
En x = 225
-2427 x + 5460 = 0 x = 225 m
M = 683 kn-m
3 le x le 5
En x = 5
frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 ) + 1820 ( x ndash 3 )
M= -4853 kn-m
5 le x le 7
En x = 7
frac12( -2427 xsup2) + 5460 (x ndash 1) + 1820 (x ndash 3) + 9708 (x ndash 5)
M= 0 lb-ft
Mmax = 4853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 4853 ( 1000 ) = 28133 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 517 Diagrama de Momentos Caso 7
S
U
E
L
O
La figura 518 muestra la solucioacuten de caso 7 resuelto en el programa GALA
71
Fig
ura
51
8 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
72
58 Caso 8 Entibacioacuten en arcilla suave o blanda con 3 codales8
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1m
L= 7m L2 = 3m
L3 = 2m
L4 = 1m
S= 5 m
Figura 519
Arcilla suave
γ= 1750 knmsup3
φ= 0ordm
c= 30 knmsup2
Solucioacuten
Figura 520 Diagrama de presiones
de una arcilla suave o blanda
Diagrama de peck
γ H = ( 1750 ) ( 7 ) = 408
c 30
Pa= γ H ( 1 - 4Cu ) = ( 1750 ) ( 7 ) ( 1 ndash 4 ( 30 ) = 250 knmsup2
γ H 1750 ( 7 )
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 1750 ) ( 7 ) = 3675 knmsup2
8 Braja M Das Fundamentos de Ingenieriacutea Geoteacutecnica primera edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 492
73
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 3675 ) ( 225 ) ( 1125 ) + ( 283 ) ( 3216 ) = 6138 knm
Para B1
B1 = ( 3675 ) ( 225 ) ndash 6138 + 3216 = 5347 knm
Para C
2C = ( 3675 ) ( 3 ) ( 15 ) = 8269 knm
Para B2
B2 = ( 3675 ) ( 3 ) ndash 8269 = 2756 knm
Para B
B = B1 + B2 = 5347 + 2756 = 8103 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 6138 ( 5 ) = 30689 kN
Pb = B ( 5 ) = 8103 ( 5 ) = 40514 kN
Pc = C ( 5 ) = 8269 ( 5 ) = 41345 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 6138) ( 5sup2 ) = 19181 kn-m
8 8
74
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 19181 (1000) = 111194 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 8103 ) ( 5sup2 ) = 25322 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 25322 (1000) = 146793 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (8269) ( 5sup2 ) = 25141 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 25841 (1000) = 149801 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -3675 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -350 kn-m
75
1 le x le 175
En x = 175
M = -3675 xsup3 + 6138 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2728 kn-m
175 le x le 4
En x = 4
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 254
120597119910
120597119909 [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
6138 ( x ndash 1 )
-3675 x + 9353 = 0 x = 254 m
M = 3889 kn-m
4 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 )
M= -1838 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 475
120597119910
120597119909 [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 )
-3675 x + 17456 = 0 x = 475 m
M = 1034 kn-m
6 le x le 7
En x = 7
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 ) + 5347 ( x ndash 6 )
M= 0 kn-m
76
Mmax = 3853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 3853 ( 1000 ) = 22336 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 521 Diagrama de Momentos Caso 8
S
U
E
L
O
La figura 522 muestra la solucioacuten del caso 8 resuelto en el programa GALA
77
Fig
ura
52
2 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
78
59 Caso 9 Entibacioacuten en suelo arenoso con tres puntales9
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arenoso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 2 m
L3 = 2 m
L4 = 2 m
S= 2 m
Solucioacuten
Figura 523
Arena
γ= 16 knmsup3
φ= 30ordm
c= 0 knmsup2
Figura 524 Diagrama de
presiones en arena
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
065 ( 16 ) ( 7 ) tansup2 ( 45 - 302 ) = 2427 knmsup2
9 Braja M Das Principles of Geotechnical Engineering third edition Editorial ITP1994 paacuteg 452
79
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
2A = ( 2427 ) ( 3115 ) = 5461 knm
Para B1
B1 = 2427 ( 3 ) - 5461 = 1820 knm
Para C
2C = 2427 ( 4 ) ( 2 ) = 9708 = 9708 knm
Para B2
B2 = 2427 ( 4 ) - 9708 = 0 knm
B = B1 + B2 = 1820 knm
Fuerzas en los puntales
PA= A ( S ) = 5460 ( 2 ) = 10920 kn
PB = B ( S ) = 1820 ( 2 ) = 3640 kn
PC = C ( S ) = 9708 ( 2 ) = 19416 kn
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5460) ( 2sup2 ) = 273 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 2730 (1000) = 15826 cmsup3m
σadm 1725
80
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 1820 ) ( 2sup2 ) = 910 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 910 (1000) = 5275 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (9708) ( 2sup2 ) = 4854 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 4854 (1000) = 28139 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = frac12 ( -2427 xsup2)
M = 0
M = -1213 kn-m
1 le x le 3
En x = 3
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
120597119910
120597119909 frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
-2427 x + 5460 = 0 x = 225 m
81
A y B
En x = 225
M = 683 kn-m
3 le x le 5
En x = 5
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 ) + 1820 ( x ndash 3 )
M= -4853 kn-m
5 le x le 7
En x = 7
M = frac12( -2427 xsup2) + 5460 (x ndash 1) + 1820 (x ndash 3) + 9708 (x ndash 5)
M= 0 lb-ft
Mmax = 4853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 4853 ( 1000 ) = 28133 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 525 Diagrama de Momentos Caso 9
S
U
E
L
O
La figura 526 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
82
Fig
ura
52
6 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
83
510 Caso 10 Entibacioacuten en arcilla dura con 3 codales10
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 25 m
L3 = 25 m
L4 = 1 m
S= 3 m
Figura 527
Arena
γ= 18 knmsup3
φ= 0ordm
c= 35 knmsup2
Solucioacuten
Figura 528 Diagrama de presiones
de una arcilla dura
Diagrama de peck
γ H = ( 1800) ( 7 ) = 360
c 35
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 18 ) ( 7 ) = 378 knmsup2
10
Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 531
84
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 378 ) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B1
B1 = (378) ( 175 ) ndash 5402 + 3308 = 4520 knm
Para C
2C = (378) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B2
B2 = (378) ( 175 ) ndash ( 5402 ) + ( 3308 ) = 4520 knm
Para B
B = B1 + B2 = 4520 + 4520 = 9040 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Pb = B ( 5 ) = 9040 ( 3 ) = 27120 kN
Pc = C ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
85
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 9040 ) ( 3sup2 ) = 1017 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 1017 (1000) = 58957 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -360 kn-m
86
1 le x le 175
En x = 175
M = -378 xsup3 + 5402 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2122 kn-m
175 le x le 35
En x = 35
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 230
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
-378 x + 8709 = 0 x = 230 m
M = 2703 kn-m
35 le x le 525
En x = 525
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
M= 2122 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 469
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
-378 x + 17750 = 0 x = 469 m
M = 2703 kn-m
525 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 378 xsup3 - frac12( 378 ( x ndash 525 )sup2 )
6 ( 025 (7) )
M= -360 kn-m
6 le x le 7 M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 )
87
En x = 7
+ 5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 5402 ( x ndash 6 )
- frac12 ( 378 ( x ndash 525 )sup2 ) + 378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M= 0 kn-m
Mmax = 2703 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 2703 ( 1000 ) = 15669 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 529 Diagrama de Momentos Caso 10
S
U
E
L
O
La figura 530 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
88
Fig
ura
53
0 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
89
Una vez resueltos los ejercicios manualmente se obtuvo el resultado real y con el paquete
interactivo se obtuvo el resultado aproximado estos se comparan para mostrar la bondad del
programa GALA( Ver Tablas 51 a 510)
Caso 1
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 71 703 m 007 099
Longitud Total de
Tablestaca 121 1203 m 007 058
Momento Maacuteximo 20939 20957 kN-mm -018 -009
Seccioacuten Requerida 121738 121494 cmsup3m 244 020
Tabla 51 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 2
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 611 596 m 015 246
Longitud Total de
Tablestaca 1111 1096 m 015 135
Momento Maacuteximo ----- 2238 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 129742 cmsup3m ----- -----
Tabla 52 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 3
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 345 341 m 004 116
Longitud Total de
Tablestaca 895 891 m 004 045
Momento Maacuteximo 12742 12757 kN-mm -015 -012
Seccioacuten Requerida 74081 73759 cmsup3m 322 043
Tabla 53 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
90
Caso 4
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 533 53 m 003 056
Longitud Total de Tablestaca 1448 1445 m 003 021
Momento Maacuteximo ----- 35063 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 166967 cmsup3m ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 11487 11567 kN -08 -070
Separacioacuten entre Anclas ----- 086 m ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 1142 m ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 9968 kN ----- -----
Tabla 54 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 5
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 114 1136 ft 004 035
Longitud Total de Tablestaca 438 4376 ft 004 009
Momento Maacuteximo ----- 1383 kLb-ftft ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 663 insup3ft ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 629 314 kLb 315 5008
Separacioacuten entre Anclas ----- 527 ft ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 3475 ft ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 1657 kLb ----- -----
Tabla 55 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
91
Caso 6
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 2696 2697 kLb -001 -004
Fuerza en Puntal B 2097 2097 kLb 0 000
Fuerza en Puntal C 1198 1198 kLb 0 000
Fuerza en Puntal D 4793 4794 kLb -001 -002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 1294 394 insup3ft 9 6955
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 1048 307 insup3ft 741 7071
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 599 175 insup3ft 424 7078
Seccioacuten Requerida en
Larguero D 2301 701 insup3ft 16 6954
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 431 431 insup3ft 0 000
Tabla 56 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 7
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 273 273 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 91 91 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 4854 48534 kN 006 001
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 98913 98914 cmsup3m -001 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 32971 32971 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 17587 175846 cmsup3m 024 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 57 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
92
Caso 8
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 30689 30689 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 40514 40514 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 41344 41344 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 111194 111191 cmsup3m 003 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 146793 146791 cmsup3m 002 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 149801 149796 cmsup3m 005 000
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 22336 22547 cmsup3m -211 -094
Tabla 58 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 9
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 1092 1092 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 364 364 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 19416 19413 kN 003 002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 15826 15856 cmsup3m -03 -019
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 5275 5275 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 28139 28135 cmsup3m 004 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 59 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
93
Caso 10
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 16207 16207 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 2712 27122 kN -002 -001
Fuerza en Puntal C 16207 16207 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 58957 5896 cmsup3m -003 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 15669 15668 cmsup3m 001 001
Tabla 510 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Al revisar las comparaciones en el caso de tablestacado se obtubo un porcentaje alto el cual
se trata de la fuerza del ancla obtenida en el Caso 5 en el caacutelculo se encontroacute que se consideroacute
la DTeoacuterica en lugar de la D la cual ya estaacute afectada por el factor de seguridad demostrando
que el error se encuentra en el ejercicio resuelto manualmente
Los porcentajes de la profundidad de penetracioacuten de la tablestaca se consideran relativamente
altos pero hay que resaltar que su caacutelculo es por iteraciones y se busca un valor cerca del 0
mientras que el programa trata de resolver el valor lo maacutes cercano a 0 obteniendo asiacute maacutes
presicioacuten
En los casos de Entibacioacuten se presenta un error relativo que es un error fatal en el caacutelculo de
los largueros que ocurre en el Caso 6 esto fue inquietante puesto que el porcentaje resulta
superior al cincuenta por ciento esto obligoacute a revisar cuidadosamente el paquete en lo
94
referente a la conversioacuten de unidades en el cual su programacioacuten en el Sistema Ingleacutes que se
basa en el uso de factores de conversioacuten para resolver en Sistema Meacutetrico y asiacute regresar de
nuevo los valores en Sistema Ingleacutes
Se encontroacute un error dimensional el cual no se localizoacute pero se refleja en la seccioacuten requerida
en los largueros lo cual tambieacuten obligo a realizar una revisioacuten minuciosa en todos los
algoritmos del programa Obteniendo asiacute en la totalidad de los casos resueltos en Sistema
Ingleacutes y en Sistema Meacutetrico un factor de 001860 para la conversioacuten de cmsup3m a insup3ft Factor
que no se cumple en el caacutelculo de largueros realizado manualmente Se encontroacute que el valor
estaacute aumentado por 328 veces lo cual es el mismo valor de conversioacuten de metros a pies
demostrando la confiabilidad y bondad del programa GALA
Teniendo confianza en lo anterior se resuelven con el paquete aquellos casos cuando no
propone el elemento estructural que exista en el mercado En los casos analizados en este
estudio de Tablestacado siempre propone el elemento estructural pero en Entibacioacuten no
existen codales que cumplan las caracteriacutesticas que el ejercicio solicita por lo que es necesario
volver a calcular hasta encontrar la propuesta del programa de un codal adecuado
simplemente modificando la separacioacuten horizontal entre ellos en el caso de no llegar a
solucionarse asiacute el problema se recomienda modificar las separaciones verticales entre
codales respetando el uacuteltimo valor de separacioacuten entre la plantilla de la excavacioacuten y el uacuteltimo
codal
95
Fig
ura
53
1 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 6
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
96
Fig
ura
53
2 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 7
y C
aso
9 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
97
Fig
ura
53
3 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 8
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
98
Fig
ura
53
4 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 1
0 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
Page 16
59
P1 = frac12 ( 0316 ) ( 108 ) + ( 0316 ) ( 216 ) + frac12 ( 0695 - 0316 ) ( 216 ) = 1706 + 6826
+ 4093
P1 = 12625 klbft
Ž1= Σ ME respecto a la liacutenea del dragado =
P1
Ž1= ( 1706 ) ( 216 + ⅓ 108 ) ) + ( 6826 ) ( 108 ) + ( 4093 ) ( ⅓ ( 216 ) ) = 1158 ft
12625
P6 = 4c - ( γL1 + γrsquoL2 ) = ( 4 ) ( 0850 ) - [ ( 0108 ) ( 108 ) + ( 00648 ) ( 216 ) ]
P6 = 0834 klbftsup2
D = p6Dsup2 + 2p6D ( L1 + L2 - l1 ) - 2P1 ( L1 + L2 - l1 ndash ž 1 ) = 0
D = 0834Dsup2 + ( 2 ) ( 0834 ) ( D ) ( 27 ) - ( 2 ) ( 12625 ) ( 1542 ) = 0
Dsup2 + 54D - 46685 = 0
D = 76 ft
Parte b
F = P1 - p6D = 12625 - ( 0834 ) ( 76 ) = 629 Klbft
En la figura 510 se muestra la solucioacuten del caso 5 resuelto en el programa GALA
60
Fig
ura
51
0 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
61
56 Caso 6 Entibacioacuten en suelo arenoso con cuatro codales6
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en un suelo arenoso
L1 = 3ft
L= 27ft L2 = 6ft
L3 = 6ft
L4 = 6ft
L5 = 6ft
S= 8ft
Figura 511
Arena
γ = 105 lbftsup3
φ = 35deg
c = 0
σadm= 25000 lbinsup2
Solucioacuten
Figura 512 Diagrama de
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
Pa = 065 ( 105 ) ( 27 ) tansup2 ( 45 - 352 ) = 49937 lbftsup2
6Braja M Das Principles of Geotechnical Engineering third edition Editorial ITP1994 pag462
62
presiones en arena Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B y C
Para A
6A = 49937 ( 9 ) ( 92 ) = 337075 lbft
Para B1
B1 = 49937 ( 9 ) ndash 337075 = 112358 lbft
Para C
6C1= 49937 ( 6 ) ( 62 ) = 149811 lbft
Para B2
B2 = 49937 ( 6 ) - 1449811 = 149811 lbft
Para B
B= B1 + B2 = 112358 + 149811 = 262169 lbft
Para D
6 D = 49937 ( 12 ) ( 122 ) = 599244 lbft
Para C2
C2 = 49937 ( 12 ) - 599244 = 0
Para C
C1 + C2 = C
149811 + 0 = 149811 lbft
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( S ) = 337075 ( 8 ) = 26965 lb
Pb = B ( S ) = 262169 ( 8 ) = 20973 lb
63
Pc= C ( S ) = 149811 ( 8 ) = 11985 lb
Pd= D ( S ) = 599244 ( 8 ) = 47939 lb
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 337075 ) ( 8sup2 ) = 26966 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 26966 ( 12 ) = 1294 insup3ft
σadm 25000
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 262169 ) ( 8sup2 ) = 209735 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 209735 ( 12 ) = 1048 insup3ft
σadm 25000
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (149811) ( 8sup2 ) = 119849 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 209735 ( 12 ) = 599 insup3ft
σadm 25000
64
En D
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (599244) ( 8sup2 ) = 479395 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 479395 ( 12 ) = 2301 insup3ft
σadm 25000
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 3
En x = 0
En x = 3
M = frac12 ( -49937 xsup2)
M = 0
M = -224716 lb-ft
3 le x le 9
En x = 9
M = frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 )
M = 0 lb-ft
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 675
120597119910
120597119909 frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 )
-49937 x + 337075 = 0 x = 675 ft
M = 126403 lb-ft
9 le x le 15
En x = 15
frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 ) + 262169 ( x ndash 9 )
M= 0 lb-ft
Momento maacuteximo 120597119910
120597119909 frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 ) + 262169 ( x ndash 9 )
65
entre el puntal
B y C
En x = 12
-49937 x + 337075 +262169 = 0 x = 12 ft
M = 224716 lb-ft
15 le x le 21
En x = 21
frac12( -49937 xsup2) + 337075 (x ndash 3) + 262169 (x ndash 9) + 149811 (x ndash 15)
M= -888964 lb-ft
21 le x le 27
En x = 21
M = frac12( -49937 xsup2) + 337075 (x ndash 3) + 262169 (x ndash 9) + 149811 (x ndash
15) + 599244 (x- 21)
M= 0 lb-ft
Mmax = 888964 lb-ft
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 888964 ( 12 ) = 431 insup3ft
σadm 25000
Diagrama de momentos
E
X
C
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 513 Diagrama de Momentos Caso 6
S
U
E
L
O
La figura 514 muestra la solucioacuten de caso 6 resuelto en el programa GALA
66
Fig
ura
51
4 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
67
57 Caso 7 Entibacioacuten en suelo arenoso con tres codales7
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en un suelo arenoso
L1 = 1 m
L= 7 m L2 = 2 m
L3 = 2 m
L4 = 2 m
S= 5 m
Figura 515
Arena
γ = 16 knmsup3
φ = 30deg
c = 0
Solucioacuten
Figura 516 Diagrama de
presiones en arena
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
065 ( 16 ) ( 7 ) tansup2 ( 45 - 302 ) = 2427 knmsup2
7 Braja M Das Fundamentos de Ingenieriacutea Geoteacutecnica primera edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 479
68
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
2A = ( 2427 ) ( 3115 ) = 5461 kNm
Para B1
B1 = 2427 ( 3 ) - 5461 = 1820 kNm
Para C
2C = 2427 ( 4 ) ( 2 ) = 9708 kNm
Para B2
B2 = 2427 ( 4 ) - 9708 = 0 kNm
B= B1+B2= 1820 kNm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa= A ( 5 ) = 5460 ( 5 )= 27300 kN
Pb= B ( 5 ) = 1820 ( 5 ) = 9100 kN
Pc= C ( 5 ) = 9708 ( 5 ) = 48540 Kn
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5460) ( 5sup2 ) = 17063 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 17063 (1000) = 98913 cmsup3m
σadm 1725
69
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 1820 ) ( 5sup2 ) = 5686 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 5686 (1000) = 32971 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (9708) ( 5sup2 ) = 30334 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 30334 (1000) = 175870 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = frac12 ( -2427 xsup2)
M = 0
M = -1213 kn-m
1 le x le 3
En x = 3
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
120597119910
120597119909 frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
70
A y B
En x = 225
-2427 x + 5460 = 0 x = 225 m
M = 683 kn-m
3 le x le 5
En x = 5
frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 ) + 1820 ( x ndash 3 )
M= -4853 kn-m
5 le x le 7
En x = 7
frac12( -2427 xsup2) + 5460 (x ndash 1) + 1820 (x ndash 3) + 9708 (x ndash 5)
M= 0 lb-ft
Mmax = 4853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 4853 ( 1000 ) = 28133 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 517 Diagrama de Momentos Caso 7
S
U
E
L
O
La figura 518 muestra la solucioacuten de caso 7 resuelto en el programa GALA
71
Fig
ura
51
8 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
72
58 Caso 8 Entibacioacuten en arcilla suave o blanda con 3 codales8
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1m
L= 7m L2 = 3m
L3 = 2m
L4 = 1m
S= 5 m
Figura 519
Arcilla suave
γ= 1750 knmsup3
φ= 0ordm
c= 30 knmsup2
Solucioacuten
Figura 520 Diagrama de presiones
de una arcilla suave o blanda
Diagrama de peck
γ H = ( 1750 ) ( 7 ) = 408
c 30
Pa= γ H ( 1 - 4Cu ) = ( 1750 ) ( 7 ) ( 1 ndash 4 ( 30 ) = 250 knmsup2
γ H 1750 ( 7 )
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 1750 ) ( 7 ) = 3675 knmsup2
8 Braja M Das Fundamentos de Ingenieriacutea Geoteacutecnica primera edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 492
73
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 3675 ) ( 225 ) ( 1125 ) + ( 283 ) ( 3216 ) = 6138 knm
Para B1
B1 = ( 3675 ) ( 225 ) ndash 6138 + 3216 = 5347 knm
Para C
2C = ( 3675 ) ( 3 ) ( 15 ) = 8269 knm
Para B2
B2 = ( 3675 ) ( 3 ) ndash 8269 = 2756 knm
Para B
B = B1 + B2 = 5347 + 2756 = 8103 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 6138 ( 5 ) = 30689 kN
Pb = B ( 5 ) = 8103 ( 5 ) = 40514 kN
Pc = C ( 5 ) = 8269 ( 5 ) = 41345 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 6138) ( 5sup2 ) = 19181 kn-m
8 8
74
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 19181 (1000) = 111194 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 8103 ) ( 5sup2 ) = 25322 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 25322 (1000) = 146793 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (8269) ( 5sup2 ) = 25141 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 25841 (1000) = 149801 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -3675 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -350 kn-m
75
1 le x le 175
En x = 175
M = -3675 xsup3 + 6138 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2728 kn-m
175 le x le 4
En x = 4
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 254
120597119910
120597119909 [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
6138 ( x ndash 1 )
-3675 x + 9353 = 0 x = 254 m
M = 3889 kn-m
4 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 )
M= -1838 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 475
120597119910
120597119909 [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 )
-3675 x + 17456 = 0 x = 475 m
M = 1034 kn-m
6 le x le 7
En x = 7
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 ) + 5347 ( x ndash 6 )
M= 0 kn-m
76
Mmax = 3853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 3853 ( 1000 ) = 22336 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 521 Diagrama de Momentos Caso 8
S
U
E
L
O
La figura 522 muestra la solucioacuten del caso 8 resuelto en el programa GALA
77
Fig
ura
52
2 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
78
59 Caso 9 Entibacioacuten en suelo arenoso con tres puntales9
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arenoso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 2 m
L3 = 2 m
L4 = 2 m
S= 2 m
Solucioacuten
Figura 523
Arena
γ= 16 knmsup3
φ= 30ordm
c= 0 knmsup2
Figura 524 Diagrama de
presiones en arena
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
065 ( 16 ) ( 7 ) tansup2 ( 45 - 302 ) = 2427 knmsup2
9 Braja M Das Principles of Geotechnical Engineering third edition Editorial ITP1994 paacuteg 452
79
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
2A = ( 2427 ) ( 3115 ) = 5461 knm
Para B1
B1 = 2427 ( 3 ) - 5461 = 1820 knm
Para C
2C = 2427 ( 4 ) ( 2 ) = 9708 = 9708 knm
Para B2
B2 = 2427 ( 4 ) - 9708 = 0 knm
B = B1 + B2 = 1820 knm
Fuerzas en los puntales
PA= A ( S ) = 5460 ( 2 ) = 10920 kn
PB = B ( S ) = 1820 ( 2 ) = 3640 kn
PC = C ( S ) = 9708 ( 2 ) = 19416 kn
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5460) ( 2sup2 ) = 273 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 2730 (1000) = 15826 cmsup3m
σadm 1725
80
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 1820 ) ( 2sup2 ) = 910 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 910 (1000) = 5275 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (9708) ( 2sup2 ) = 4854 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 4854 (1000) = 28139 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = frac12 ( -2427 xsup2)
M = 0
M = -1213 kn-m
1 le x le 3
En x = 3
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
120597119910
120597119909 frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
-2427 x + 5460 = 0 x = 225 m
81
A y B
En x = 225
M = 683 kn-m
3 le x le 5
En x = 5
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 ) + 1820 ( x ndash 3 )
M= -4853 kn-m
5 le x le 7
En x = 7
M = frac12( -2427 xsup2) + 5460 (x ndash 1) + 1820 (x ndash 3) + 9708 (x ndash 5)
M= 0 lb-ft
Mmax = 4853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 4853 ( 1000 ) = 28133 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 525 Diagrama de Momentos Caso 9
S
U
E
L
O
La figura 526 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
82
Fig
ura
52
6 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
83
510 Caso 10 Entibacioacuten en arcilla dura con 3 codales10
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 25 m
L3 = 25 m
L4 = 1 m
S= 3 m
Figura 527
Arena
γ= 18 knmsup3
φ= 0ordm
c= 35 knmsup2
Solucioacuten
Figura 528 Diagrama de presiones
de una arcilla dura
Diagrama de peck
γ H = ( 1800) ( 7 ) = 360
c 35
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 18 ) ( 7 ) = 378 knmsup2
10
Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 531
84
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 378 ) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B1
B1 = (378) ( 175 ) ndash 5402 + 3308 = 4520 knm
Para C
2C = (378) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B2
B2 = (378) ( 175 ) ndash ( 5402 ) + ( 3308 ) = 4520 knm
Para B
B = B1 + B2 = 4520 + 4520 = 9040 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Pb = B ( 5 ) = 9040 ( 3 ) = 27120 kN
Pc = C ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
85
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 9040 ) ( 3sup2 ) = 1017 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 1017 (1000) = 58957 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -360 kn-m
86
1 le x le 175
En x = 175
M = -378 xsup3 + 5402 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2122 kn-m
175 le x le 35
En x = 35
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 230
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
-378 x + 8709 = 0 x = 230 m
M = 2703 kn-m
35 le x le 525
En x = 525
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
M= 2122 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 469
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
-378 x + 17750 = 0 x = 469 m
M = 2703 kn-m
525 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 378 xsup3 - frac12( 378 ( x ndash 525 )sup2 )
6 ( 025 (7) )
M= -360 kn-m
6 le x le 7 M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 )
87
En x = 7
+ 5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 5402 ( x ndash 6 )
- frac12 ( 378 ( x ndash 525 )sup2 ) + 378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M= 0 kn-m
Mmax = 2703 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 2703 ( 1000 ) = 15669 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 529 Diagrama de Momentos Caso 10
S
U
E
L
O
La figura 530 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
88
Fig
ura
53
0 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
89
Una vez resueltos los ejercicios manualmente se obtuvo el resultado real y con el paquete
interactivo se obtuvo el resultado aproximado estos se comparan para mostrar la bondad del
programa GALA( Ver Tablas 51 a 510)
Caso 1
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 71 703 m 007 099
Longitud Total de
Tablestaca 121 1203 m 007 058
Momento Maacuteximo 20939 20957 kN-mm -018 -009
Seccioacuten Requerida 121738 121494 cmsup3m 244 020
Tabla 51 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 2
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 611 596 m 015 246
Longitud Total de
Tablestaca 1111 1096 m 015 135
Momento Maacuteximo ----- 2238 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 129742 cmsup3m ----- -----
Tabla 52 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 3
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 345 341 m 004 116
Longitud Total de
Tablestaca 895 891 m 004 045
Momento Maacuteximo 12742 12757 kN-mm -015 -012
Seccioacuten Requerida 74081 73759 cmsup3m 322 043
Tabla 53 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
90
Caso 4
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 533 53 m 003 056
Longitud Total de Tablestaca 1448 1445 m 003 021
Momento Maacuteximo ----- 35063 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 166967 cmsup3m ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 11487 11567 kN -08 -070
Separacioacuten entre Anclas ----- 086 m ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 1142 m ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 9968 kN ----- -----
Tabla 54 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 5
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 114 1136 ft 004 035
Longitud Total de Tablestaca 438 4376 ft 004 009
Momento Maacuteximo ----- 1383 kLb-ftft ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 663 insup3ft ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 629 314 kLb 315 5008
Separacioacuten entre Anclas ----- 527 ft ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 3475 ft ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 1657 kLb ----- -----
Tabla 55 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
91
Caso 6
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 2696 2697 kLb -001 -004
Fuerza en Puntal B 2097 2097 kLb 0 000
Fuerza en Puntal C 1198 1198 kLb 0 000
Fuerza en Puntal D 4793 4794 kLb -001 -002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 1294 394 insup3ft 9 6955
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 1048 307 insup3ft 741 7071
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 599 175 insup3ft 424 7078
Seccioacuten Requerida en
Larguero D 2301 701 insup3ft 16 6954
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 431 431 insup3ft 0 000
Tabla 56 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 7
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 273 273 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 91 91 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 4854 48534 kN 006 001
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 98913 98914 cmsup3m -001 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 32971 32971 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 17587 175846 cmsup3m 024 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 57 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
92
Caso 8
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 30689 30689 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 40514 40514 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 41344 41344 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 111194 111191 cmsup3m 003 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 146793 146791 cmsup3m 002 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 149801 149796 cmsup3m 005 000
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 22336 22547 cmsup3m -211 -094
Tabla 58 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 9
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 1092 1092 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 364 364 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 19416 19413 kN 003 002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 15826 15856 cmsup3m -03 -019
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 5275 5275 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 28139 28135 cmsup3m 004 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 59 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
93
Caso 10
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 16207 16207 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 2712 27122 kN -002 -001
Fuerza en Puntal C 16207 16207 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 58957 5896 cmsup3m -003 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 15669 15668 cmsup3m 001 001
Tabla 510 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Al revisar las comparaciones en el caso de tablestacado se obtubo un porcentaje alto el cual
se trata de la fuerza del ancla obtenida en el Caso 5 en el caacutelculo se encontroacute que se consideroacute
la DTeoacuterica en lugar de la D la cual ya estaacute afectada por el factor de seguridad demostrando
que el error se encuentra en el ejercicio resuelto manualmente
Los porcentajes de la profundidad de penetracioacuten de la tablestaca se consideran relativamente
altos pero hay que resaltar que su caacutelculo es por iteraciones y se busca un valor cerca del 0
mientras que el programa trata de resolver el valor lo maacutes cercano a 0 obteniendo asiacute maacutes
presicioacuten
En los casos de Entibacioacuten se presenta un error relativo que es un error fatal en el caacutelculo de
los largueros que ocurre en el Caso 6 esto fue inquietante puesto que el porcentaje resulta
superior al cincuenta por ciento esto obligoacute a revisar cuidadosamente el paquete en lo
94
referente a la conversioacuten de unidades en el cual su programacioacuten en el Sistema Ingleacutes que se
basa en el uso de factores de conversioacuten para resolver en Sistema Meacutetrico y asiacute regresar de
nuevo los valores en Sistema Ingleacutes
Se encontroacute un error dimensional el cual no se localizoacute pero se refleja en la seccioacuten requerida
en los largueros lo cual tambieacuten obligo a realizar una revisioacuten minuciosa en todos los
algoritmos del programa Obteniendo asiacute en la totalidad de los casos resueltos en Sistema
Ingleacutes y en Sistema Meacutetrico un factor de 001860 para la conversioacuten de cmsup3m a insup3ft Factor
que no se cumple en el caacutelculo de largueros realizado manualmente Se encontroacute que el valor
estaacute aumentado por 328 veces lo cual es el mismo valor de conversioacuten de metros a pies
demostrando la confiabilidad y bondad del programa GALA
Teniendo confianza en lo anterior se resuelven con el paquete aquellos casos cuando no
propone el elemento estructural que exista en el mercado En los casos analizados en este
estudio de Tablestacado siempre propone el elemento estructural pero en Entibacioacuten no
existen codales que cumplan las caracteriacutesticas que el ejercicio solicita por lo que es necesario
volver a calcular hasta encontrar la propuesta del programa de un codal adecuado
simplemente modificando la separacioacuten horizontal entre ellos en el caso de no llegar a
solucionarse asiacute el problema se recomienda modificar las separaciones verticales entre
codales respetando el uacuteltimo valor de separacioacuten entre la plantilla de la excavacioacuten y el uacuteltimo
codal
95
Fig
ura
53
1 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 6
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
96
Fig
ura
53
2 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 7
y C
aso
9 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
97
Fig
ura
53
3 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 8
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
98
Fig
ura
53
4 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 1
0 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
Page 17
60
Fig
ura
51
0 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
61
56 Caso 6 Entibacioacuten en suelo arenoso con cuatro codales6
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en un suelo arenoso
L1 = 3ft
L= 27ft L2 = 6ft
L3 = 6ft
L4 = 6ft
L5 = 6ft
S= 8ft
Figura 511
Arena
γ = 105 lbftsup3
φ = 35deg
c = 0
σadm= 25000 lbinsup2
Solucioacuten
Figura 512 Diagrama de
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
Pa = 065 ( 105 ) ( 27 ) tansup2 ( 45 - 352 ) = 49937 lbftsup2
6Braja M Das Principles of Geotechnical Engineering third edition Editorial ITP1994 pag462
62
presiones en arena Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B y C
Para A
6A = 49937 ( 9 ) ( 92 ) = 337075 lbft
Para B1
B1 = 49937 ( 9 ) ndash 337075 = 112358 lbft
Para C
6C1= 49937 ( 6 ) ( 62 ) = 149811 lbft
Para B2
B2 = 49937 ( 6 ) - 1449811 = 149811 lbft
Para B
B= B1 + B2 = 112358 + 149811 = 262169 lbft
Para D
6 D = 49937 ( 12 ) ( 122 ) = 599244 lbft
Para C2
C2 = 49937 ( 12 ) - 599244 = 0
Para C
C1 + C2 = C
149811 + 0 = 149811 lbft
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( S ) = 337075 ( 8 ) = 26965 lb
Pb = B ( S ) = 262169 ( 8 ) = 20973 lb
63
Pc= C ( S ) = 149811 ( 8 ) = 11985 lb
Pd= D ( S ) = 599244 ( 8 ) = 47939 lb
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 337075 ) ( 8sup2 ) = 26966 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 26966 ( 12 ) = 1294 insup3ft
σadm 25000
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 262169 ) ( 8sup2 ) = 209735 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 209735 ( 12 ) = 1048 insup3ft
σadm 25000
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (149811) ( 8sup2 ) = 119849 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 209735 ( 12 ) = 599 insup3ft
σadm 25000
64
En D
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (599244) ( 8sup2 ) = 479395 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 479395 ( 12 ) = 2301 insup3ft
σadm 25000
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 3
En x = 0
En x = 3
M = frac12 ( -49937 xsup2)
M = 0
M = -224716 lb-ft
3 le x le 9
En x = 9
M = frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 )
M = 0 lb-ft
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 675
120597119910
120597119909 frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 )
-49937 x + 337075 = 0 x = 675 ft
M = 126403 lb-ft
9 le x le 15
En x = 15
frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 ) + 262169 ( x ndash 9 )
M= 0 lb-ft
Momento maacuteximo 120597119910
120597119909 frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 ) + 262169 ( x ndash 9 )
65
entre el puntal
B y C
En x = 12
-49937 x + 337075 +262169 = 0 x = 12 ft
M = 224716 lb-ft
15 le x le 21
En x = 21
frac12( -49937 xsup2) + 337075 (x ndash 3) + 262169 (x ndash 9) + 149811 (x ndash 15)
M= -888964 lb-ft
21 le x le 27
En x = 21
M = frac12( -49937 xsup2) + 337075 (x ndash 3) + 262169 (x ndash 9) + 149811 (x ndash
15) + 599244 (x- 21)
M= 0 lb-ft
Mmax = 888964 lb-ft
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 888964 ( 12 ) = 431 insup3ft
σadm 25000
Diagrama de momentos
E
X
C
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 513 Diagrama de Momentos Caso 6
S
U
E
L
O
La figura 514 muestra la solucioacuten de caso 6 resuelto en el programa GALA
66
Fig
ura
51
4 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
67
57 Caso 7 Entibacioacuten en suelo arenoso con tres codales7
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en un suelo arenoso
L1 = 1 m
L= 7 m L2 = 2 m
L3 = 2 m
L4 = 2 m
S= 5 m
Figura 515
Arena
γ = 16 knmsup3
φ = 30deg
c = 0
Solucioacuten
Figura 516 Diagrama de
presiones en arena
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
065 ( 16 ) ( 7 ) tansup2 ( 45 - 302 ) = 2427 knmsup2
7 Braja M Das Fundamentos de Ingenieriacutea Geoteacutecnica primera edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 479
68
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
2A = ( 2427 ) ( 3115 ) = 5461 kNm
Para B1
B1 = 2427 ( 3 ) - 5461 = 1820 kNm
Para C
2C = 2427 ( 4 ) ( 2 ) = 9708 kNm
Para B2
B2 = 2427 ( 4 ) - 9708 = 0 kNm
B= B1+B2= 1820 kNm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa= A ( 5 ) = 5460 ( 5 )= 27300 kN
Pb= B ( 5 ) = 1820 ( 5 ) = 9100 kN
Pc= C ( 5 ) = 9708 ( 5 ) = 48540 Kn
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5460) ( 5sup2 ) = 17063 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 17063 (1000) = 98913 cmsup3m
σadm 1725
69
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 1820 ) ( 5sup2 ) = 5686 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 5686 (1000) = 32971 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (9708) ( 5sup2 ) = 30334 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 30334 (1000) = 175870 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = frac12 ( -2427 xsup2)
M = 0
M = -1213 kn-m
1 le x le 3
En x = 3
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
120597119910
120597119909 frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
70
A y B
En x = 225
-2427 x + 5460 = 0 x = 225 m
M = 683 kn-m
3 le x le 5
En x = 5
frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 ) + 1820 ( x ndash 3 )
M= -4853 kn-m
5 le x le 7
En x = 7
frac12( -2427 xsup2) + 5460 (x ndash 1) + 1820 (x ndash 3) + 9708 (x ndash 5)
M= 0 lb-ft
Mmax = 4853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 4853 ( 1000 ) = 28133 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 517 Diagrama de Momentos Caso 7
S
U
E
L
O
La figura 518 muestra la solucioacuten de caso 7 resuelto en el programa GALA
71
Fig
ura
51
8 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
72
58 Caso 8 Entibacioacuten en arcilla suave o blanda con 3 codales8
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1m
L= 7m L2 = 3m
L3 = 2m
L4 = 1m
S= 5 m
Figura 519
Arcilla suave
γ= 1750 knmsup3
φ= 0ordm
c= 30 knmsup2
Solucioacuten
Figura 520 Diagrama de presiones
de una arcilla suave o blanda
Diagrama de peck
γ H = ( 1750 ) ( 7 ) = 408
c 30
Pa= γ H ( 1 - 4Cu ) = ( 1750 ) ( 7 ) ( 1 ndash 4 ( 30 ) = 250 knmsup2
γ H 1750 ( 7 )
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 1750 ) ( 7 ) = 3675 knmsup2
8 Braja M Das Fundamentos de Ingenieriacutea Geoteacutecnica primera edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 492
73
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 3675 ) ( 225 ) ( 1125 ) + ( 283 ) ( 3216 ) = 6138 knm
Para B1
B1 = ( 3675 ) ( 225 ) ndash 6138 + 3216 = 5347 knm
Para C
2C = ( 3675 ) ( 3 ) ( 15 ) = 8269 knm
Para B2
B2 = ( 3675 ) ( 3 ) ndash 8269 = 2756 knm
Para B
B = B1 + B2 = 5347 + 2756 = 8103 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 6138 ( 5 ) = 30689 kN
Pb = B ( 5 ) = 8103 ( 5 ) = 40514 kN
Pc = C ( 5 ) = 8269 ( 5 ) = 41345 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 6138) ( 5sup2 ) = 19181 kn-m
8 8
74
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 19181 (1000) = 111194 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 8103 ) ( 5sup2 ) = 25322 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 25322 (1000) = 146793 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (8269) ( 5sup2 ) = 25141 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 25841 (1000) = 149801 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -3675 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -350 kn-m
75
1 le x le 175
En x = 175
M = -3675 xsup3 + 6138 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2728 kn-m
175 le x le 4
En x = 4
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 254
120597119910
120597119909 [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
6138 ( x ndash 1 )
-3675 x + 9353 = 0 x = 254 m
M = 3889 kn-m
4 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 )
M= -1838 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 475
120597119910
120597119909 [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 )
-3675 x + 17456 = 0 x = 475 m
M = 1034 kn-m
6 le x le 7
En x = 7
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 ) + 5347 ( x ndash 6 )
M= 0 kn-m
76
Mmax = 3853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 3853 ( 1000 ) = 22336 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 521 Diagrama de Momentos Caso 8
S
U
E
L
O
La figura 522 muestra la solucioacuten del caso 8 resuelto en el programa GALA
77
Fig
ura
52
2 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
78
59 Caso 9 Entibacioacuten en suelo arenoso con tres puntales9
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arenoso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 2 m
L3 = 2 m
L4 = 2 m
S= 2 m
Solucioacuten
Figura 523
Arena
γ= 16 knmsup3
φ= 30ordm
c= 0 knmsup2
Figura 524 Diagrama de
presiones en arena
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
065 ( 16 ) ( 7 ) tansup2 ( 45 - 302 ) = 2427 knmsup2
9 Braja M Das Principles of Geotechnical Engineering third edition Editorial ITP1994 paacuteg 452
79
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
2A = ( 2427 ) ( 3115 ) = 5461 knm
Para B1
B1 = 2427 ( 3 ) - 5461 = 1820 knm
Para C
2C = 2427 ( 4 ) ( 2 ) = 9708 = 9708 knm
Para B2
B2 = 2427 ( 4 ) - 9708 = 0 knm
B = B1 + B2 = 1820 knm
Fuerzas en los puntales
PA= A ( S ) = 5460 ( 2 ) = 10920 kn
PB = B ( S ) = 1820 ( 2 ) = 3640 kn
PC = C ( S ) = 9708 ( 2 ) = 19416 kn
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5460) ( 2sup2 ) = 273 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 2730 (1000) = 15826 cmsup3m
σadm 1725
80
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 1820 ) ( 2sup2 ) = 910 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 910 (1000) = 5275 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (9708) ( 2sup2 ) = 4854 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 4854 (1000) = 28139 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = frac12 ( -2427 xsup2)
M = 0
M = -1213 kn-m
1 le x le 3
En x = 3
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
120597119910
120597119909 frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
-2427 x + 5460 = 0 x = 225 m
81
A y B
En x = 225
M = 683 kn-m
3 le x le 5
En x = 5
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 ) + 1820 ( x ndash 3 )
M= -4853 kn-m
5 le x le 7
En x = 7
M = frac12( -2427 xsup2) + 5460 (x ndash 1) + 1820 (x ndash 3) + 9708 (x ndash 5)
M= 0 lb-ft
Mmax = 4853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 4853 ( 1000 ) = 28133 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 525 Diagrama de Momentos Caso 9
S
U
E
L
O
La figura 526 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
82
Fig
ura
52
6 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
83
510 Caso 10 Entibacioacuten en arcilla dura con 3 codales10
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 25 m
L3 = 25 m
L4 = 1 m
S= 3 m
Figura 527
Arena
γ= 18 knmsup3
φ= 0ordm
c= 35 knmsup2
Solucioacuten
Figura 528 Diagrama de presiones
de una arcilla dura
Diagrama de peck
γ H = ( 1800) ( 7 ) = 360
c 35
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 18 ) ( 7 ) = 378 knmsup2
10
Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 531
84
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 378 ) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B1
B1 = (378) ( 175 ) ndash 5402 + 3308 = 4520 knm
Para C
2C = (378) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B2
B2 = (378) ( 175 ) ndash ( 5402 ) + ( 3308 ) = 4520 knm
Para B
B = B1 + B2 = 4520 + 4520 = 9040 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Pb = B ( 5 ) = 9040 ( 3 ) = 27120 kN
Pc = C ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
85
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 9040 ) ( 3sup2 ) = 1017 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 1017 (1000) = 58957 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -360 kn-m
86
1 le x le 175
En x = 175
M = -378 xsup3 + 5402 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2122 kn-m
175 le x le 35
En x = 35
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 230
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
-378 x + 8709 = 0 x = 230 m
M = 2703 kn-m
35 le x le 525
En x = 525
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
M= 2122 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 469
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
-378 x + 17750 = 0 x = 469 m
M = 2703 kn-m
525 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 378 xsup3 - frac12( 378 ( x ndash 525 )sup2 )
6 ( 025 (7) )
M= -360 kn-m
6 le x le 7 M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 )
87
En x = 7
+ 5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 5402 ( x ndash 6 )
- frac12 ( 378 ( x ndash 525 )sup2 ) + 378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M= 0 kn-m
Mmax = 2703 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 2703 ( 1000 ) = 15669 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 529 Diagrama de Momentos Caso 10
S
U
E
L
O
La figura 530 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
88
Fig
ura
53
0 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
89
Una vez resueltos los ejercicios manualmente se obtuvo el resultado real y con el paquete
interactivo se obtuvo el resultado aproximado estos se comparan para mostrar la bondad del
programa GALA( Ver Tablas 51 a 510)
Caso 1
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 71 703 m 007 099
Longitud Total de
Tablestaca 121 1203 m 007 058
Momento Maacuteximo 20939 20957 kN-mm -018 -009
Seccioacuten Requerida 121738 121494 cmsup3m 244 020
Tabla 51 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 2
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 611 596 m 015 246
Longitud Total de
Tablestaca 1111 1096 m 015 135
Momento Maacuteximo ----- 2238 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 129742 cmsup3m ----- -----
Tabla 52 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 3
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 345 341 m 004 116
Longitud Total de
Tablestaca 895 891 m 004 045
Momento Maacuteximo 12742 12757 kN-mm -015 -012
Seccioacuten Requerida 74081 73759 cmsup3m 322 043
Tabla 53 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
90
Caso 4
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 533 53 m 003 056
Longitud Total de Tablestaca 1448 1445 m 003 021
Momento Maacuteximo ----- 35063 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 166967 cmsup3m ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 11487 11567 kN -08 -070
Separacioacuten entre Anclas ----- 086 m ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 1142 m ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 9968 kN ----- -----
Tabla 54 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 5
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 114 1136 ft 004 035
Longitud Total de Tablestaca 438 4376 ft 004 009
Momento Maacuteximo ----- 1383 kLb-ftft ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 663 insup3ft ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 629 314 kLb 315 5008
Separacioacuten entre Anclas ----- 527 ft ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 3475 ft ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 1657 kLb ----- -----
Tabla 55 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
91
Caso 6
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 2696 2697 kLb -001 -004
Fuerza en Puntal B 2097 2097 kLb 0 000
Fuerza en Puntal C 1198 1198 kLb 0 000
Fuerza en Puntal D 4793 4794 kLb -001 -002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 1294 394 insup3ft 9 6955
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 1048 307 insup3ft 741 7071
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 599 175 insup3ft 424 7078
Seccioacuten Requerida en
Larguero D 2301 701 insup3ft 16 6954
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 431 431 insup3ft 0 000
Tabla 56 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 7
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 273 273 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 91 91 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 4854 48534 kN 006 001
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 98913 98914 cmsup3m -001 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 32971 32971 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 17587 175846 cmsup3m 024 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 57 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
92
Caso 8
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 30689 30689 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 40514 40514 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 41344 41344 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 111194 111191 cmsup3m 003 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 146793 146791 cmsup3m 002 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 149801 149796 cmsup3m 005 000
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 22336 22547 cmsup3m -211 -094
Tabla 58 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 9
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 1092 1092 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 364 364 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 19416 19413 kN 003 002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 15826 15856 cmsup3m -03 -019
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 5275 5275 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 28139 28135 cmsup3m 004 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 59 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
93
Caso 10
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 16207 16207 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 2712 27122 kN -002 -001
Fuerza en Puntal C 16207 16207 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 58957 5896 cmsup3m -003 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 15669 15668 cmsup3m 001 001
Tabla 510 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Al revisar las comparaciones en el caso de tablestacado se obtubo un porcentaje alto el cual
se trata de la fuerza del ancla obtenida en el Caso 5 en el caacutelculo se encontroacute que se consideroacute
la DTeoacuterica en lugar de la D la cual ya estaacute afectada por el factor de seguridad demostrando
que el error se encuentra en el ejercicio resuelto manualmente
Los porcentajes de la profundidad de penetracioacuten de la tablestaca se consideran relativamente
altos pero hay que resaltar que su caacutelculo es por iteraciones y se busca un valor cerca del 0
mientras que el programa trata de resolver el valor lo maacutes cercano a 0 obteniendo asiacute maacutes
presicioacuten
En los casos de Entibacioacuten se presenta un error relativo que es un error fatal en el caacutelculo de
los largueros que ocurre en el Caso 6 esto fue inquietante puesto que el porcentaje resulta
superior al cincuenta por ciento esto obligoacute a revisar cuidadosamente el paquete en lo
94
referente a la conversioacuten de unidades en el cual su programacioacuten en el Sistema Ingleacutes que se
basa en el uso de factores de conversioacuten para resolver en Sistema Meacutetrico y asiacute regresar de
nuevo los valores en Sistema Ingleacutes
Se encontroacute un error dimensional el cual no se localizoacute pero se refleja en la seccioacuten requerida
en los largueros lo cual tambieacuten obligo a realizar una revisioacuten minuciosa en todos los
algoritmos del programa Obteniendo asiacute en la totalidad de los casos resueltos en Sistema
Ingleacutes y en Sistema Meacutetrico un factor de 001860 para la conversioacuten de cmsup3m a insup3ft Factor
que no se cumple en el caacutelculo de largueros realizado manualmente Se encontroacute que el valor
estaacute aumentado por 328 veces lo cual es el mismo valor de conversioacuten de metros a pies
demostrando la confiabilidad y bondad del programa GALA
Teniendo confianza en lo anterior se resuelven con el paquete aquellos casos cuando no
propone el elemento estructural que exista en el mercado En los casos analizados en este
estudio de Tablestacado siempre propone el elemento estructural pero en Entibacioacuten no
existen codales que cumplan las caracteriacutesticas que el ejercicio solicita por lo que es necesario
volver a calcular hasta encontrar la propuesta del programa de un codal adecuado
simplemente modificando la separacioacuten horizontal entre ellos en el caso de no llegar a
solucionarse asiacute el problema se recomienda modificar las separaciones verticales entre
codales respetando el uacuteltimo valor de separacioacuten entre la plantilla de la excavacioacuten y el uacuteltimo
codal
95
Fig
ura
53
1 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 6
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
96
Fig
ura
53
2 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 7
y C
aso
9 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
97
Fig
ura
53
3 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 8
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
98
Fig
ura
53
4 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 1
0 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
Page 18
61
56 Caso 6 Entibacioacuten en suelo arenoso con cuatro codales6
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en un suelo arenoso
L1 = 3ft
L= 27ft L2 = 6ft
L3 = 6ft
L4 = 6ft
L5 = 6ft
S= 8ft
Figura 511
Arena
γ = 105 lbftsup3
φ = 35deg
c = 0
σadm= 25000 lbinsup2
Solucioacuten
Figura 512 Diagrama de
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
Pa = 065 ( 105 ) ( 27 ) tansup2 ( 45 - 352 ) = 49937 lbftsup2
6Braja M Das Principles of Geotechnical Engineering third edition Editorial ITP1994 pag462
62
presiones en arena Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B y C
Para A
6A = 49937 ( 9 ) ( 92 ) = 337075 lbft
Para B1
B1 = 49937 ( 9 ) ndash 337075 = 112358 lbft
Para C
6C1= 49937 ( 6 ) ( 62 ) = 149811 lbft
Para B2
B2 = 49937 ( 6 ) - 1449811 = 149811 lbft
Para B
B= B1 + B2 = 112358 + 149811 = 262169 lbft
Para D
6 D = 49937 ( 12 ) ( 122 ) = 599244 lbft
Para C2
C2 = 49937 ( 12 ) - 599244 = 0
Para C
C1 + C2 = C
149811 + 0 = 149811 lbft
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( S ) = 337075 ( 8 ) = 26965 lb
Pb = B ( S ) = 262169 ( 8 ) = 20973 lb
63
Pc= C ( S ) = 149811 ( 8 ) = 11985 lb
Pd= D ( S ) = 599244 ( 8 ) = 47939 lb
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 337075 ) ( 8sup2 ) = 26966 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 26966 ( 12 ) = 1294 insup3ft
σadm 25000
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 262169 ) ( 8sup2 ) = 209735 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 209735 ( 12 ) = 1048 insup3ft
σadm 25000
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (149811) ( 8sup2 ) = 119849 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 209735 ( 12 ) = 599 insup3ft
σadm 25000
64
En D
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (599244) ( 8sup2 ) = 479395 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 479395 ( 12 ) = 2301 insup3ft
σadm 25000
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 3
En x = 0
En x = 3
M = frac12 ( -49937 xsup2)
M = 0
M = -224716 lb-ft
3 le x le 9
En x = 9
M = frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 )
M = 0 lb-ft
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 675
120597119910
120597119909 frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 )
-49937 x + 337075 = 0 x = 675 ft
M = 126403 lb-ft
9 le x le 15
En x = 15
frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 ) + 262169 ( x ndash 9 )
M= 0 lb-ft
Momento maacuteximo 120597119910
120597119909 frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 ) + 262169 ( x ndash 9 )
65
entre el puntal
B y C
En x = 12
-49937 x + 337075 +262169 = 0 x = 12 ft
M = 224716 lb-ft
15 le x le 21
En x = 21
frac12( -49937 xsup2) + 337075 (x ndash 3) + 262169 (x ndash 9) + 149811 (x ndash 15)
M= -888964 lb-ft
21 le x le 27
En x = 21
M = frac12( -49937 xsup2) + 337075 (x ndash 3) + 262169 (x ndash 9) + 149811 (x ndash
15) + 599244 (x- 21)
M= 0 lb-ft
Mmax = 888964 lb-ft
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 888964 ( 12 ) = 431 insup3ft
σadm 25000
Diagrama de momentos
E
X
C
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 513 Diagrama de Momentos Caso 6
S
U
E
L
O
La figura 514 muestra la solucioacuten de caso 6 resuelto en el programa GALA
66
Fig
ura
51
4 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
67
57 Caso 7 Entibacioacuten en suelo arenoso con tres codales7
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en un suelo arenoso
L1 = 1 m
L= 7 m L2 = 2 m
L3 = 2 m
L4 = 2 m
S= 5 m
Figura 515
Arena
γ = 16 knmsup3
φ = 30deg
c = 0
Solucioacuten
Figura 516 Diagrama de
presiones en arena
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
065 ( 16 ) ( 7 ) tansup2 ( 45 - 302 ) = 2427 knmsup2
7 Braja M Das Fundamentos de Ingenieriacutea Geoteacutecnica primera edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 479
68
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
2A = ( 2427 ) ( 3115 ) = 5461 kNm
Para B1
B1 = 2427 ( 3 ) - 5461 = 1820 kNm
Para C
2C = 2427 ( 4 ) ( 2 ) = 9708 kNm
Para B2
B2 = 2427 ( 4 ) - 9708 = 0 kNm
B= B1+B2= 1820 kNm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa= A ( 5 ) = 5460 ( 5 )= 27300 kN
Pb= B ( 5 ) = 1820 ( 5 ) = 9100 kN
Pc= C ( 5 ) = 9708 ( 5 ) = 48540 Kn
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5460) ( 5sup2 ) = 17063 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 17063 (1000) = 98913 cmsup3m
σadm 1725
69
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 1820 ) ( 5sup2 ) = 5686 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 5686 (1000) = 32971 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (9708) ( 5sup2 ) = 30334 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 30334 (1000) = 175870 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = frac12 ( -2427 xsup2)
M = 0
M = -1213 kn-m
1 le x le 3
En x = 3
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
120597119910
120597119909 frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
70
A y B
En x = 225
-2427 x + 5460 = 0 x = 225 m
M = 683 kn-m
3 le x le 5
En x = 5
frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 ) + 1820 ( x ndash 3 )
M= -4853 kn-m
5 le x le 7
En x = 7
frac12( -2427 xsup2) + 5460 (x ndash 1) + 1820 (x ndash 3) + 9708 (x ndash 5)
M= 0 lb-ft
Mmax = 4853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 4853 ( 1000 ) = 28133 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 517 Diagrama de Momentos Caso 7
S
U
E
L
O
La figura 518 muestra la solucioacuten de caso 7 resuelto en el programa GALA
71
Fig
ura
51
8 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
72
58 Caso 8 Entibacioacuten en arcilla suave o blanda con 3 codales8
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1m
L= 7m L2 = 3m
L3 = 2m
L4 = 1m
S= 5 m
Figura 519
Arcilla suave
γ= 1750 knmsup3
φ= 0ordm
c= 30 knmsup2
Solucioacuten
Figura 520 Diagrama de presiones
de una arcilla suave o blanda
Diagrama de peck
γ H = ( 1750 ) ( 7 ) = 408
c 30
Pa= γ H ( 1 - 4Cu ) = ( 1750 ) ( 7 ) ( 1 ndash 4 ( 30 ) = 250 knmsup2
γ H 1750 ( 7 )
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 1750 ) ( 7 ) = 3675 knmsup2
8 Braja M Das Fundamentos de Ingenieriacutea Geoteacutecnica primera edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 492
73
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 3675 ) ( 225 ) ( 1125 ) + ( 283 ) ( 3216 ) = 6138 knm
Para B1
B1 = ( 3675 ) ( 225 ) ndash 6138 + 3216 = 5347 knm
Para C
2C = ( 3675 ) ( 3 ) ( 15 ) = 8269 knm
Para B2
B2 = ( 3675 ) ( 3 ) ndash 8269 = 2756 knm
Para B
B = B1 + B2 = 5347 + 2756 = 8103 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 6138 ( 5 ) = 30689 kN
Pb = B ( 5 ) = 8103 ( 5 ) = 40514 kN
Pc = C ( 5 ) = 8269 ( 5 ) = 41345 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 6138) ( 5sup2 ) = 19181 kn-m
8 8
74
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 19181 (1000) = 111194 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 8103 ) ( 5sup2 ) = 25322 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 25322 (1000) = 146793 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (8269) ( 5sup2 ) = 25141 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 25841 (1000) = 149801 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -3675 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -350 kn-m
75
1 le x le 175
En x = 175
M = -3675 xsup3 + 6138 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2728 kn-m
175 le x le 4
En x = 4
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 254
120597119910
120597119909 [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
6138 ( x ndash 1 )
-3675 x + 9353 = 0 x = 254 m
M = 3889 kn-m
4 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 )
M= -1838 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 475
120597119910
120597119909 [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 )
-3675 x + 17456 = 0 x = 475 m
M = 1034 kn-m
6 le x le 7
En x = 7
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 ) + 5347 ( x ndash 6 )
M= 0 kn-m
76
Mmax = 3853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 3853 ( 1000 ) = 22336 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 521 Diagrama de Momentos Caso 8
S
U
E
L
O
La figura 522 muestra la solucioacuten del caso 8 resuelto en el programa GALA
77
Fig
ura
52
2 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
78
59 Caso 9 Entibacioacuten en suelo arenoso con tres puntales9
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arenoso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 2 m
L3 = 2 m
L4 = 2 m
S= 2 m
Solucioacuten
Figura 523
Arena
γ= 16 knmsup3
φ= 30ordm
c= 0 knmsup2
Figura 524 Diagrama de
presiones en arena
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
065 ( 16 ) ( 7 ) tansup2 ( 45 - 302 ) = 2427 knmsup2
9 Braja M Das Principles of Geotechnical Engineering third edition Editorial ITP1994 paacuteg 452
79
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
2A = ( 2427 ) ( 3115 ) = 5461 knm
Para B1
B1 = 2427 ( 3 ) - 5461 = 1820 knm
Para C
2C = 2427 ( 4 ) ( 2 ) = 9708 = 9708 knm
Para B2
B2 = 2427 ( 4 ) - 9708 = 0 knm
B = B1 + B2 = 1820 knm
Fuerzas en los puntales
PA= A ( S ) = 5460 ( 2 ) = 10920 kn
PB = B ( S ) = 1820 ( 2 ) = 3640 kn
PC = C ( S ) = 9708 ( 2 ) = 19416 kn
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5460) ( 2sup2 ) = 273 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 2730 (1000) = 15826 cmsup3m
σadm 1725
80
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 1820 ) ( 2sup2 ) = 910 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 910 (1000) = 5275 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (9708) ( 2sup2 ) = 4854 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 4854 (1000) = 28139 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = frac12 ( -2427 xsup2)
M = 0
M = -1213 kn-m
1 le x le 3
En x = 3
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
120597119910
120597119909 frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
-2427 x + 5460 = 0 x = 225 m
81
A y B
En x = 225
M = 683 kn-m
3 le x le 5
En x = 5
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 ) + 1820 ( x ndash 3 )
M= -4853 kn-m
5 le x le 7
En x = 7
M = frac12( -2427 xsup2) + 5460 (x ndash 1) + 1820 (x ndash 3) + 9708 (x ndash 5)
M= 0 lb-ft
Mmax = 4853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 4853 ( 1000 ) = 28133 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 525 Diagrama de Momentos Caso 9
S
U
E
L
O
La figura 526 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
82
Fig
ura
52
6 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
83
510 Caso 10 Entibacioacuten en arcilla dura con 3 codales10
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 25 m
L3 = 25 m
L4 = 1 m
S= 3 m
Figura 527
Arena
γ= 18 knmsup3
φ= 0ordm
c= 35 knmsup2
Solucioacuten
Figura 528 Diagrama de presiones
de una arcilla dura
Diagrama de peck
γ H = ( 1800) ( 7 ) = 360
c 35
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 18 ) ( 7 ) = 378 knmsup2
10
Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 531
84
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 378 ) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B1
B1 = (378) ( 175 ) ndash 5402 + 3308 = 4520 knm
Para C
2C = (378) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B2
B2 = (378) ( 175 ) ndash ( 5402 ) + ( 3308 ) = 4520 knm
Para B
B = B1 + B2 = 4520 + 4520 = 9040 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Pb = B ( 5 ) = 9040 ( 3 ) = 27120 kN
Pc = C ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
85
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 9040 ) ( 3sup2 ) = 1017 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 1017 (1000) = 58957 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -360 kn-m
86
1 le x le 175
En x = 175
M = -378 xsup3 + 5402 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2122 kn-m
175 le x le 35
En x = 35
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 230
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
-378 x + 8709 = 0 x = 230 m
M = 2703 kn-m
35 le x le 525
En x = 525
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
M= 2122 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 469
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
-378 x + 17750 = 0 x = 469 m
M = 2703 kn-m
525 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 378 xsup3 - frac12( 378 ( x ndash 525 )sup2 )
6 ( 025 (7) )
M= -360 kn-m
6 le x le 7 M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 )
87
En x = 7
+ 5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 5402 ( x ndash 6 )
- frac12 ( 378 ( x ndash 525 )sup2 ) + 378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M= 0 kn-m
Mmax = 2703 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 2703 ( 1000 ) = 15669 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 529 Diagrama de Momentos Caso 10
S
U
E
L
O
La figura 530 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
88
Fig
ura
53
0 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
89
Una vez resueltos los ejercicios manualmente se obtuvo el resultado real y con el paquete
interactivo se obtuvo el resultado aproximado estos se comparan para mostrar la bondad del
programa GALA( Ver Tablas 51 a 510)
Caso 1
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 71 703 m 007 099
Longitud Total de
Tablestaca 121 1203 m 007 058
Momento Maacuteximo 20939 20957 kN-mm -018 -009
Seccioacuten Requerida 121738 121494 cmsup3m 244 020
Tabla 51 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 2
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 611 596 m 015 246
Longitud Total de
Tablestaca 1111 1096 m 015 135
Momento Maacuteximo ----- 2238 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 129742 cmsup3m ----- -----
Tabla 52 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 3
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 345 341 m 004 116
Longitud Total de
Tablestaca 895 891 m 004 045
Momento Maacuteximo 12742 12757 kN-mm -015 -012
Seccioacuten Requerida 74081 73759 cmsup3m 322 043
Tabla 53 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
90
Caso 4
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 533 53 m 003 056
Longitud Total de Tablestaca 1448 1445 m 003 021
Momento Maacuteximo ----- 35063 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 166967 cmsup3m ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 11487 11567 kN -08 -070
Separacioacuten entre Anclas ----- 086 m ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 1142 m ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 9968 kN ----- -----
Tabla 54 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 5
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 114 1136 ft 004 035
Longitud Total de Tablestaca 438 4376 ft 004 009
Momento Maacuteximo ----- 1383 kLb-ftft ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 663 insup3ft ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 629 314 kLb 315 5008
Separacioacuten entre Anclas ----- 527 ft ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 3475 ft ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 1657 kLb ----- -----
Tabla 55 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
91
Caso 6
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 2696 2697 kLb -001 -004
Fuerza en Puntal B 2097 2097 kLb 0 000
Fuerza en Puntal C 1198 1198 kLb 0 000
Fuerza en Puntal D 4793 4794 kLb -001 -002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 1294 394 insup3ft 9 6955
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 1048 307 insup3ft 741 7071
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 599 175 insup3ft 424 7078
Seccioacuten Requerida en
Larguero D 2301 701 insup3ft 16 6954
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 431 431 insup3ft 0 000
Tabla 56 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 7
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 273 273 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 91 91 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 4854 48534 kN 006 001
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 98913 98914 cmsup3m -001 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 32971 32971 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 17587 175846 cmsup3m 024 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 57 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
92
Caso 8
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 30689 30689 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 40514 40514 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 41344 41344 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 111194 111191 cmsup3m 003 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 146793 146791 cmsup3m 002 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 149801 149796 cmsup3m 005 000
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 22336 22547 cmsup3m -211 -094
Tabla 58 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 9
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 1092 1092 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 364 364 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 19416 19413 kN 003 002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 15826 15856 cmsup3m -03 -019
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 5275 5275 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 28139 28135 cmsup3m 004 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 59 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
93
Caso 10
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 16207 16207 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 2712 27122 kN -002 -001
Fuerza en Puntal C 16207 16207 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 58957 5896 cmsup3m -003 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 15669 15668 cmsup3m 001 001
Tabla 510 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Al revisar las comparaciones en el caso de tablestacado se obtubo un porcentaje alto el cual
se trata de la fuerza del ancla obtenida en el Caso 5 en el caacutelculo se encontroacute que se consideroacute
la DTeoacuterica en lugar de la D la cual ya estaacute afectada por el factor de seguridad demostrando
que el error se encuentra en el ejercicio resuelto manualmente
Los porcentajes de la profundidad de penetracioacuten de la tablestaca se consideran relativamente
altos pero hay que resaltar que su caacutelculo es por iteraciones y se busca un valor cerca del 0
mientras que el programa trata de resolver el valor lo maacutes cercano a 0 obteniendo asiacute maacutes
presicioacuten
En los casos de Entibacioacuten se presenta un error relativo que es un error fatal en el caacutelculo de
los largueros que ocurre en el Caso 6 esto fue inquietante puesto que el porcentaje resulta
superior al cincuenta por ciento esto obligoacute a revisar cuidadosamente el paquete en lo
94
referente a la conversioacuten de unidades en el cual su programacioacuten en el Sistema Ingleacutes que se
basa en el uso de factores de conversioacuten para resolver en Sistema Meacutetrico y asiacute regresar de
nuevo los valores en Sistema Ingleacutes
Se encontroacute un error dimensional el cual no se localizoacute pero se refleja en la seccioacuten requerida
en los largueros lo cual tambieacuten obligo a realizar una revisioacuten minuciosa en todos los
algoritmos del programa Obteniendo asiacute en la totalidad de los casos resueltos en Sistema
Ingleacutes y en Sistema Meacutetrico un factor de 001860 para la conversioacuten de cmsup3m a insup3ft Factor
que no se cumple en el caacutelculo de largueros realizado manualmente Se encontroacute que el valor
estaacute aumentado por 328 veces lo cual es el mismo valor de conversioacuten de metros a pies
demostrando la confiabilidad y bondad del programa GALA
Teniendo confianza en lo anterior se resuelven con el paquete aquellos casos cuando no
propone el elemento estructural que exista en el mercado En los casos analizados en este
estudio de Tablestacado siempre propone el elemento estructural pero en Entibacioacuten no
existen codales que cumplan las caracteriacutesticas que el ejercicio solicita por lo que es necesario
volver a calcular hasta encontrar la propuesta del programa de un codal adecuado
simplemente modificando la separacioacuten horizontal entre ellos en el caso de no llegar a
solucionarse asiacute el problema se recomienda modificar las separaciones verticales entre
codales respetando el uacuteltimo valor de separacioacuten entre la plantilla de la excavacioacuten y el uacuteltimo
codal
95
Fig
ura
53
1 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 6
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
96
Fig
ura
53
2 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 7
y C
aso
9 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
97
Fig
ura
53
3 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 8
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
98
Fig
ura
53
4 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 1
0 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
Page 19
62
presiones en arena Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B y C
Para A
6A = 49937 ( 9 ) ( 92 ) = 337075 lbft
Para B1
B1 = 49937 ( 9 ) ndash 337075 = 112358 lbft
Para C
6C1= 49937 ( 6 ) ( 62 ) = 149811 lbft
Para B2
B2 = 49937 ( 6 ) - 1449811 = 149811 lbft
Para B
B= B1 + B2 = 112358 + 149811 = 262169 lbft
Para D
6 D = 49937 ( 12 ) ( 122 ) = 599244 lbft
Para C2
C2 = 49937 ( 12 ) - 599244 = 0
Para C
C1 + C2 = C
149811 + 0 = 149811 lbft
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( S ) = 337075 ( 8 ) = 26965 lb
Pb = B ( S ) = 262169 ( 8 ) = 20973 lb
63
Pc= C ( S ) = 149811 ( 8 ) = 11985 lb
Pd= D ( S ) = 599244 ( 8 ) = 47939 lb
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 337075 ) ( 8sup2 ) = 26966 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 26966 ( 12 ) = 1294 insup3ft
σadm 25000
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 262169 ) ( 8sup2 ) = 209735 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 209735 ( 12 ) = 1048 insup3ft
σadm 25000
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (149811) ( 8sup2 ) = 119849 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 209735 ( 12 ) = 599 insup3ft
σadm 25000
64
En D
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (599244) ( 8sup2 ) = 479395 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 479395 ( 12 ) = 2301 insup3ft
σadm 25000
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 3
En x = 0
En x = 3
M = frac12 ( -49937 xsup2)
M = 0
M = -224716 lb-ft
3 le x le 9
En x = 9
M = frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 )
M = 0 lb-ft
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 675
120597119910
120597119909 frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 )
-49937 x + 337075 = 0 x = 675 ft
M = 126403 lb-ft
9 le x le 15
En x = 15
frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 ) + 262169 ( x ndash 9 )
M= 0 lb-ft
Momento maacuteximo 120597119910
120597119909 frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 ) + 262169 ( x ndash 9 )
65
entre el puntal
B y C
En x = 12
-49937 x + 337075 +262169 = 0 x = 12 ft
M = 224716 lb-ft
15 le x le 21
En x = 21
frac12( -49937 xsup2) + 337075 (x ndash 3) + 262169 (x ndash 9) + 149811 (x ndash 15)
M= -888964 lb-ft
21 le x le 27
En x = 21
M = frac12( -49937 xsup2) + 337075 (x ndash 3) + 262169 (x ndash 9) + 149811 (x ndash
15) + 599244 (x- 21)
M= 0 lb-ft
Mmax = 888964 lb-ft
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 888964 ( 12 ) = 431 insup3ft
σadm 25000
Diagrama de momentos
E
X
C
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 513 Diagrama de Momentos Caso 6
S
U
E
L
O
La figura 514 muestra la solucioacuten de caso 6 resuelto en el programa GALA
66
Fig
ura
51
4 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
67
57 Caso 7 Entibacioacuten en suelo arenoso con tres codales7
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en un suelo arenoso
L1 = 1 m
L= 7 m L2 = 2 m
L3 = 2 m
L4 = 2 m
S= 5 m
Figura 515
Arena
γ = 16 knmsup3
φ = 30deg
c = 0
Solucioacuten
Figura 516 Diagrama de
presiones en arena
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
065 ( 16 ) ( 7 ) tansup2 ( 45 - 302 ) = 2427 knmsup2
7 Braja M Das Fundamentos de Ingenieriacutea Geoteacutecnica primera edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 479
68
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
2A = ( 2427 ) ( 3115 ) = 5461 kNm
Para B1
B1 = 2427 ( 3 ) - 5461 = 1820 kNm
Para C
2C = 2427 ( 4 ) ( 2 ) = 9708 kNm
Para B2
B2 = 2427 ( 4 ) - 9708 = 0 kNm
B= B1+B2= 1820 kNm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa= A ( 5 ) = 5460 ( 5 )= 27300 kN
Pb= B ( 5 ) = 1820 ( 5 ) = 9100 kN
Pc= C ( 5 ) = 9708 ( 5 ) = 48540 Kn
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5460) ( 5sup2 ) = 17063 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 17063 (1000) = 98913 cmsup3m
σadm 1725
69
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 1820 ) ( 5sup2 ) = 5686 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 5686 (1000) = 32971 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (9708) ( 5sup2 ) = 30334 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 30334 (1000) = 175870 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = frac12 ( -2427 xsup2)
M = 0
M = -1213 kn-m
1 le x le 3
En x = 3
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
120597119910
120597119909 frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
70
A y B
En x = 225
-2427 x + 5460 = 0 x = 225 m
M = 683 kn-m
3 le x le 5
En x = 5
frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 ) + 1820 ( x ndash 3 )
M= -4853 kn-m
5 le x le 7
En x = 7
frac12( -2427 xsup2) + 5460 (x ndash 1) + 1820 (x ndash 3) + 9708 (x ndash 5)
M= 0 lb-ft
Mmax = 4853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 4853 ( 1000 ) = 28133 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 517 Diagrama de Momentos Caso 7
S
U
E
L
O
La figura 518 muestra la solucioacuten de caso 7 resuelto en el programa GALA
71
Fig
ura
51
8 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
72
58 Caso 8 Entibacioacuten en arcilla suave o blanda con 3 codales8
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1m
L= 7m L2 = 3m
L3 = 2m
L4 = 1m
S= 5 m
Figura 519
Arcilla suave
γ= 1750 knmsup3
φ= 0ordm
c= 30 knmsup2
Solucioacuten
Figura 520 Diagrama de presiones
de una arcilla suave o blanda
Diagrama de peck
γ H = ( 1750 ) ( 7 ) = 408
c 30
Pa= γ H ( 1 - 4Cu ) = ( 1750 ) ( 7 ) ( 1 ndash 4 ( 30 ) = 250 knmsup2
γ H 1750 ( 7 )
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 1750 ) ( 7 ) = 3675 knmsup2
8 Braja M Das Fundamentos de Ingenieriacutea Geoteacutecnica primera edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 492
73
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 3675 ) ( 225 ) ( 1125 ) + ( 283 ) ( 3216 ) = 6138 knm
Para B1
B1 = ( 3675 ) ( 225 ) ndash 6138 + 3216 = 5347 knm
Para C
2C = ( 3675 ) ( 3 ) ( 15 ) = 8269 knm
Para B2
B2 = ( 3675 ) ( 3 ) ndash 8269 = 2756 knm
Para B
B = B1 + B2 = 5347 + 2756 = 8103 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 6138 ( 5 ) = 30689 kN
Pb = B ( 5 ) = 8103 ( 5 ) = 40514 kN
Pc = C ( 5 ) = 8269 ( 5 ) = 41345 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 6138) ( 5sup2 ) = 19181 kn-m
8 8
74
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 19181 (1000) = 111194 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 8103 ) ( 5sup2 ) = 25322 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 25322 (1000) = 146793 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (8269) ( 5sup2 ) = 25141 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 25841 (1000) = 149801 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -3675 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -350 kn-m
75
1 le x le 175
En x = 175
M = -3675 xsup3 + 6138 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2728 kn-m
175 le x le 4
En x = 4
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 254
120597119910
120597119909 [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
6138 ( x ndash 1 )
-3675 x + 9353 = 0 x = 254 m
M = 3889 kn-m
4 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 )
M= -1838 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 475
120597119910
120597119909 [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 )
-3675 x + 17456 = 0 x = 475 m
M = 1034 kn-m
6 le x le 7
En x = 7
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 ) + 5347 ( x ndash 6 )
M= 0 kn-m
76
Mmax = 3853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 3853 ( 1000 ) = 22336 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 521 Diagrama de Momentos Caso 8
S
U
E
L
O
La figura 522 muestra la solucioacuten del caso 8 resuelto en el programa GALA
77
Fig
ura
52
2 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
78
59 Caso 9 Entibacioacuten en suelo arenoso con tres puntales9
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arenoso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 2 m
L3 = 2 m
L4 = 2 m
S= 2 m
Solucioacuten
Figura 523
Arena
γ= 16 knmsup3
φ= 30ordm
c= 0 knmsup2
Figura 524 Diagrama de
presiones en arena
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
065 ( 16 ) ( 7 ) tansup2 ( 45 - 302 ) = 2427 knmsup2
9 Braja M Das Principles of Geotechnical Engineering third edition Editorial ITP1994 paacuteg 452
79
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
2A = ( 2427 ) ( 3115 ) = 5461 knm
Para B1
B1 = 2427 ( 3 ) - 5461 = 1820 knm
Para C
2C = 2427 ( 4 ) ( 2 ) = 9708 = 9708 knm
Para B2
B2 = 2427 ( 4 ) - 9708 = 0 knm
B = B1 + B2 = 1820 knm
Fuerzas en los puntales
PA= A ( S ) = 5460 ( 2 ) = 10920 kn
PB = B ( S ) = 1820 ( 2 ) = 3640 kn
PC = C ( S ) = 9708 ( 2 ) = 19416 kn
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5460) ( 2sup2 ) = 273 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 2730 (1000) = 15826 cmsup3m
σadm 1725
80
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 1820 ) ( 2sup2 ) = 910 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 910 (1000) = 5275 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (9708) ( 2sup2 ) = 4854 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 4854 (1000) = 28139 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = frac12 ( -2427 xsup2)
M = 0
M = -1213 kn-m
1 le x le 3
En x = 3
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
120597119910
120597119909 frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
-2427 x + 5460 = 0 x = 225 m
81
A y B
En x = 225
M = 683 kn-m
3 le x le 5
En x = 5
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 ) + 1820 ( x ndash 3 )
M= -4853 kn-m
5 le x le 7
En x = 7
M = frac12( -2427 xsup2) + 5460 (x ndash 1) + 1820 (x ndash 3) + 9708 (x ndash 5)
M= 0 lb-ft
Mmax = 4853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 4853 ( 1000 ) = 28133 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 525 Diagrama de Momentos Caso 9
S
U
E
L
O
La figura 526 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
82
Fig
ura
52
6 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
83
510 Caso 10 Entibacioacuten en arcilla dura con 3 codales10
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 25 m
L3 = 25 m
L4 = 1 m
S= 3 m
Figura 527
Arena
γ= 18 knmsup3
φ= 0ordm
c= 35 knmsup2
Solucioacuten
Figura 528 Diagrama de presiones
de una arcilla dura
Diagrama de peck
γ H = ( 1800) ( 7 ) = 360
c 35
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 18 ) ( 7 ) = 378 knmsup2
10
Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 531
84
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 378 ) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B1
B1 = (378) ( 175 ) ndash 5402 + 3308 = 4520 knm
Para C
2C = (378) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B2
B2 = (378) ( 175 ) ndash ( 5402 ) + ( 3308 ) = 4520 knm
Para B
B = B1 + B2 = 4520 + 4520 = 9040 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Pb = B ( 5 ) = 9040 ( 3 ) = 27120 kN
Pc = C ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
85
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 9040 ) ( 3sup2 ) = 1017 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 1017 (1000) = 58957 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -360 kn-m
86
1 le x le 175
En x = 175
M = -378 xsup3 + 5402 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2122 kn-m
175 le x le 35
En x = 35
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 230
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
-378 x + 8709 = 0 x = 230 m
M = 2703 kn-m
35 le x le 525
En x = 525
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
M= 2122 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 469
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
-378 x + 17750 = 0 x = 469 m
M = 2703 kn-m
525 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 378 xsup3 - frac12( 378 ( x ndash 525 )sup2 )
6 ( 025 (7) )
M= -360 kn-m
6 le x le 7 M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 )
87
En x = 7
+ 5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 5402 ( x ndash 6 )
- frac12 ( 378 ( x ndash 525 )sup2 ) + 378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M= 0 kn-m
Mmax = 2703 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 2703 ( 1000 ) = 15669 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 529 Diagrama de Momentos Caso 10
S
U
E
L
O
La figura 530 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
88
Fig
ura
53
0 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
89
Una vez resueltos los ejercicios manualmente se obtuvo el resultado real y con el paquete
interactivo se obtuvo el resultado aproximado estos se comparan para mostrar la bondad del
programa GALA( Ver Tablas 51 a 510)
Caso 1
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 71 703 m 007 099
Longitud Total de
Tablestaca 121 1203 m 007 058
Momento Maacuteximo 20939 20957 kN-mm -018 -009
Seccioacuten Requerida 121738 121494 cmsup3m 244 020
Tabla 51 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 2
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 611 596 m 015 246
Longitud Total de
Tablestaca 1111 1096 m 015 135
Momento Maacuteximo ----- 2238 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 129742 cmsup3m ----- -----
Tabla 52 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 3
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 345 341 m 004 116
Longitud Total de
Tablestaca 895 891 m 004 045
Momento Maacuteximo 12742 12757 kN-mm -015 -012
Seccioacuten Requerida 74081 73759 cmsup3m 322 043
Tabla 53 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
90
Caso 4
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 533 53 m 003 056
Longitud Total de Tablestaca 1448 1445 m 003 021
Momento Maacuteximo ----- 35063 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 166967 cmsup3m ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 11487 11567 kN -08 -070
Separacioacuten entre Anclas ----- 086 m ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 1142 m ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 9968 kN ----- -----
Tabla 54 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 5
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 114 1136 ft 004 035
Longitud Total de Tablestaca 438 4376 ft 004 009
Momento Maacuteximo ----- 1383 kLb-ftft ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 663 insup3ft ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 629 314 kLb 315 5008
Separacioacuten entre Anclas ----- 527 ft ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 3475 ft ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 1657 kLb ----- -----
Tabla 55 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
91
Caso 6
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 2696 2697 kLb -001 -004
Fuerza en Puntal B 2097 2097 kLb 0 000
Fuerza en Puntal C 1198 1198 kLb 0 000
Fuerza en Puntal D 4793 4794 kLb -001 -002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 1294 394 insup3ft 9 6955
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 1048 307 insup3ft 741 7071
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 599 175 insup3ft 424 7078
Seccioacuten Requerida en
Larguero D 2301 701 insup3ft 16 6954
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 431 431 insup3ft 0 000
Tabla 56 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 7
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 273 273 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 91 91 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 4854 48534 kN 006 001
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 98913 98914 cmsup3m -001 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 32971 32971 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 17587 175846 cmsup3m 024 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 57 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
92
Caso 8
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 30689 30689 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 40514 40514 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 41344 41344 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 111194 111191 cmsup3m 003 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 146793 146791 cmsup3m 002 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 149801 149796 cmsup3m 005 000
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 22336 22547 cmsup3m -211 -094
Tabla 58 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 9
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 1092 1092 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 364 364 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 19416 19413 kN 003 002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 15826 15856 cmsup3m -03 -019
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 5275 5275 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 28139 28135 cmsup3m 004 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 59 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
93
Caso 10
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 16207 16207 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 2712 27122 kN -002 -001
Fuerza en Puntal C 16207 16207 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 58957 5896 cmsup3m -003 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 15669 15668 cmsup3m 001 001
Tabla 510 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Al revisar las comparaciones en el caso de tablestacado se obtubo un porcentaje alto el cual
se trata de la fuerza del ancla obtenida en el Caso 5 en el caacutelculo se encontroacute que se consideroacute
la DTeoacuterica en lugar de la D la cual ya estaacute afectada por el factor de seguridad demostrando
que el error se encuentra en el ejercicio resuelto manualmente
Los porcentajes de la profundidad de penetracioacuten de la tablestaca se consideran relativamente
altos pero hay que resaltar que su caacutelculo es por iteraciones y se busca un valor cerca del 0
mientras que el programa trata de resolver el valor lo maacutes cercano a 0 obteniendo asiacute maacutes
presicioacuten
En los casos de Entibacioacuten se presenta un error relativo que es un error fatal en el caacutelculo de
los largueros que ocurre en el Caso 6 esto fue inquietante puesto que el porcentaje resulta
superior al cincuenta por ciento esto obligoacute a revisar cuidadosamente el paquete en lo
94
referente a la conversioacuten de unidades en el cual su programacioacuten en el Sistema Ingleacutes que se
basa en el uso de factores de conversioacuten para resolver en Sistema Meacutetrico y asiacute regresar de
nuevo los valores en Sistema Ingleacutes
Se encontroacute un error dimensional el cual no se localizoacute pero se refleja en la seccioacuten requerida
en los largueros lo cual tambieacuten obligo a realizar una revisioacuten minuciosa en todos los
algoritmos del programa Obteniendo asiacute en la totalidad de los casos resueltos en Sistema
Ingleacutes y en Sistema Meacutetrico un factor de 001860 para la conversioacuten de cmsup3m a insup3ft Factor
que no se cumple en el caacutelculo de largueros realizado manualmente Se encontroacute que el valor
estaacute aumentado por 328 veces lo cual es el mismo valor de conversioacuten de metros a pies
demostrando la confiabilidad y bondad del programa GALA
Teniendo confianza en lo anterior se resuelven con el paquete aquellos casos cuando no
propone el elemento estructural que exista en el mercado En los casos analizados en este
estudio de Tablestacado siempre propone el elemento estructural pero en Entibacioacuten no
existen codales que cumplan las caracteriacutesticas que el ejercicio solicita por lo que es necesario
volver a calcular hasta encontrar la propuesta del programa de un codal adecuado
simplemente modificando la separacioacuten horizontal entre ellos en el caso de no llegar a
solucionarse asiacute el problema se recomienda modificar las separaciones verticales entre
codales respetando el uacuteltimo valor de separacioacuten entre la plantilla de la excavacioacuten y el uacuteltimo
codal
95
Fig
ura
53
1 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 6
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
96
Fig
ura
53
2 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 7
y C
aso
9 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
97
Fig
ura
53
3 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 8
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
98
Fig
ura
53
4 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 1
0 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
Page 20
63
Pc= C ( S ) = 149811 ( 8 ) = 11985 lb
Pd= D ( S ) = 599244 ( 8 ) = 47939 lb
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 337075 ) ( 8sup2 ) = 26966 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 26966 ( 12 ) = 1294 insup3ft
σadm 25000
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 262169 ) ( 8sup2 ) = 209735 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 209735 ( 12 ) = 1048 insup3ft
σadm 25000
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (149811) ( 8sup2 ) = 119849 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 209735 ( 12 ) = 599 insup3ft
σadm 25000
64
En D
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (599244) ( 8sup2 ) = 479395 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 479395 ( 12 ) = 2301 insup3ft
σadm 25000
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 3
En x = 0
En x = 3
M = frac12 ( -49937 xsup2)
M = 0
M = -224716 lb-ft
3 le x le 9
En x = 9
M = frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 )
M = 0 lb-ft
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 675
120597119910
120597119909 frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 )
-49937 x + 337075 = 0 x = 675 ft
M = 126403 lb-ft
9 le x le 15
En x = 15
frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 ) + 262169 ( x ndash 9 )
M= 0 lb-ft
Momento maacuteximo 120597119910
120597119909 frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 ) + 262169 ( x ndash 9 )
65
entre el puntal
B y C
En x = 12
-49937 x + 337075 +262169 = 0 x = 12 ft
M = 224716 lb-ft
15 le x le 21
En x = 21
frac12( -49937 xsup2) + 337075 (x ndash 3) + 262169 (x ndash 9) + 149811 (x ndash 15)
M= -888964 lb-ft
21 le x le 27
En x = 21
M = frac12( -49937 xsup2) + 337075 (x ndash 3) + 262169 (x ndash 9) + 149811 (x ndash
15) + 599244 (x- 21)
M= 0 lb-ft
Mmax = 888964 lb-ft
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 888964 ( 12 ) = 431 insup3ft
σadm 25000
Diagrama de momentos
E
X
C
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 513 Diagrama de Momentos Caso 6
S
U
E
L
O
La figura 514 muestra la solucioacuten de caso 6 resuelto en el programa GALA
66
Fig
ura
51
4 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
67
57 Caso 7 Entibacioacuten en suelo arenoso con tres codales7
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en un suelo arenoso
L1 = 1 m
L= 7 m L2 = 2 m
L3 = 2 m
L4 = 2 m
S= 5 m
Figura 515
Arena
γ = 16 knmsup3
φ = 30deg
c = 0
Solucioacuten
Figura 516 Diagrama de
presiones en arena
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
065 ( 16 ) ( 7 ) tansup2 ( 45 - 302 ) = 2427 knmsup2
7 Braja M Das Fundamentos de Ingenieriacutea Geoteacutecnica primera edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 479
68
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
2A = ( 2427 ) ( 3115 ) = 5461 kNm
Para B1
B1 = 2427 ( 3 ) - 5461 = 1820 kNm
Para C
2C = 2427 ( 4 ) ( 2 ) = 9708 kNm
Para B2
B2 = 2427 ( 4 ) - 9708 = 0 kNm
B= B1+B2= 1820 kNm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa= A ( 5 ) = 5460 ( 5 )= 27300 kN
Pb= B ( 5 ) = 1820 ( 5 ) = 9100 kN
Pc= C ( 5 ) = 9708 ( 5 ) = 48540 Kn
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5460) ( 5sup2 ) = 17063 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 17063 (1000) = 98913 cmsup3m
σadm 1725
69
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 1820 ) ( 5sup2 ) = 5686 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 5686 (1000) = 32971 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (9708) ( 5sup2 ) = 30334 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 30334 (1000) = 175870 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = frac12 ( -2427 xsup2)
M = 0
M = -1213 kn-m
1 le x le 3
En x = 3
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
120597119910
120597119909 frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
70
A y B
En x = 225
-2427 x + 5460 = 0 x = 225 m
M = 683 kn-m
3 le x le 5
En x = 5
frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 ) + 1820 ( x ndash 3 )
M= -4853 kn-m
5 le x le 7
En x = 7
frac12( -2427 xsup2) + 5460 (x ndash 1) + 1820 (x ndash 3) + 9708 (x ndash 5)
M= 0 lb-ft
Mmax = 4853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 4853 ( 1000 ) = 28133 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 517 Diagrama de Momentos Caso 7
S
U
E
L
O
La figura 518 muestra la solucioacuten de caso 7 resuelto en el programa GALA
71
Fig
ura
51
8 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
72
58 Caso 8 Entibacioacuten en arcilla suave o blanda con 3 codales8
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1m
L= 7m L2 = 3m
L3 = 2m
L4 = 1m
S= 5 m
Figura 519
Arcilla suave
γ= 1750 knmsup3
φ= 0ordm
c= 30 knmsup2
Solucioacuten
Figura 520 Diagrama de presiones
de una arcilla suave o blanda
Diagrama de peck
γ H = ( 1750 ) ( 7 ) = 408
c 30
Pa= γ H ( 1 - 4Cu ) = ( 1750 ) ( 7 ) ( 1 ndash 4 ( 30 ) = 250 knmsup2
γ H 1750 ( 7 )
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 1750 ) ( 7 ) = 3675 knmsup2
8 Braja M Das Fundamentos de Ingenieriacutea Geoteacutecnica primera edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 492
73
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 3675 ) ( 225 ) ( 1125 ) + ( 283 ) ( 3216 ) = 6138 knm
Para B1
B1 = ( 3675 ) ( 225 ) ndash 6138 + 3216 = 5347 knm
Para C
2C = ( 3675 ) ( 3 ) ( 15 ) = 8269 knm
Para B2
B2 = ( 3675 ) ( 3 ) ndash 8269 = 2756 knm
Para B
B = B1 + B2 = 5347 + 2756 = 8103 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 6138 ( 5 ) = 30689 kN
Pb = B ( 5 ) = 8103 ( 5 ) = 40514 kN
Pc = C ( 5 ) = 8269 ( 5 ) = 41345 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 6138) ( 5sup2 ) = 19181 kn-m
8 8
74
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 19181 (1000) = 111194 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 8103 ) ( 5sup2 ) = 25322 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 25322 (1000) = 146793 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (8269) ( 5sup2 ) = 25141 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 25841 (1000) = 149801 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -3675 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -350 kn-m
75
1 le x le 175
En x = 175
M = -3675 xsup3 + 6138 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2728 kn-m
175 le x le 4
En x = 4
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 254
120597119910
120597119909 [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
6138 ( x ndash 1 )
-3675 x + 9353 = 0 x = 254 m
M = 3889 kn-m
4 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 )
M= -1838 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 475
120597119910
120597119909 [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 )
-3675 x + 17456 = 0 x = 475 m
M = 1034 kn-m
6 le x le 7
En x = 7
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 ) + 5347 ( x ndash 6 )
M= 0 kn-m
76
Mmax = 3853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 3853 ( 1000 ) = 22336 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 521 Diagrama de Momentos Caso 8
S
U
E
L
O
La figura 522 muestra la solucioacuten del caso 8 resuelto en el programa GALA
77
Fig
ura
52
2 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
78
59 Caso 9 Entibacioacuten en suelo arenoso con tres puntales9
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arenoso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 2 m
L3 = 2 m
L4 = 2 m
S= 2 m
Solucioacuten
Figura 523
Arena
γ= 16 knmsup3
φ= 30ordm
c= 0 knmsup2
Figura 524 Diagrama de
presiones en arena
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
065 ( 16 ) ( 7 ) tansup2 ( 45 - 302 ) = 2427 knmsup2
9 Braja M Das Principles of Geotechnical Engineering third edition Editorial ITP1994 paacuteg 452
79
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
2A = ( 2427 ) ( 3115 ) = 5461 knm
Para B1
B1 = 2427 ( 3 ) - 5461 = 1820 knm
Para C
2C = 2427 ( 4 ) ( 2 ) = 9708 = 9708 knm
Para B2
B2 = 2427 ( 4 ) - 9708 = 0 knm
B = B1 + B2 = 1820 knm
Fuerzas en los puntales
PA= A ( S ) = 5460 ( 2 ) = 10920 kn
PB = B ( S ) = 1820 ( 2 ) = 3640 kn
PC = C ( S ) = 9708 ( 2 ) = 19416 kn
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5460) ( 2sup2 ) = 273 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 2730 (1000) = 15826 cmsup3m
σadm 1725
80
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 1820 ) ( 2sup2 ) = 910 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 910 (1000) = 5275 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (9708) ( 2sup2 ) = 4854 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 4854 (1000) = 28139 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = frac12 ( -2427 xsup2)
M = 0
M = -1213 kn-m
1 le x le 3
En x = 3
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
120597119910
120597119909 frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
-2427 x + 5460 = 0 x = 225 m
81
A y B
En x = 225
M = 683 kn-m
3 le x le 5
En x = 5
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 ) + 1820 ( x ndash 3 )
M= -4853 kn-m
5 le x le 7
En x = 7
M = frac12( -2427 xsup2) + 5460 (x ndash 1) + 1820 (x ndash 3) + 9708 (x ndash 5)
M= 0 lb-ft
Mmax = 4853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 4853 ( 1000 ) = 28133 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 525 Diagrama de Momentos Caso 9
S
U
E
L
O
La figura 526 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
82
Fig
ura
52
6 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
83
510 Caso 10 Entibacioacuten en arcilla dura con 3 codales10
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 25 m
L3 = 25 m
L4 = 1 m
S= 3 m
Figura 527
Arena
γ= 18 knmsup3
φ= 0ordm
c= 35 knmsup2
Solucioacuten
Figura 528 Diagrama de presiones
de una arcilla dura
Diagrama de peck
γ H = ( 1800) ( 7 ) = 360
c 35
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 18 ) ( 7 ) = 378 knmsup2
10
Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 531
84
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 378 ) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B1
B1 = (378) ( 175 ) ndash 5402 + 3308 = 4520 knm
Para C
2C = (378) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B2
B2 = (378) ( 175 ) ndash ( 5402 ) + ( 3308 ) = 4520 knm
Para B
B = B1 + B2 = 4520 + 4520 = 9040 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Pb = B ( 5 ) = 9040 ( 3 ) = 27120 kN
Pc = C ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
85
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 9040 ) ( 3sup2 ) = 1017 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 1017 (1000) = 58957 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -360 kn-m
86
1 le x le 175
En x = 175
M = -378 xsup3 + 5402 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2122 kn-m
175 le x le 35
En x = 35
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 230
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
-378 x + 8709 = 0 x = 230 m
M = 2703 kn-m
35 le x le 525
En x = 525
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
M= 2122 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 469
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
-378 x + 17750 = 0 x = 469 m
M = 2703 kn-m
525 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 378 xsup3 - frac12( 378 ( x ndash 525 )sup2 )
6 ( 025 (7) )
M= -360 kn-m
6 le x le 7 M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 )
87
En x = 7
+ 5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 5402 ( x ndash 6 )
- frac12 ( 378 ( x ndash 525 )sup2 ) + 378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M= 0 kn-m
Mmax = 2703 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 2703 ( 1000 ) = 15669 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 529 Diagrama de Momentos Caso 10
S
U
E
L
O
La figura 530 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
88
Fig
ura
53
0 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
89
Una vez resueltos los ejercicios manualmente se obtuvo el resultado real y con el paquete
interactivo se obtuvo el resultado aproximado estos se comparan para mostrar la bondad del
programa GALA( Ver Tablas 51 a 510)
Caso 1
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 71 703 m 007 099
Longitud Total de
Tablestaca 121 1203 m 007 058
Momento Maacuteximo 20939 20957 kN-mm -018 -009
Seccioacuten Requerida 121738 121494 cmsup3m 244 020
Tabla 51 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 2
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 611 596 m 015 246
Longitud Total de
Tablestaca 1111 1096 m 015 135
Momento Maacuteximo ----- 2238 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 129742 cmsup3m ----- -----
Tabla 52 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 3
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 345 341 m 004 116
Longitud Total de
Tablestaca 895 891 m 004 045
Momento Maacuteximo 12742 12757 kN-mm -015 -012
Seccioacuten Requerida 74081 73759 cmsup3m 322 043
Tabla 53 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
90
Caso 4
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 533 53 m 003 056
Longitud Total de Tablestaca 1448 1445 m 003 021
Momento Maacuteximo ----- 35063 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 166967 cmsup3m ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 11487 11567 kN -08 -070
Separacioacuten entre Anclas ----- 086 m ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 1142 m ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 9968 kN ----- -----
Tabla 54 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 5
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 114 1136 ft 004 035
Longitud Total de Tablestaca 438 4376 ft 004 009
Momento Maacuteximo ----- 1383 kLb-ftft ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 663 insup3ft ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 629 314 kLb 315 5008
Separacioacuten entre Anclas ----- 527 ft ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 3475 ft ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 1657 kLb ----- -----
Tabla 55 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
91
Caso 6
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 2696 2697 kLb -001 -004
Fuerza en Puntal B 2097 2097 kLb 0 000
Fuerza en Puntal C 1198 1198 kLb 0 000
Fuerza en Puntal D 4793 4794 kLb -001 -002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 1294 394 insup3ft 9 6955
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 1048 307 insup3ft 741 7071
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 599 175 insup3ft 424 7078
Seccioacuten Requerida en
Larguero D 2301 701 insup3ft 16 6954
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 431 431 insup3ft 0 000
Tabla 56 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 7
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 273 273 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 91 91 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 4854 48534 kN 006 001
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 98913 98914 cmsup3m -001 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 32971 32971 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 17587 175846 cmsup3m 024 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 57 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
92
Caso 8
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 30689 30689 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 40514 40514 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 41344 41344 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 111194 111191 cmsup3m 003 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 146793 146791 cmsup3m 002 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 149801 149796 cmsup3m 005 000
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 22336 22547 cmsup3m -211 -094
Tabla 58 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 9
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 1092 1092 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 364 364 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 19416 19413 kN 003 002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 15826 15856 cmsup3m -03 -019
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 5275 5275 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 28139 28135 cmsup3m 004 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 59 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
93
Caso 10
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 16207 16207 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 2712 27122 kN -002 -001
Fuerza en Puntal C 16207 16207 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 58957 5896 cmsup3m -003 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 15669 15668 cmsup3m 001 001
Tabla 510 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Al revisar las comparaciones en el caso de tablestacado se obtubo un porcentaje alto el cual
se trata de la fuerza del ancla obtenida en el Caso 5 en el caacutelculo se encontroacute que se consideroacute
la DTeoacuterica en lugar de la D la cual ya estaacute afectada por el factor de seguridad demostrando
que el error se encuentra en el ejercicio resuelto manualmente
Los porcentajes de la profundidad de penetracioacuten de la tablestaca se consideran relativamente
altos pero hay que resaltar que su caacutelculo es por iteraciones y se busca un valor cerca del 0
mientras que el programa trata de resolver el valor lo maacutes cercano a 0 obteniendo asiacute maacutes
presicioacuten
En los casos de Entibacioacuten se presenta un error relativo que es un error fatal en el caacutelculo de
los largueros que ocurre en el Caso 6 esto fue inquietante puesto que el porcentaje resulta
superior al cincuenta por ciento esto obligoacute a revisar cuidadosamente el paquete en lo
94
referente a la conversioacuten de unidades en el cual su programacioacuten en el Sistema Ingleacutes que se
basa en el uso de factores de conversioacuten para resolver en Sistema Meacutetrico y asiacute regresar de
nuevo los valores en Sistema Ingleacutes
Se encontroacute un error dimensional el cual no se localizoacute pero se refleja en la seccioacuten requerida
en los largueros lo cual tambieacuten obligo a realizar una revisioacuten minuciosa en todos los
algoritmos del programa Obteniendo asiacute en la totalidad de los casos resueltos en Sistema
Ingleacutes y en Sistema Meacutetrico un factor de 001860 para la conversioacuten de cmsup3m a insup3ft Factor
que no se cumple en el caacutelculo de largueros realizado manualmente Se encontroacute que el valor
estaacute aumentado por 328 veces lo cual es el mismo valor de conversioacuten de metros a pies
demostrando la confiabilidad y bondad del programa GALA
Teniendo confianza en lo anterior se resuelven con el paquete aquellos casos cuando no
propone el elemento estructural que exista en el mercado En los casos analizados en este
estudio de Tablestacado siempre propone el elemento estructural pero en Entibacioacuten no
existen codales que cumplan las caracteriacutesticas que el ejercicio solicita por lo que es necesario
volver a calcular hasta encontrar la propuesta del programa de un codal adecuado
simplemente modificando la separacioacuten horizontal entre ellos en el caso de no llegar a
solucionarse asiacute el problema se recomienda modificar las separaciones verticales entre
codales respetando el uacuteltimo valor de separacioacuten entre la plantilla de la excavacioacuten y el uacuteltimo
codal
95
Fig
ura
53
1 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 6
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
96
Fig
ura
53
2 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 7
y C
aso
9 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
97
Fig
ura
53
3 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 8
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
98
Fig
ura
53
4 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 1
0 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
Page 21
64
En D
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (599244) ( 8sup2 ) = 479395 lb-ft
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 479395 ( 12 ) = 2301 insup3ft
σadm 25000
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 3
En x = 0
En x = 3
M = frac12 ( -49937 xsup2)
M = 0
M = -224716 lb-ft
3 le x le 9
En x = 9
M = frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 )
M = 0 lb-ft
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 675
120597119910
120597119909 frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 )
-49937 x + 337075 = 0 x = 675 ft
M = 126403 lb-ft
9 le x le 15
En x = 15
frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 ) + 262169 ( x ndash 9 )
M= 0 lb-ft
Momento maacuteximo 120597119910
120597119909 frac12 ( -49937 xsup2) + 337075 ( x ndash 3 ) + 262169 ( x ndash 9 )
65
entre el puntal
B y C
En x = 12
-49937 x + 337075 +262169 = 0 x = 12 ft
M = 224716 lb-ft
15 le x le 21
En x = 21
frac12( -49937 xsup2) + 337075 (x ndash 3) + 262169 (x ndash 9) + 149811 (x ndash 15)
M= -888964 lb-ft
21 le x le 27
En x = 21
M = frac12( -49937 xsup2) + 337075 (x ndash 3) + 262169 (x ndash 9) + 149811 (x ndash
15) + 599244 (x- 21)
M= 0 lb-ft
Mmax = 888964 lb-ft
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 888964 ( 12 ) = 431 insup3ft
σadm 25000
Diagrama de momentos
E
X
C
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 513 Diagrama de Momentos Caso 6
S
U
E
L
O
La figura 514 muestra la solucioacuten de caso 6 resuelto en el programa GALA
66
Fig
ura
51
4 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
67
57 Caso 7 Entibacioacuten en suelo arenoso con tres codales7
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en un suelo arenoso
L1 = 1 m
L= 7 m L2 = 2 m
L3 = 2 m
L4 = 2 m
S= 5 m
Figura 515
Arena
γ = 16 knmsup3
φ = 30deg
c = 0
Solucioacuten
Figura 516 Diagrama de
presiones en arena
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
065 ( 16 ) ( 7 ) tansup2 ( 45 - 302 ) = 2427 knmsup2
7 Braja M Das Fundamentos de Ingenieriacutea Geoteacutecnica primera edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 479
68
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
2A = ( 2427 ) ( 3115 ) = 5461 kNm
Para B1
B1 = 2427 ( 3 ) - 5461 = 1820 kNm
Para C
2C = 2427 ( 4 ) ( 2 ) = 9708 kNm
Para B2
B2 = 2427 ( 4 ) - 9708 = 0 kNm
B= B1+B2= 1820 kNm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa= A ( 5 ) = 5460 ( 5 )= 27300 kN
Pb= B ( 5 ) = 1820 ( 5 ) = 9100 kN
Pc= C ( 5 ) = 9708 ( 5 ) = 48540 Kn
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5460) ( 5sup2 ) = 17063 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 17063 (1000) = 98913 cmsup3m
σadm 1725
69
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 1820 ) ( 5sup2 ) = 5686 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 5686 (1000) = 32971 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (9708) ( 5sup2 ) = 30334 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 30334 (1000) = 175870 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = frac12 ( -2427 xsup2)
M = 0
M = -1213 kn-m
1 le x le 3
En x = 3
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
120597119910
120597119909 frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
70
A y B
En x = 225
-2427 x + 5460 = 0 x = 225 m
M = 683 kn-m
3 le x le 5
En x = 5
frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 ) + 1820 ( x ndash 3 )
M= -4853 kn-m
5 le x le 7
En x = 7
frac12( -2427 xsup2) + 5460 (x ndash 1) + 1820 (x ndash 3) + 9708 (x ndash 5)
M= 0 lb-ft
Mmax = 4853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 4853 ( 1000 ) = 28133 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 517 Diagrama de Momentos Caso 7
S
U
E
L
O
La figura 518 muestra la solucioacuten de caso 7 resuelto en el programa GALA
71
Fig
ura
51
8 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
72
58 Caso 8 Entibacioacuten en arcilla suave o blanda con 3 codales8
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1m
L= 7m L2 = 3m
L3 = 2m
L4 = 1m
S= 5 m
Figura 519
Arcilla suave
γ= 1750 knmsup3
φ= 0ordm
c= 30 knmsup2
Solucioacuten
Figura 520 Diagrama de presiones
de una arcilla suave o blanda
Diagrama de peck
γ H = ( 1750 ) ( 7 ) = 408
c 30
Pa= γ H ( 1 - 4Cu ) = ( 1750 ) ( 7 ) ( 1 ndash 4 ( 30 ) = 250 knmsup2
γ H 1750 ( 7 )
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 1750 ) ( 7 ) = 3675 knmsup2
8 Braja M Das Fundamentos de Ingenieriacutea Geoteacutecnica primera edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 492
73
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 3675 ) ( 225 ) ( 1125 ) + ( 283 ) ( 3216 ) = 6138 knm
Para B1
B1 = ( 3675 ) ( 225 ) ndash 6138 + 3216 = 5347 knm
Para C
2C = ( 3675 ) ( 3 ) ( 15 ) = 8269 knm
Para B2
B2 = ( 3675 ) ( 3 ) ndash 8269 = 2756 knm
Para B
B = B1 + B2 = 5347 + 2756 = 8103 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 6138 ( 5 ) = 30689 kN
Pb = B ( 5 ) = 8103 ( 5 ) = 40514 kN
Pc = C ( 5 ) = 8269 ( 5 ) = 41345 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 6138) ( 5sup2 ) = 19181 kn-m
8 8
74
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 19181 (1000) = 111194 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 8103 ) ( 5sup2 ) = 25322 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 25322 (1000) = 146793 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (8269) ( 5sup2 ) = 25141 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 25841 (1000) = 149801 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -3675 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -350 kn-m
75
1 le x le 175
En x = 175
M = -3675 xsup3 + 6138 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2728 kn-m
175 le x le 4
En x = 4
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 254
120597119910
120597119909 [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
6138 ( x ndash 1 )
-3675 x + 9353 = 0 x = 254 m
M = 3889 kn-m
4 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 )
M= -1838 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 475
120597119910
120597119909 [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 )
-3675 x + 17456 = 0 x = 475 m
M = 1034 kn-m
6 le x le 7
En x = 7
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 ) + 5347 ( x ndash 6 )
M= 0 kn-m
76
Mmax = 3853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 3853 ( 1000 ) = 22336 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 521 Diagrama de Momentos Caso 8
S
U
E
L
O
La figura 522 muestra la solucioacuten del caso 8 resuelto en el programa GALA
77
Fig
ura
52
2 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
78
59 Caso 9 Entibacioacuten en suelo arenoso con tres puntales9
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arenoso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 2 m
L3 = 2 m
L4 = 2 m
S= 2 m
Solucioacuten
Figura 523
Arena
γ= 16 knmsup3
φ= 30ordm
c= 0 knmsup2
Figura 524 Diagrama de
presiones en arena
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
065 ( 16 ) ( 7 ) tansup2 ( 45 - 302 ) = 2427 knmsup2
9 Braja M Das Principles of Geotechnical Engineering third edition Editorial ITP1994 paacuteg 452
79
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
2A = ( 2427 ) ( 3115 ) = 5461 knm
Para B1
B1 = 2427 ( 3 ) - 5461 = 1820 knm
Para C
2C = 2427 ( 4 ) ( 2 ) = 9708 = 9708 knm
Para B2
B2 = 2427 ( 4 ) - 9708 = 0 knm
B = B1 + B2 = 1820 knm
Fuerzas en los puntales
PA= A ( S ) = 5460 ( 2 ) = 10920 kn
PB = B ( S ) = 1820 ( 2 ) = 3640 kn
PC = C ( S ) = 9708 ( 2 ) = 19416 kn
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5460) ( 2sup2 ) = 273 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 2730 (1000) = 15826 cmsup3m
σadm 1725
80
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 1820 ) ( 2sup2 ) = 910 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 910 (1000) = 5275 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (9708) ( 2sup2 ) = 4854 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 4854 (1000) = 28139 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = frac12 ( -2427 xsup2)
M = 0
M = -1213 kn-m
1 le x le 3
En x = 3
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
120597119910
120597119909 frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
-2427 x + 5460 = 0 x = 225 m
81
A y B
En x = 225
M = 683 kn-m
3 le x le 5
En x = 5
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 ) + 1820 ( x ndash 3 )
M= -4853 kn-m
5 le x le 7
En x = 7
M = frac12( -2427 xsup2) + 5460 (x ndash 1) + 1820 (x ndash 3) + 9708 (x ndash 5)
M= 0 lb-ft
Mmax = 4853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 4853 ( 1000 ) = 28133 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 525 Diagrama de Momentos Caso 9
S
U
E
L
O
La figura 526 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
82
Fig
ura
52
6 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
83
510 Caso 10 Entibacioacuten en arcilla dura con 3 codales10
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 25 m
L3 = 25 m
L4 = 1 m
S= 3 m
Figura 527
Arena
γ= 18 knmsup3
φ= 0ordm
c= 35 knmsup2
Solucioacuten
Figura 528 Diagrama de presiones
de una arcilla dura
Diagrama de peck
γ H = ( 1800) ( 7 ) = 360
c 35
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 18 ) ( 7 ) = 378 knmsup2
10
Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 531
84
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 378 ) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B1
B1 = (378) ( 175 ) ndash 5402 + 3308 = 4520 knm
Para C
2C = (378) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B2
B2 = (378) ( 175 ) ndash ( 5402 ) + ( 3308 ) = 4520 knm
Para B
B = B1 + B2 = 4520 + 4520 = 9040 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Pb = B ( 5 ) = 9040 ( 3 ) = 27120 kN
Pc = C ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
85
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 9040 ) ( 3sup2 ) = 1017 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 1017 (1000) = 58957 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -360 kn-m
86
1 le x le 175
En x = 175
M = -378 xsup3 + 5402 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2122 kn-m
175 le x le 35
En x = 35
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 230
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
-378 x + 8709 = 0 x = 230 m
M = 2703 kn-m
35 le x le 525
En x = 525
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
M= 2122 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 469
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
-378 x + 17750 = 0 x = 469 m
M = 2703 kn-m
525 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 378 xsup3 - frac12( 378 ( x ndash 525 )sup2 )
6 ( 025 (7) )
M= -360 kn-m
6 le x le 7 M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 )
87
En x = 7
+ 5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 5402 ( x ndash 6 )
- frac12 ( 378 ( x ndash 525 )sup2 ) + 378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M= 0 kn-m
Mmax = 2703 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 2703 ( 1000 ) = 15669 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 529 Diagrama de Momentos Caso 10
S
U
E
L
O
La figura 530 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
88
Fig
ura
53
0 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
89
Una vez resueltos los ejercicios manualmente se obtuvo el resultado real y con el paquete
interactivo se obtuvo el resultado aproximado estos se comparan para mostrar la bondad del
programa GALA( Ver Tablas 51 a 510)
Caso 1
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 71 703 m 007 099
Longitud Total de
Tablestaca 121 1203 m 007 058
Momento Maacuteximo 20939 20957 kN-mm -018 -009
Seccioacuten Requerida 121738 121494 cmsup3m 244 020
Tabla 51 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 2
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 611 596 m 015 246
Longitud Total de
Tablestaca 1111 1096 m 015 135
Momento Maacuteximo ----- 2238 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 129742 cmsup3m ----- -----
Tabla 52 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 3
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 345 341 m 004 116
Longitud Total de
Tablestaca 895 891 m 004 045
Momento Maacuteximo 12742 12757 kN-mm -015 -012
Seccioacuten Requerida 74081 73759 cmsup3m 322 043
Tabla 53 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
90
Caso 4
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 533 53 m 003 056
Longitud Total de Tablestaca 1448 1445 m 003 021
Momento Maacuteximo ----- 35063 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 166967 cmsup3m ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 11487 11567 kN -08 -070
Separacioacuten entre Anclas ----- 086 m ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 1142 m ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 9968 kN ----- -----
Tabla 54 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 5
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 114 1136 ft 004 035
Longitud Total de Tablestaca 438 4376 ft 004 009
Momento Maacuteximo ----- 1383 kLb-ftft ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 663 insup3ft ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 629 314 kLb 315 5008
Separacioacuten entre Anclas ----- 527 ft ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 3475 ft ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 1657 kLb ----- -----
Tabla 55 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
91
Caso 6
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 2696 2697 kLb -001 -004
Fuerza en Puntal B 2097 2097 kLb 0 000
Fuerza en Puntal C 1198 1198 kLb 0 000
Fuerza en Puntal D 4793 4794 kLb -001 -002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 1294 394 insup3ft 9 6955
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 1048 307 insup3ft 741 7071
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 599 175 insup3ft 424 7078
Seccioacuten Requerida en
Larguero D 2301 701 insup3ft 16 6954
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 431 431 insup3ft 0 000
Tabla 56 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 7
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 273 273 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 91 91 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 4854 48534 kN 006 001
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 98913 98914 cmsup3m -001 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 32971 32971 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 17587 175846 cmsup3m 024 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 57 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
92
Caso 8
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 30689 30689 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 40514 40514 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 41344 41344 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 111194 111191 cmsup3m 003 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 146793 146791 cmsup3m 002 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 149801 149796 cmsup3m 005 000
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 22336 22547 cmsup3m -211 -094
Tabla 58 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 9
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 1092 1092 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 364 364 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 19416 19413 kN 003 002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 15826 15856 cmsup3m -03 -019
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 5275 5275 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 28139 28135 cmsup3m 004 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 59 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
93
Caso 10
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 16207 16207 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 2712 27122 kN -002 -001
Fuerza en Puntal C 16207 16207 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 58957 5896 cmsup3m -003 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 15669 15668 cmsup3m 001 001
Tabla 510 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Al revisar las comparaciones en el caso de tablestacado se obtubo un porcentaje alto el cual
se trata de la fuerza del ancla obtenida en el Caso 5 en el caacutelculo se encontroacute que se consideroacute
la DTeoacuterica en lugar de la D la cual ya estaacute afectada por el factor de seguridad demostrando
que el error se encuentra en el ejercicio resuelto manualmente
Los porcentajes de la profundidad de penetracioacuten de la tablestaca se consideran relativamente
altos pero hay que resaltar que su caacutelculo es por iteraciones y se busca un valor cerca del 0
mientras que el programa trata de resolver el valor lo maacutes cercano a 0 obteniendo asiacute maacutes
presicioacuten
En los casos de Entibacioacuten se presenta un error relativo que es un error fatal en el caacutelculo de
los largueros que ocurre en el Caso 6 esto fue inquietante puesto que el porcentaje resulta
superior al cincuenta por ciento esto obligoacute a revisar cuidadosamente el paquete en lo
94
referente a la conversioacuten de unidades en el cual su programacioacuten en el Sistema Ingleacutes que se
basa en el uso de factores de conversioacuten para resolver en Sistema Meacutetrico y asiacute regresar de
nuevo los valores en Sistema Ingleacutes
Se encontroacute un error dimensional el cual no se localizoacute pero se refleja en la seccioacuten requerida
en los largueros lo cual tambieacuten obligo a realizar una revisioacuten minuciosa en todos los
algoritmos del programa Obteniendo asiacute en la totalidad de los casos resueltos en Sistema
Ingleacutes y en Sistema Meacutetrico un factor de 001860 para la conversioacuten de cmsup3m a insup3ft Factor
que no se cumple en el caacutelculo de largueros realizado manualmente Se encontroacute que el valor
estaacute aumentado por 328 veces lo cual es el mismo valor de conversioacuten de metros a pies
demostrando la confiabilidad y bondad del programa GALA
Teniendo confianza en lo anterior se resuelven con el paquete aquellos casos cuando no
propone el elemento estructural que exista en el mercado En los casos analizados en este
estudio de Tablestacado siempre propone el elemento estructural pero en Entibacioacuten no
existen codales que cumplan las caracteriacutesticas que el ejercicio solicita por lo que es necesario
volver a calcular hasta encontrar la propuesta del programa de un codal adecuado
simplemente modificando la separacioacuten horizontal entre ellos en el caso de no llegar a
solucionarse asiacute el problema se recomienda modificar las separaciones verticales entre
codales respetando el uacuteltimo valor de separacioacuten entre la plantilla de la excavacioacuten y el uacuteltimo
codal
95
Fig
ura
53
1 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 6
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
96
Fig
ura
53
2 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 7
y C
aso
9 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
97
Fig
ura
53
3 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 8
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
98
Fig
ura
53
4 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 1
0 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
Page 22
65
entre el puntal
B y C
En x = 12
-49937 x + 337075 +262169 = 0 x = 12 ft
M = 224716 lb-ft
15 le x le 21
En x = 21
frac12( -49937 xsup2) + 337075 (x ndash 3) + 262169 (x ndash 9) + 149811 (x ndash 15)
M= -888964 lb-ft
21 le x le 27
En x = 21
M = frac12( -49937 xsup2) + 337075 (x ndash 3) + 262169 (x ndash 9) + 149811 (x ndash
15) + 599244 (x- 21)
M= 0 lb-ft
Mmax = 888964 lb-ft
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 888964 ( 12 ) = 431 insup3ft
σadm 25000
Diagrama de momentos
E
X
C
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 513 Diagrama de Momentos Caso 6
S
U
E
L
O
La figura 514 muestra la solucioacuten de caso 6 resuelto en el programa GALA
66
Fig
ura
51
4 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
67
57 Caso 7 Entibacioacuten en suelo arenoso con tres codales7
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en un suelo arenoso
L1 = 1 m
L= 7 m L2 = 2 m
L3 = 2 m
L4 = 2 m
S= 5 m
Figura 515
Arena
γ = 16 knmsup3
φ = 30deg
c = 0
Solucioacuten
Figura 516 Diagrama de
presiones en arena
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
065 ( 16 ) ( 7 ) tansup2 ( 45 - 302 ) = 2427 knmsup2
7 Braja M Das Fundamentos de Ingenieriacutea Geoteacutecnica primera edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 479
68
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
2A = ( 2427 ) ( 3115 ) = 5461 kNm
Para B1
B1 = 2427 ( 3 ) - 5461 = 1820 kNm
Para C
2C = 2427 ( 4 ) ( 2 ) = 9708 kNm
Para B2
B2 = 2427 ( 4 ) - 9708 = 0 kNm
B= B1+B2= 1820 kNm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa= A ( 5 ) = 5460 ( 5 )= 27300 kN
Pb= B ( 5 ) = 1820 ( 5 ) = 9100 kN
Pc= C ( 5 ) = 9708 ( 5 ) = 48540 Kn
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5460) ( 5sup2 ) = 17063 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 17063 (1000) = 98913 cmsup3m
σadm 1725
69
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 1820 ) ( 5sup2 ) = 5686 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 5686 (1000) = 32971 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (9708) ( 5sup2 ) = 30334 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 30334 (1000) = 175870 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = frac12 ( -2427 xsup2)
M = 0
M = -1213 kn-m
1 le x le 3
En x = 3
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
120597119910
120597119909 frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
70
A y B
En x = 225
-2427 x + 5460 = 0 x = 225 m
M = 683 kn-m
3 le x le 5
En x = 5
frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 ) + 1820 ( x ndash 3 )
M= -4853 kn-m
5 le x le 7
En x = 7
frac12( -2427 xsup2) + 5460 (x ndash 1) + 1820 (x ndash 3) + 9708 (x ndash 5)
M= 0 lb-ft
Mmax = 4853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 4853 ( 1000 ) = 28133 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 517 Diagrama de Momentos Caso 7
S
U
E
L
O
La figura 518 muestra la solucioacuten de caso 7 resuelto en el programa GALA
71
Fig
ura
51
8 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
72
58 Caso 8 Entibacioacuten en arcilla suave o blanda con 3 codales8
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1m
L= 7m L2 = 3m
L3 = 2m
L4 = 1m
S= 5 m
Figura 519
Arcilla suave
γ= 1750 knmsup3
φ= 0ordm
c= 30 knmsup2
Solucioacuten
Figura 520 Diagrama de presiones
de una arcilla suave o blanda
Diagrama de peck
γ H = ( 1750 ) ( 7 ) = 408
c 30
Pa= γ H ( 1 - 4Cu ) = ( 1750 ) ( 7 ) ( 1 ndash 4 ( 30 ) = 250 knmsup2
γ H 1750 ( 7 )
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 1750 ) ( 7 ) = 3675 knmsup2
8 Braja M Das Fundamentos de Ingenieriacutea Geoteacutecnica primera edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 492
73
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 3675 ) ( 225 ) ( 1125 ) + ( 283 ) ( 3216 ) = 6138 knm
Para B1
B1 = ( 3675 ) ( 225 ) ndash 6138 + 3216 = 5347 knm
Para C
2C = ( 3675 ) ( 3 ) ( 15 ) = 8269 knm
Para B2
B2 = ( 3675 ) ( 3 ) ndash 8269 = 2756 knm
Para B
B = B1 + B2 = 5347 + 2756 = 8103 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 6138 ( 5 ) = 30689 kN
Pb = B ( 5 ) = 8103 ( 5 ) = 40514 kN
Pc = C ( 5 ) = 8269 ( 5 ) = 41345 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 6138) ( 5sup2 ) = 19181 kn-m
8 8
74
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 19181 (1000) = 111194 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 8103 ) ( 5sup2 ) = 25322 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 25322 (1000) = 146793 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (8269) ( 5sup2 ) = 25141 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 25841 (1000) = 149801 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -3675 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -350 kn-m
75
1 le x le 175
En x = 175
M = -3675 xsup3 + 6138 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2728 kn-m
175 le x le 4
En x = 4
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 254
120597119910
120597119909 [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
6138 ( x ndash 1 )
-3675 x + 9353 = 0 x = 254 m
M = 3889 kn-m
4 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 )
M= -1838 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 475
120597119910
120597119909 [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 )
-3675 x + 17456 = 0 x = 475 m
M = 1034 kn-m
6 le x le 7
En x = 7
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 ) + 5347 ( x ndash 6 )
M= 0 kn-m
76
Mmax = 3853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 3853 ( 1000 ) = 22336 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 521 Diagrama de Momentos Caso 8
S
U
E
L
O
La figura 522 muestra la solucioacuten del caso 8 resuelto en el programa GALA
77
Fig
ura
52
2 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
78
59 Caso 9 Entibacioacuten en suelo arenoso con tres puntales9
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arenoso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 2 m
L3 = 2 m
L4 = 2 m
S= 2 m
Solucioacuten
Figura 523
Arena
γ= 16 knmsup3
φ= 30ordm
c= 0 knmsup2
Figura 524 Diagrama de
presiones en arena
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
065 ( 16 ) ( 7 ) tansup2 ( 45 - 302 ) = 2427 knmsup2
9 Braja M Das Principles of Geotechnical Engineering third edition Editorial ITP1994 paacuteg 452
79
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
2A = ( 2427 ) ( 3115 ) = 5461 knm
Para B1
B1 = 2427 ( 3 ) - 5461 = 1820 knm
Para C
2C = 2427 ( 4 ) ( 2 ) = 9708 = 9708 knm
Para B2
B2 = 2427 ( 4 ) - 9708 = 0 knm
B = B1 + B2 = 1820 knm
Fuerzas en los puntales
PA= A ( S ) = 5460 ( 2 ) = 10920 kn
PB = B ( S ) = 1820 ( 2 ) = 3640 kn
PC = C ( S ) = 9708 ( 2 ) = 19416 kn
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5460) ( 2sup2 ) = 273 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 2730 (1000) = 15826 cmsup3m
σadm 1725
80
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 1820 ) ( 2sup2 ) = 910 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 910 (1000) = 5275 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (9708) ( 2sup2 ) = 4854 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 4854 (1000) = 28139 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = frac12 ( -2427 xsup2)
M = 0
M = -1213 kn-m
1 le x le 3
En x = 3
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
120597119910
120597119909 frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
-2427 x + 5460 = 0 x = 225 m
81
A y B
En x = 225
M = 683 kn-m
3 le x le 5
En x = 5
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 ) + 1820 ( x ndash 3 )
M= -4853 kn-m
5 le x le 7
En x = 7
M = frac12( -2427 xsup2) + 5460 (x ndash 1) + 1820 (x ndash 3) + 9708 (x ndash 5)
M= 0 lb-ft
Mmax = 4853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 4853 ( 1000 ) = 28133 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 525 Diagrama de Momentos Caso 9
S
U
E
L
O
La figura 526 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
82
Fig
ura
52
6 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
83
510 Caso 10 Entibacioacuten en arcilla dura con 3 codales10
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 25 m
L3 = 25 m
L4 = 1 m
S= 3 m
Figura 527
Arena
γ= 18 knmsup3
φ= 0ordm
c= 35 knmsup2
Solucioacuten
Figura 528 Diagrama de presiones
de una arcilla dura
Diagrama de peck
γ H = ( 1800) ( 7 ) = 360
c 35
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 18 ) ( 7 ) = 378 knmsup2
10
Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 531
84
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 378 ) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B1
B1 = (378) ( 175 ) ndash 5402 + 3308 = 4520 knm
Para C
2C = (378) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B2
B2 = (378) ( 175 ) ndash ( 5402 ) + ( 3308 ) = 4520 knm
Para B
B = B1 + B2 = 4520 + 4520 = 9040 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Pb = B ( 5 ) = 9040 ( 3 ) = 27120 kN
Pc = C ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
85
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 9040 ) ( 3sup2 ) = 1017 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 1017 (1000) = 58957 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -360 kn-m
86
1 le x le 175
En x = 175
M = -378 xsup3 + 5402 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2122 kn-m
175 le x le 35
En x = 35
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 230
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
-378 x + 8709 = 0 x = 230 m
M = 2703 kn-m
35 le x le 525
En x = 525
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
M= 2122 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 469
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
-378 x + 17750 = 0 x = 469 m
M = 2703 kn-m
525 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 378 xsup3 - frac12( 378 ( x ndash 525 )sup2 )
6 ( 025 (7) )
M= -360 kn-m
6 le x le 7 M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 )
87
En x = 7
+ 5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 5402 ( x ndash 6 )
- frac12 ( 378 ( x ndash 525 )sup2 ) + 378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M= 0 kn-m
Mmax = 2703 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 2703 ( 1000 ) = 15669 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 529 Diagrama de Momentos Caso 10
S
U
E
L
O
La figura 530 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
88
Fig
ura
53
0 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
89
Una vez resueltos los ejercicios manualmente se obtuvo el resultado real y con el paquete
interactivo se obtuvo el resultado aproximado estos se comparan para mostrar la bondad del
programa GALA( Ver Tablas 51 a 510)
Caso 1
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 71 703 m 007 099
Longitud Total de
Tablestaca 121 1203 m 007 058
Momento Maacuteximo 20939 20957 kN-mm -018 -009
Seccioacuten Requerida 121738 121494 cmsup3m 244 020
Tabla 51 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 2
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 611 596 m 015 246
Longitud Total de
Tablestaca 1111 1096 m 015 135
Momento Maacuteximo ----- 2238 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 129742 cmsup3m ----- -----
Tabla 52 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 3
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 345 341 m 004 116
Longitud Total de
Tablestaca 895 891 m 004 045
Momento Maacuteximo 12742 12757 kN-mm -015 -012
Seccioacuten Requerida 74081 73759 cmsup3m 322 043
Tabla 53 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
90
Caso 4
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 533 53 m 003 056
Longitud Total de Tablestaca 1448 1445 m 003 021
Momento Maacuteximo ----- 35063 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 166967 cmsup3m ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 11487 11567 kN -08 -070
Separacioacuten entre Anclas ----- 086 m ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 1142 m ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 9968 kN ----- -----
Tabla 54 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 5
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 114 1136 ft 004 035
Longitud Total de Tablestaca 438 4376 ft 004 009
Momento Maacuteximo ----- 1383 kLb-ftft ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 663 insup3ft ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 629 314 kLb 315 5008
Separacioacuten entre Anclas ----- 527 ft ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 3475 ft ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 1657 kLb ----- -----
Tabla 55 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
91
Caso 6
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 2696 2697 kLb -001 -004
Fuerza en Puntal B 2097 2097 kLb 0 000
Fuerza en Puntal C 1198 1198 kLb 0 000
Fuerza en Puntal D 4793 4794 kLb -001 -002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 1294 394 insup3ft 9 6955
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 1048 307 insup3ft 741 7071
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 599 175 insup3ft 424 7078
Seccioacuten Requerida en
Larguero D 2301 701 insup3ft 16 6954
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 431 431 insup3ft 0 000
Tabla 56 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 7
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 273 273 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 91 91 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 4854 48534 kN 006 001
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 98913 98914 cmsup3m -001 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 32971 32971 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 17587 175846 cmsup3m 024 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 57 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
92
Caso 8
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 30689 30689 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 40514 40514 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 41344 41344 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 111194 111191 cmsup3m 003 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 146793 146791 cmsup3m 002 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 149801 149796 cmsup3m 005 000
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 22336 22547 cmsup3m -211 -094
Tabla 58 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 9
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 1092 1092 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 364 364 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 19416 19413 kN 003 002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 15826 15856 cmsup3m -03 -019
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 5275 5275 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 28139 28135 cmsup3m 004 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 59 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
93
Caso 10
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 16207 16207 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 2712 27122 kN -002 -001
Fuerza en Puntal C 16207 16207 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 58957 5896 cmsup3m -003 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 15669 15668 cmsup3m 001 001
Tabla 510 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Al revisar las comparaciones en el caso de tablestacado se obtubo un porcentaje alto el cual
se trata de la fuerza del ancla obtenida en el Caso 5 en el caacutelculo se encontroacute que se consideroacute
la DTeoacuterica en lugar de la D la cual ya estaacute afectada por el factor de seguridad demostrando
que el error se encuentra en el ejercicio resuelto manualmente
Los porcentajes de la profundidad de penetracioacuten de la tablestaca se consideran relativamente
altos pero hay que resaltar que su caacutelculo es por iteraciones y se busca un valor cerca del 0
mientras que el programa trata de resolver el valor lo maacutes cercano a 0 obteniendo asiacute maacutes
presicioacuten
En los casos de Entibacioacuten se presenta un error relativo que es un error fatal en el caacutelculo de
los largueros que ocurre en el Caso 6 esto fue inquietante puesto que el porcentaje resulta
superior al cincuenta por ciento esto obligoacute a revisar cuidadosamente el paquete en lo
94
referente a la conversioacuten de unidades en el cual su programacioacuten en el Sistema Ingleacutes que se
basa en el uso de factores de conversioacuten para resolver en Sistema Meacutetrico y asiacute regresar de
nuevo los valores en Sistema Ingleacutes
Se encontroacute un error dimensional el cual no se localizoacute pero se refleja en la seccioacuten requerida
en los largueros lo cual tambieacuten obligo a realizar una revisioacuten minuciosa en todos los
algoritmos del programa Obteniendo asiacute en la totalidad de los casos resueltos en Sistema
Ingleacutes y en Sistema Meacutetrico un factor de 001860 para la conversioacuten de cmsup3m a insup3ft Factor
que no se cumple en el caacutelculo de largueros realizado manualmente Se encontroacute que el valor
estaacute aumentado por 328 veces lo cual es el mismo valor de conversioacuten de metros a pies
demostrando la confiabilidad y bondad del programa GALA
Teniendo confianza en lo anterior se resuelven con el paquete aquellos casos cuando no
propone el elemento estructural que exista en el mercado En los casos analizados en este
estudio de Tablestacado siempre propone el elemento estructural pero en Entibacioacuten no
existen codales que cumplan las caracteriacutesticas que el ejercicio solicita por lo que es necesario
volver a calcular hasta encontrar la propuesta del programa de un codal adecuado
simplemente modificando la separacioacuten horizontal entre ellos en el caso de no llegar a
solucionarse asiacute el problema se recomienda modificar las separaciones verticales entre
codales respetando el uacuteltimo valor de separacioacuten entre la plantilla de la excavacioacuten y el uacuteltimo
codal
95
Fig
ura
53
1 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 6
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
96
Fig
ura
53
2 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 7
y C
aso
9 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
97
Fig
ura
53
3 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 8
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
98
Fig
ura
53
4 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 1
0 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
Page 23
66
Fig
ura
51
4 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
67
57 Caso 7 Entibacioacuten en suelo arenoso con tres codales7
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en un suelo arenoso
L1 = 1 m
L= 7 m L2 = 2 m
L3 = 2 m
L4 = 2 m
S= 5 m
Figura 515
Arena
γ = 16 knmsup3
φ = 30deg
c = 0
Solucioacuten
Figura 516 Diagrama de
presiones en arena
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
065 ( 16 ) ( 7 ) tansup2 ( 45 - 302 ) = 2427 knmsup2
7 Braja M Das Fundamentos de Ingenieriacutea Geoteacutecnica primera edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 479
68
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
2A = ( 2427 ) ( 3115 ) = 5461 kNm
Para B1
B1 = 2427 ( 3 ) - 5461 = 1820 kNm
Para C
2C = 2427 ( 4 ) ( 2 ) = 9708 kNm
Para B2
B2 = 2427 ( 4 ) - 9708 = 0 kNm
B= B1+B2= 1820 kNm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa= A ( 5 ) = 5460 ( 5 )= 27300 kN
Pb= B ( 5 ) = 1820 ( 5 ) = 9100 kN
Pc= C ( 5 ) = 9708 ( 5 ) = 48540 Kn
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5460) ( 5sup2 ) = 17063 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 17063 (1000) = 98913 cmsup3m
σadm 1725
69
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 1820 ) ( 5sup2 ) = 5686 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 5686 (1000) = 32971 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (9708) ( 5sup2 ) = 30334 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 30334 (1000) = 175870 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = frac12 ( -2427 xsup2)
M = 0
M = -1213 kn-m
1 le x le 3
En x = 3
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
120597119910
120597119909 frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
70
A y B
En x = 225
-2427 x + 5460 = 0 x = 225 m
M = 683 kn-m
3 le x le 5
En x = 5
frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 ) + 1820 ( x ndash 3 )
M= -4853 kn-m
5 le x le 7
En x = 7
frac12( -2427 xsup2) + 5460 (x ndash 1) + 1820 (x ndash 3) + 9708 (x ndash 5)
M= 0 lb-ft
Mmax = 4853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 4853 ( 1000 ) = 28133 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 517 Diagrama de Momentos Caso 7
S
U
E
L
O
La figura 518 muestra la solucioacuten de caso 7 resuelto en el programa GALA
71
Fig
ura
51
8 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
72
58 Caso 8 Entibacioacuten en arcilla suave o blanda con 3 codales8
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1m
L= 7m L2 = 3m
L3 = 2m
L4 = 1m
S= 5 m
Figura 519
Arcilla suave
γ= 1750 knmsup3
φ= 0ordm
c= 30 knmsup2
Solucioacuten
Figura 520 Diagrama de presiones
de una arcilla suave o blanda
Diagrama de peck
γ H = ( 1750 ) ( 7 ) = 408
c 30
Pa= γ H ( 1 - 4Cu ) = ( 1750 ) ( 7 ) ( 1 ndash 4 ( 30 ) = 250 knmsup2
γ H 1750 ( 7 )
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 1750 ) ( 7 ) = 3675 knmsup2
8 Braja M Das Fundamentos de Ingenieriacutea Geoteacutecnica primera edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 492
73
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 3675 ) ( 225 ) ( 1125 ) + ( 283 ) ( 3216 ) = 6138 knm
Para B1
B1 = ( 3675 ) ( 225 ) ndash 6138 + 3216 = 5347 knm
Para C
2C = ( 3675 ) ( 3 ) ( 15 ) = 8269 knm
Para B2
B2 = ( 3675 ) ( 3 ) ndash 8269 = 2756 knm
Para B
B = B1 + B2 = 5347 + 2756 = 8103 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 6138 ( 5 ) = 30689 kN
Pb = B ( 5 ) = 8103 ( 5 ) = 40514 kN
Pc = C ( 5 ) = 8269 ( 5 ) = 41345 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 6138) ( 5sup2 ) = 19181 kn-m
8 8
74
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 19181 (1000) = 111194 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 8103 ) ( 5sup2 ) = 25322 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 25322 (1000) = 146793 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (8269) ( 5sup2 ) = 25141 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 25841 (1000) = 149801 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -3675 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -350 kn-m
75
1 le x le 175
En x = 175
M = -3675 xsup3 + 6138 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2728 kn-m
175 le x le 4
En x = 4
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 254
120597119910
120597119909 [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
6138 ( x ndash 1 )
-3675 x + 9353 = 0 x = 254 m
M = 3889 kn-m
4 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 )
M= -1838 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 475
120597119910
120597119909 [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 )
-3675 x + 17456 = 0 x = 475 m
M = 1034 kn-m
6 le x le 7
En x = 7
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 ) + 5347 ( x ndash 6 )
M= 0 kn-m
76
Mmax = 3853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 3853 ( 1000 ) = 22336 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 521 Diagrama de Momentos Caso 8
S
U
E
L
O
La figura 522 muestra la solucioacuten del caso 8 resuelto en el programa GALA
77
Fig
ura
52
2 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
78
59 Caso 9 Entibacioacuten en suelo arenoso con tres puntales9
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arenoso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 2 m
L3 = 2 m
L4 = 2 m
S= 2 m
Solucioacuten
Figura 523
Arena
γ= 16 knmsup3
φ= 30ordm
c= 0 knmsup2
Figura 524 Diagrama de
presiones en arena
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
065 ( 16 ) ( 7 ) tansup2 ( 45 - 302 ) = 2427 knmsup2
9 Braja M Das Principles of Geotechnical Engineering third edition Editorial ITP1994 paacuteg 452
79
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
2A = ( 2427 ) ( 3115 ) = 5461 knm
Para B1
B1 = 2427 ( 3 ) - 5461 = 1820 knm
Para C
2C = 2427 ( 4 ) ( 2 ) = 9708 = 9708 knm
Para B2
B2 = 2427 ( 4 ) - 9708 = 0 knm
B = B1 + B2 = 1820 knm
Fuerzas en los puntales
PA= A ( S ) = 5460 ( 2 ) = 10920 kn
PB = B ( S ) = 1820 ( 2 ) = 3640 kn
PC = C ( S ) = 9708 ( 2 ) = 19416 kn
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5460) ( 2sup2 ) = 273 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 2730 (1000) = 15826 cmsup3m
σadm 1725
80
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 1820 ) ( 2sup2 ) = 910 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 910 (1000) = 5275 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (9708) ( 2sup2 ) = 4854 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 4854 (1000) = 28139 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = frac12 ( -2427 xsup2)
M = 0
M = -1213 kn-m
1 le x le 3
En x = 3
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
120597119910
120597119909 frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
-2427 x + 5460 = 0 x = 225 m
81
A y B
En x = 225
M = 683 kn-m
3 le x le 5
En x = 5
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 ) + 1820 ( x ndash 3 )
M= -4853 kn-m
5 le x le 7
En x = 7
M = frac12( -2427 xsup2) + 5460 (x ndash 1) + 1820 (x ndash 3) + 9708 (x ndash 5)
M= 0 lb-ft
Mmax = 4853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 4853 ( 1000 ) = 28133 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 525 Diagrama de Momentos Caso 9
S
U
E
L
O
La figura 526 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
82
Fig
ura
52
6 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
83
510 Caso 10 Entibacioacuten en arcilla dura con 3 codales10
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 25 m
L3 = 25 m
L4 = 1 m
S= 3 m
Figura 527
Arena
γ= 18 knmsup3
φ= 0ordm
c= 35 knmsup2
Solucioacuten
Figura 528 Diagrama de presiones
de una arcilla dura
Diagrama de peck
γ H = ( 1800) ( 7 ) = 360
c 35
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 18 ) ( 7 ) = 378 knmsup2
10
Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 531
84
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 378 ) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B1
B1 = (378) ( 175 ) ndash 5402 + 3308 = 4520 knm
Para C
2C = (378) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B2
B2 = (378) ( 175 ) ndash ( 5402 ) + ( 3308 ) = 4520 knm
Para B
B = B1 + B2 = 4520 + 4520 = 9040 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Pb = B ( 5 ) = 9040 ( 3 ) = 27120 kN
Pc = C ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
85
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 9040 ) ( 3sup2 ) = 1017 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 1017 (1000) = 58957 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -360 kn-m
86
1 le x le 175
En x = 175
M = -378 xsup3 + 5402 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2122 kn-m
175 le x le 35
En x = 35
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 230
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
-378 x + 8709 = 0 x = 230 m
M = 2703 kn-m
35 le x le 525
En x = 525
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
M= 2122 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 469
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
-378 x + 17750 = 0 x = 469 m
M = 2703 kn-m
525 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 378 xsup3 - frac12( 378 ( x ndash 525 )sup2 )
6 ( 025 (7) )
M= -360 kn-m
6 le x le 7 M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 )
87
En x = 7
+ 5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 5402 ( x ndash 6 )
- frac12 ( 378 ( x ndash 525 )sup2 ) + 378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M= 0 kn-m
Mmax = 2703 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 2703 ( 1000 ) = 15669 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 529 Diagrama de Momentos Caso 10
S
U
E
L
O
La figura 530 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
88
Fig
ura
53
0 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
89
Una vez resueltos los ejercicios manualmente se obtuvo el resultado real y con el paquete
interactivo se obtuvo el resultado aproximado estos se comparan para mostrar la bondad del
programa GALA( Ver Tablas 51 a 510)
Caso 1
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 71 703 m 007 099
Longitud Total de
Tablestaca 121 1203 m 007 058
Momento Maacuteximo 20939 20957 kN-mm -018 -009
Seccioacuten Requerida 121738 121494 cmsup3m 244 020
Tabla 51 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 2
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 611 596 m 015 246
Longitud Total de
Tablestaca 1111 1096 m 015 135
Momento Maacuteximo ----- 2238 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 129742 cmsup3m ----- -----
Tabla 52 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 3
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 345 341 m 004 116
Longitud Total de
Tablestaca 895 891 m 004 045
Momento Maacuteximo 12742 12757 kN-mm -015 -012
Seccioacuten Requerida 74081 73759 cmsup3m 322 043
Tabla 53 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
90
Caso 4
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 533 53 m 003 056
Longitud Total de Tablestaca 1448 1445 m 003 021
Momento Maacuteximo ----- 35063 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 166967 cmsup3m ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 11487 11567 kN -08 -070
Separacioacuten entre Anclas ----- 086 m ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 1142 m ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 9968 kN ----- -----
Tabla 54 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 5
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 114 1136 ft 004 035
Longitud Total de Tablestaca 438 4376 ft 004 009
Momento Maacuteximo ----- 1383 kLb-ftft ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 663 insup3ft ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 629 314 kLb 315 5008
Separacioacuten entre Anclas ----- 527 ft ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 3475 ft ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 1657 kLb ----- -----
Tabla 55 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
91
Caso 6
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 2696 2697 kLb -001 -004
Fuerza en Puntal B 2097 2097 kLb 0 000
Fuerza en Puntal C 1198 1198 kLb 0 000
Fuerza en Puntal D 4793 4794 kLb -001 -002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 1294 394 insup3ft 9 6955
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 1048 307 insup3ft 741 7071
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 599 175 insup3ft 424 7078
Seccioacuten Requerida en
Larguero D 2301 701 insup3ft 16 6954
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 431 431 insup3ft 0 000
Tabla 56 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 7
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 273 273 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 91 91 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 4854 48534 kN 006 001
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 98913 98914 cmsup3m -001 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 32971 32971 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 17587 175846 cmsup3m 024 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 57 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
92
Caso 8
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 30689 30689 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 40514 40514 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 41344 41344 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 111194 111191 cmsup3m 003 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 146793 146791 cmsup3m 002 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 149801 149796 cmsup3m 005 000
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 22336 22547 cmsup3m -211 -094
Tabla 58 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 9
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 1092 1092 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 364 364 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 19416 19413 kN 003 002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 15826 15856 cmsup3m -03 -019
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 5275 5275 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 28139 28135 cmsup3m 004 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 59 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
93
Caso 10
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 16207 16207 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 2712 27122 kN -002 -001
Fuerza en Puntal C 16207 16207 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 58957 5896 cmsup3m -003 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 15669 15668 cmsup3m 001 001
Tabla 510 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Al revisar las comparaciones en el caso de tablestacado se obtubo un porcentaje alto el cual
se trata de la fuerza del ancla obtenida en el Caso 5 en el caacutelculo se encontroacute que se consideroacute
la DTeoacuterica en lugar de la D la cual ya estaacute afectada por el factor de seguridad demostrando
que el error se encuentra en el ejercicio resuelto manualmente
Los porcentajes de la profundidad de penetracioacuten de la tablestaca se consideran relativamente
altos pero hay que resaltar que su caacutelculo es por iteraciones y se busca un valor cerca del 0
mientras que el programa trata de resolver el valor lo maacutes cercano a 0 obteniendo asiacute maacutes
presicioacuten
En los casos de Entibacioacuten se presenta un error relativo que es un error fatal en el caacutelculo de
los largueros que ocurre en el Caso 6 esto fue inquietante puesto que el porcentaje resulta
superior al cincuenta por ciento esto obligoacute a revisar cuidadosamente el paquete en lo
94
referente a la conversioacuten de unidades en el cual su programacioacuten en el Sistema Ingleacutes que se
basa en el uso de factores de conversioacuten para resolver en Sistema Meacutetrico y asiacute regresar de
nuevo los valores en Sistema Ingleacutes
Se encontroacute un error dimensional el cual no se localizoacute pero se refleja en la seccioacuten requerida
en los largueros lo cual tambieacuten obligo a realizar una revisioacuten minuciosa en todos los
algoritmos del programa Obteniendo asiacute en la totalidad de los casos resueltos en Sistema
Ingleacutes y en Sistema Meacutetrico un factor de 001860 para la conversioacuten de cmsup3m a insup3ft Factor
que no se cumple en el caacutelculo de largueros realizado manualmente Se encontroacute que el valor
estaacute aumentado por 328 veces lo cual es el mismo valor de conversioacuten de metros a pies
demostrando la confiabilidad y bondad del programa GALA
Teniendo confianza en lo anterior se resuelven con el paquete aquellos casos cuando no
propone el elemento estructural que exista en el mercado En los casos analizados en este
estudio de Tablestacado siempre propone el elemento estructural pero en Entibacioacuten no
existen codales que cumplan las caracteriacutesticas que el ejercicio solicita por lo que es necesario
volver a calcular hasta encontrar la propuesta del programa de un codal adecuado
simplemente modificando la separacioacuten horizontal entre ellos en el caso de no llegar a
solucionarse asiacute el problema se recomienda modificar las separaciones verticales entre
codales respetando el uacuteltimo valor de separacioacuten entre la plantilla de la excavacioacuten y el uacuteltimo
codal
95
Fig
ura
53
1 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 6
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
96
Fig
ura
53
2 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 7
y C
aso
9 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
97
Fig
ura
53
3 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 8
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
98
Fig
ura
53
4 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 1
0 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
Page 24
67
57 Caso 7 Entibacioacuten en suelo arenoso con tres codales7
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en un suelo arenoso
L1 = 1 m
L= 7 m L2 = 2 m
L3 = 2 m
L4 = 2 m
S= 5 m
Figura 515
Arena
γ = 16 knmsup3
φ = 30deg
c = 0
Solucioacuten
Figura 516 Diagrama de
presiones en arena
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
065 ( 16 ) ( 7 ) tansup2 ( 45 - 302 ) = 2427 knmsup2
7 Braja M Das Fundamentos de Ingenieriacutea Geoteacutecnica primera edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 479
68
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
2A = ( 2427 ) ( 3115 ) = 5461 kNm
Para B1
B1 = 2427 ( 3 ) - 5461 = 1820 kNm
Para C
2C = 2427 ( 4 ) ( 2 ) = 9708 kNm
Para B2
B2 = 2427 ( 4 ) - 9708 = 0 kNm
B= B1+B2= 1820 kNm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa= A ( 5 ) = 5460 ( 5 )= 27300 kN
Pb= B ( 5 ) = 1820 ( 5 ) = 9100 kN
Pc= C ( 5 ) = 9708 ( 5 ) = 48540 Kn
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5460) ( 5sup2 ) = 17063 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 17063 (1000) = 98913 cmsup3m
σadm 1725
69
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 1820 ) ( 5sup2 ) = 5686 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 5686 (1000) = 32971 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (9708) ( 5sup2 ) = 30334 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 30334 (1000) = 175870 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = frac12 ( -2427 xsup2)
M = 0
M = -1213 kn-m
1 le x le 3
En x = 3
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
120597119910
120597119909 frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
70
A y B
En x = 225
-2427 x + 5460 = 0 x = 225 m
M = 683 kn-m
3 le x le 5
En x = 5
frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 ) + 1820 ( x ndash 3 )
M= -4853 kn-m
5 le x le 7
En x = 7
frac12( -2427 xsup2) + 5460 (x ndash 1) + 1820 (x ndash 3) + 9708 (x ndash 5)
M= 0 lb-ft
Mmax = 4853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 4853 ( 1000 ) = 28133 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 517 Diagrama de Momentos Caso 7
S
U
E
L
O
La figura 518 muestra la solucioacuten de caso 7 resuelto en el programa GALA
71
Fig
ura
51
8 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
72
58 Caso 8 Entibacioacuten en arcilla suave o blanda con 3 codales8
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1m
L= 7m L2 = 3m
L3 = 2m
L4 = 1m
S= 5 m
Figura 519
Arcilla suave
γ= 1750 knmsup3
φ= 0ordm
c= 30 knmsup2
Solucioacuten
Figura 520 Diagrama de presiones
de una arcilla suave o blanda
Diagrama de peck
γ H = ( 1750 ) ( 7 ) = 408
c 30
Pa= γ H ( 1 - 4Cu ) = ( 1750 ) ( 7 ) ( 1 ndash 4 ( 30 ) = 250 knmsup2
γ H 1750 ( 7 )
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 1750 ) ( 7 ) = 3675 knmsup2
8 Braja M Das Fundamentos de Ingenieriacutea Geoteacutecnica primera edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 492
73
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 3675 ) ( 225 ) ( 1125 ) + ( 283 ) ( 3216 ) = 6138 knm
Para B1
B1 = ( 3675 ) ( 225 ) ndash 6138 + 3216 = 5347 knm
Para C
2C = ( 3675 ) ( 3 ) ( 15 ) = 8269 knm
Para B2
B2 = ( 3675 ) ( 3 ) ndash 8269 = 2756 knm
Para B
B = B1 + B2 = 5347 + 2756 = 8103 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 6138 ( 5 ) = 30689 kN
Pb = B ( 5 ) = 8103 ( 5 ) = 40514 kN
Pc = C ( 5 ) = 8269 ( 5 ) = 41345 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 6138) ( 5sup2 ) = 19181 kn-m
8 8
74
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 19181 (1000) = 111194 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 8103 ) ( 5sup2 ) = 25322 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 25322 (1000) = 146793 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (8269) ( 5sup2 ) = 25141 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 25841 (1000) = 149801 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -3675 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -350 kn-m
75
1 le x le 175
En x = 175
M = -3675 xsup3 + 6138 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2728 kn-m
175 le x le 4
En x = 4
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 254
120597119910
120597119909 [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
6138 ( x ndash 1 )
-3675 x + 9353 = 0 x = 254 m
M = 3889 kn-m
4 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 )
M= -1838 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 475
120597119910
120597119909 [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 )
-3675 x + 17456 = 0 x = 475 m
M = 1034 kn-m
6 le x le 7
En x = 7
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 ) + 5347 ( x ndash 6 )
M= 0 kn-m
76
Mmax = 3853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 3853 ( 1000 ) = 22336 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 521 Diagrama de Momentos Caso 8
S
U
E
L
O
La figura 522 muestra la solucioacuten del caso 8 resuelto en el programa GALA
77
Fig
ura
52
2 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
78
59 Caso 9 Entibacioacuten en suelo arenoso con tres puntales9
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arenoso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 2 m
L3 = 2 m
L4 = 2 m
S= 2 m
Solucioacuten
Figura 523
Arena
γ= 16 knmsup3
φ= 30ordm
c= 0 knmsup2
Figura 524 Diagrama de
presiones en arena
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
065 ( 16 ) ( 7 ) tansup2 ( 45 - 302 ) = 2427 knmsup2
9 Braja M Das Principles of Geotechnical Engineering third edition Editorial ITP1994 paacuteg 452
79
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
2A = ( 2427 ) ( 3115 ) = 5461 knm
Para B1
B1 = 2427 ( 3 ) - 5461 = 1820 knm
Para C
2C = 2427 ( 4 ) ( 2 ) = 9708 = 9708 knm
Para B2
B2 = 2427 ( 4 ) - 9708 = 0 knm
B = B1 + B2 = 1820 knm
Fuerzas en los puntales
PA= A ( S ) = 5460 ( 2 ) = 10920 kn
PB = B ( S ) = 1820 ( 2 ) = 3640 kn
PC = C ( S ) = 9708 ( 2 ) = 19416 kn
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5460) ( 2sup2 ) = 273 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 2730 (1000) = 15826 cmsup3m
σadm 1725
80
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 1820 ) ( 2sup2 ) = 910 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 910 (1000) = 5275 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (9708) ( 2sup2 ) = 4854 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 4854 (1000) = 28139 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = frac12 ( -2427 xsup2)
M = 0
M = -1213 kn-m
1 le x le 3
En x = 3
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
120597119910
120597119909 frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
-2427 x + 5460 = 0 x = 225 m
81
A y B
En x = 225
M = 683 kn-m
3 le x le 5
En x = 5
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 ) + 1820 ( x ndash 3 )
M= -4853 kn-m
5 le x le 7
En x = 7
M = frac12( -2427 xsup2) + 5460 (x ndash 1) + 1820 (x ndash 3) + 9708 (x ndash 5)
M= 0 lb-ft
Mmax = 4853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 4853 ( 1000 ) = 28133 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 525 Diagrama de Momentos Caso 9
S
U
E
L
O
La figura 526 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
82
Fig
ura
52
6 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
83
510 Caso 10 Entibacioacuten en arcilla dura con 3 codales10
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 25 m
L3 = 25 m
L4 = 1 m
S= 3 m
Figura 527
Arena
γ= 18 knmsup3
φ= 0ordm
c= 35 knmsup2
Solucioacuten
Figura 528 Diagrama de presiones
de una arcilla dura
Diagrama de peck
γ H = ( 1800) ( 7 ) = 360
c 35
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 18 ) ( 7 ) = 378 knmsup2
10
Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 531
84
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 378 ) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B1
B1 = (378) ( 175 ) ndash 5402 + 3308 = 4520 knm
Para C
2C = (378) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B2
B2 = (378) ( 175 ) ndash ( 5402 ) + ( 3308 ) = 4520 knm
Para B
B = B1 + B2 = 4520 + 4520 = 9040 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Pb = B ( 5 ) = 9040 ( 3 ) = 27120 kN
Pc = C ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
85
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 9040 ) ( 3sup2 ) = 1017 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 1017 (1000) = 58957 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -360 kn-m
86
1 le x le 175
En x = 175
M = -378 xsup3 + 5402 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2122 kn-m
175 le x le 35
En x = 35
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 230
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
-378 x + 8709 = 0 x = 230 m
M = 2703 kn-m
35 le x le 525
En x = 525
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
M= 2122 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 469
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
-378 x + 17750 = 0 x = 469 m
M = 2703 kn-m
525 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 378 xsup3 - frac12( 378 ( x ndash 525 )sup2 )
6 ( 025 (7) )
M= -360 kn-m
6 le x le 7 M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 )
87
En x = 7
+ 5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 5402 ( x ndash 6 )
- frac12 ( 378 ( x ndash 525 )sup2 ) + 378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M= 0 kn-m
Mmax = 2703 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 2703 ( 1000 ) = 15669 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 529 Diagrama de Momentos Caso 10
S
U
E
L
O
La figura 530 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
88
Fig
ura
53
0 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
89
Una vez resueltos los ejercicios manualmente se obtuvo el resultado real y con el paquete
interactivo se obtuvo el resultado aproximado estos se comparan para mostrar la bondad del
programa GALA( Ver Tablas 51 a 510)
Caso 1
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 71 703 m 007 099
Longitud Total de
Tablestaca 121 1203 m 007 058
Momento Maacuteximo 20939 20957 kN-mm -018 -009
Seccioacuten Requerida 121738 121494 cmsup3m 244 020
Tabla 51 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 2
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 611 596 m 015 246
Longitud Total de
Tablestaca 1111 1096 m 015 135
Momento Maacuteximo ----- 2238 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 129742 cmsup3m ----- -----
Tabla 52 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 3
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 345 341 m 004 116
Longitud Total de
Tablestaca 895 891 m 004 045
Momento Maacuteximo 12742 12757 kN-mm -015 -012
Seccioacuten Requerida 74081 73759 cmsup3m 322 043
Tabla 53 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
90
Caso 4
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 533 53 m 003 056
Longitud Total de Tablestaca 1448 1445 m 003 021
Momento Maacuteximo ----- 35063 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 166967 cmsup3m ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 11487 11567 kN -08 -070
Separacioacuten entre Anclas ----- 086 m ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 1142 m ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 9968 kN ----- -----
Tabla 54 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 5
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 114 1136 ft 004 035
Longitud Total de Tablestaca 438 4376 ft 004 009
Momento Maacuteximo ----- 1383 kLb-ftft ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 663 insup3ft ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 629 314 kLb 315 5008
Separacioacuten entre Anclas ----- 527 ft ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 3475 ft ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 1657 kLb ----- -----
Tabla 55 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
91
Caso 6
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 2696 2697 kLb -001 -004
Fuerza en Puntal B 2097 2097 kLb 0 000
Fuerza en Puntal C 1198 1198 kLb 0 000
Fuerza en Puntal D 4793 4794 kLb -001 -002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 1294 394 insup3ft 9 6955
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 1048 307 insup3ft 741 7071
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 599 175 insup3ft 424 7078
Seccioacuten Requerida en
Larguero D 2301 701 insup3ft 16 6954
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 431 431 insup3ft 0 000
Tabla 56 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 7
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 273 273 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 91 91 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 4854 48534 kN 006 001
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 98913 98914 cmsup3m -001 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 32971 32971 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 17587 175846 cmsup3m 024 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 57 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
92
Caso 8
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 30689 30689 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 40514 40514 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 41344 41344 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 111194 111191 cmsup3m 003 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 146793 146791 cmsup3m 002 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 149801 149796 cmsup3m 005 000
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 22336 22547 cmsup3m -211 -094
Tabla 58 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 9
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 1092 1092 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 364 364 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 19416 19413 kN 003 002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 15826 15856 cmsup3m -03 -019
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 5275 5275 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 28139 28135 cmsup3m 004 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 59 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
93
Caso 10
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 16207 16207 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 2712 27122 kN -002 -001
Fuerza en Puntal C 16207 16207 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 58957 5896 cmsup3m -003 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 15669 15668 cmsup3m 001 001
Tabla 510 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Al revisar las comparaciones en el caso de tablestacado se obtubo un porcentaje alto el cual
se trata de la fuerza del ancla obtenida en el Caso 5 en el caacutelculo se encontroacute que se consideroacute
la DTeoacuterica en lugar de la D la cual ya estaacute afectada por el factor de seguridad demostrando
que el error se encuentra en el ejercicio resuelto manualmente
Los porcentajes de la profundidad de penetracioacuten de la tablestaca se consideran relativamente
altos pero hay que resaltar que su caacutelculo es por iteraciones y se busca un valor cerca del 0
mientras que el programa trata de resolver el valor lo maacutes cercano a 0 obteniendo asiacute maacutes
presicioacuten
En los casos de Entibacioacuten se presenta un error relativo que es un error fatal en el caacutelculo de
los largueros que ocurre en el Caso 6 esto fue inquietante puesto que el porcentaje resulta
superior al cincuenta por ciento esto obligoacute a revisar cuidadosamente el paquete en lo
94
referente a la conversioacuten de unidades en el cual su programacioacuten en el Sistema Ingleacutes que se
basa en el uso de factores de conversioacuten para resolver en Sistema Meacutetrico y asiacute regresar de
nuevo los valores en Sistema Ingleacutes
Se encontroacute un error dimensional el cual no se localizoacute pero se refleja en la seccioacuten requerida
en los largueros lo cual tambieacuten obligo a realizar una revisioacuten minuciosa en todos los
algoritmos del programa Obteniendo asiacute en la totalidad de los casos resueltos en Sistema
Ingleacutes y en Sistema Meacutetrico un factor de 001860 para la conversioacuten de cmsup3m a insup3ft Factor
que no se cumple en el caacutelculo de largueros realizado manualmente Se encontroacute que el valor
estaacute aumentado por 328 veces lo cual es el mismo valor de conversioacuten de metros a pies
demostrando la confiabilidad y bondad del programa GALA
Teniendo confianza en lo anterior se resuelven con el paquete aquellos casos cuando no
propone el elemento estructural que exista en el mercado En los casos analizados en este
estudio de Tablestacado siempre propone el elemento estructural pero en Entibacioacuten no
existen codales que cumplan las caracteriacutesticas que el ejercicio solicita por lo que es necesario
volver a calcular hasta encontrar la propuesta del programa de un codal adecuado
simplemente modificando la separacioacuten horizontal entre ellos en el caso de no llegar a
solucionarse asiacute el problema se recomienda modificar las separaciones verticales entre
codales respetando el uacuteltimo valor de separacioacuten entre la plantilla de la excavacioacuten y el uacuteltimo
codal
95
Fig
ura
53
1 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 6
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
96
Fig
ura
53
2 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 7
y C
aso
9 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
97
Fig
ura
53
3 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 8
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
98
Fig
ura
53
4 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 1
0 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
Page 25
68
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
2A = ( 2427 ) ( 3115 ) = 5461 kNm
Para B1
B1 = 2427 ( 3 ) - 5461 = 1820 kNm
Para C
2C = 2427 ( 4 ) ( 2 ) = 9708 kNm
Para B2
B2 = 2427 ( 4 ) - 9708 = 0 kNm
B= B1+B2= 1820 kNm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa= A ( 5 ) = 5460 ( 5 )= 27300 kN
Pb= B ( 5 ) = 1820 ( 5 ) = 9100 kN
Pc= C ( 5 ) = 9708 ( 5 ) = 48540 Kn
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5460) ( 5sup2 ) = 17063 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 17063 (1000) = 98913 cmsup3m
σadm 1725
69
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 1820 ) ( 5sup2 ) = 5686 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 5686 (1000) = 32971 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (9708) ( 5sup2 ) = 30334 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 30334 (1000) = 175870 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = frac12 ( -2427 xsup2)
M = 0
M = -1213 kn-m
1 le x le 3
En x = 3
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
120597119910
120597119909 frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
70
A y B
En x = 225
-2427 x + 5460 = 0 x = 225 m
M = 683 kn-m
3 le x le 5
En x = 5
frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 ) + 1820 ( x ndash 3 )
M= -4853 kn-m
5 le x le 7
En x = 7
frac12( -2427 xsup2) + 5460 (x ndash 1) + 1820 (x ndash 3) + 9708 (x ndash 5)
M= 0 lb-ft
Mmax = 4853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 4853 ( 1000 ) = 28133 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 517 Diagrama de Momentos Caso 7
S
U
E
L
O
La figura 518 muestra la solucioacuten de caso 7 resuelto en el programa GALA
71
Fig
ura
51
8 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
72
58 Caso 8 Entibacioacuten en arcilla suave o blanda con 3 codales8
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1m
L= 7m L2 = 3m
L3 = 2m
L4 = 1m
S= 5 m
Figura 519
Arcilla suave
γ= 1750 knmsup3
φ= 0ordm
c= 30 knmsup2
Solucioacuten
Figura 520 Diagrama de presiones
de una arcilla suave o blanda
Diagrama de peck
γ H = ( 1750 ) ( 7 ) = 408
c 30
Pa= γ H ( 1 - 4Cu ) = ( 1750 ) ( 7 ) ( 1 ndash 4 ( 30 ) = 250 knmsup2
γ H 1750 ( 7 )
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 1750 ) ( 7 ) = 3675 knmsup2
8 Braja M Das Fundamentos de Ingenieriacutea Geoteacutecnica primera edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 492
73
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 3675 ) ( 225 ) ( 1125 ) + ( 283 ) ( 3216 ) = 6138 knm
Para B1
B1 = ( 3675 ) ( 225 ) ndash 6138 + 3216 = 5347 knm
Para C
2C = ( 3675 ) ( 3 ) ( 15 ) = 8269 knm
Para B2
B2 = ( 3675 ) ( 3 ) ndash 8269 = 2756 knm
Para B
B = B1 + B2 = 5347 + 2756 = 8103 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 6138 ( 5 ) = 30689 kN
Pb = B ( 5 ) = 8103 ( 5 ) = 40514 kN
Pc = C ( 5 ) = 8269 ( 5 ) = 41345 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 6138) ( 5sup2 ) = 19181 kn-m
8 8
74
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 19181 (1000) = 111194 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 8103 ) ( 5sup2 ) = 25322 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 25322 (1000) = 146793 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (8269) ( 5sup2 ) = 25141 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 25841 (1000) = 149801 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -3675 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -350 kn-m
75
1 le x le 175
En x = 175
M = -3675 xsup3 + 6138 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2728 kn-m
175 le x le 4
En x = 4
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 254
120597119910
120597119909 [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
6138 ( x ndash 1 )
-3675 x + 9353 = 0 x = 254 m
M = 3889 kn-m
4 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 )
M= -1838 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 475
120597119910
120597119909 [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 )
-3675 x + 17456 = 0 x = 475 m
M = 1034 kn-m
6 le x le 7
En x = 7
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 ) + 5347 ( x ndash 6 )
M= 0 kn-m
76
Mmax = 3853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 3853 ( 1000 ) = 22336 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 521 Diagrama de Momentos Caso 8
S
U
E
L
O
La figura 522 muestra la solucioacuten del caso 8 resuelto en el programa GALA
77
Fig
ura
52
2 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
78
59 Caso 9 Entibacioacuten en suelo arenoso con tres puntales9
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arenoso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 2 m
L3 = 2 m
L4 = 2 m
S= 2 m
Solucioacuten
Figura 523
Arena
γ= 16 knmsup3
φ= 30ordm
c= 0 knmsup2
Figura 524 Diagrama de
presiones en arena
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
065 ( 16 ) ( 7 ) tansup2 ( 45 - 302 ) = 2427 knmsup2
9 Braja M Das Principles of Geotechnical Engineering third edition Editorial ITP1994 paacuteg 452
79
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
2A = ( 2427 ) ( 3115 ) = 5461 knm
Para B1
B1 = 2427 ( 3 ) - 5461 = 1820 knm
Para C
2C = 2427 ( 4 ) ( 2 ) = 9708 = 9708 knm
Para B2
B2 = 2427 ( 4 ) - 9708 = 0 knm
B = B1 + B2 = 1820 knm
Fuerzas en los puntales
PA= A ( S ) = 5460 ( 2 ) = 10920 kn
PB = B ( S ) = 1820 ( 2 ) = 3640 kn
PC = C ( S ) = 9708 ( 2 ) = 19416 kn
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5460) ( 2sup2 ) = 273 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 2730 (1000) = 15826 cmsup3m
σadm 1725
80
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 1820 ) ( 2sup2 ) = 910 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 910 (1000) = 5275 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (9708) ( 2sup2 ) = 4854 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 4854 (1000) = 28139 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = frac12 ( -2427 xsup2)
M = 0
M = -1213 kn-m
1 le x le 3
En x = 3
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
120597119910
120597119909 frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
-2427 x + 5460 = 0 x = 225 m
81
A y B
En x = 225
M = 683 kn-m
3 le x le 5
En x = 5
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 ) + 1820 ( x ndash 3 )
M= -4853 kn-m
5 le x le 7
En x = 7
M = frac12( -2427 xsup2) + 5460 (x ndash 1) + 1820 (x ndash 3) + 9708 (x ndash 5)
M= 0 lb-ft
Mmax = 4853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 4853 ( 1000 ) = 28133 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 525 Diagrama de Momentos Caso 9
S
U
E
L
O
La figura 526 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
82
Fig
ura
52
6 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
83
510 Caso 10 Entibacioacuten en arcilla dura con 3 codales10
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 25 m
L3 = 25 m
L4 = 1 m
S= 3 m
Figura 527
Arena
γ= 18 knmsup3
φ= 0ordm
c= 35 knmsup2
Solucioacuten
Figura 528 Diagrama de presiones
de una arcilla dura
Diagrama de peck
γ H = ( 1800) ( 7 ) = 360
c 35
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 18 ) ( 7 ) = 378 knmsup2
10
Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 531
84
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 378 ) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B1
B1 = (378) ( 175 ) ndash 5402 + 3308 = 4520 knm
Para C
2C = (378) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B2
B2 = (378) ( 175 ) ndash ( 5402 ) + ( 3308 ) = 4520 knm
Para B
B = B1 + B2 = 4520 + 4520 = 9040 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Pb = B ( 5 ) = 9040 ( 3 ) = 27120 kN
Pc = C ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
85
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 9040 ) ( 3sup2 ) = 1017 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 1017 (1000) = 58957 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -360 kn-m
86
1 le x le 175
En x = 175
M = -378 xsup3 + 5402 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2122 kn-m
175 le x le 35
En x = 35
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 230
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
-378 x + 8709 = 0 x = 230 m
M = 2703 kn-m
35 le x le 525
En x = 525
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
M= 2122 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 469
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
-378 x + 17750 = 0 x = 469 m
M = 2703 kn-m
525 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 378 xsup3 - frac12( 378 ( x ndash 525 )sup2 )
6 ( 025 (7) )
M= -360 kn-m
6 le x le 7 M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 )
87
En x = 7
+ 5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 5402 ( x ndash 6 )
- frac12 ( 378 ( x ndash 525 )sup2 ) + 378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M= 0 kn-m
Mmax = 2703 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 2703 ( 1000 ) = 15669 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 529 Diagrama de Momentos Caso 10
S
U
E
L
O
La figura 530 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
88
Fig
ura
53
0 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
89
Una vez resueltos los ejercicios manualmente se obtuvo el resultado real y con el paquete
interactivo se obtuvo el resultado aproximado estos se comparan para mostrar la bondad del
programa GALA( Ver Tablas 51 a 510)
Caso 1
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 71 703 m 007 099
Longitud Total de
Tablestaca 121 1203 m 007 058
Momento Maacuteximo 20939 20957 kN-mm -018 -009
Seccioacuten Requerida 121738 121494 cmsup3m 244 020
Tabla 51 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 2
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 611 596 m 015 246
Longitud Total de
Tablestaca 1111 1096 m 015 135
Momento Maacuteximo ----- 2238 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 129742 cmsup3m ----- -----
Tabla 52 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 3
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 345 341 m 004 116
Longitud Total de
Tablestaca 895 891 m 004 045
Momento Maacuteximo 12742 12757 kN-mm -015 -012
Seccioacuten Requerida 74081 73759 cmsup3m 322 043
Tabla 53 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
90
Caso 4
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 533 53 m 003 056
Longitud Total de Tablestaca 1448 1445 m 003 021
Momento Maacuteximo ----- 35063 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 166967 cmsup3m ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 11487 11567 kN -08 -070
Separacioacuten entre Anclas ----- 086 m ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 1142 m ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 9968 kN ----- -----
Tabla 54 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 5
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 114 1136 ft 004 035
Longitud Total de Tablestaca 438 4376 ft 004 009
Momento Maacuteximo ----- 1383 kLb-ftft ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 663 insup3ft ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 629 314 kLb 315 5008
Separacioacuten entre Anclas ----- 527 ft ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 3475 ft ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 1657 kLb ----- -----
Tabla 55 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
91
Caso 6
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 2696 2697 kLb -001 -004
Fuerza en Puntal B 2097 2097 kLb 0 000
Fuerza en Puntal C 1198 1198 kLb 0 000
Fuerza en Puntal D 4793 4794 kLb -001 -002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 1294 394 insup3ft 9 6955
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 1048 307 insup3ft 741 7071
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 599 175 insup3ft 424 7078
Seccioacuten Requerida en
Larguero D 2301 701 insup3ft 16 6954
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 431 431 insup3ft 0 000
Tabla 56 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 7
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 273 273 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 91 91 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 4854 48534 kN 006 001
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 98913 98914 cmsup3m -001 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 32971 32971 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 17587 175846 cmsup3m 024 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 57 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
92
Caso 8
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 30689 30689 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 40514 40514 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 41344 41344 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 111194 111191 cmsup3m 003 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 146793 146791 cmsup3m 002 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 149801 149796 cmsup3m 005 000
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 22336 22547 cmsup3m -211 -094
Tabla 58 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 9
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 1092 1092 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 364 364 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 19416 19413 kN 003 002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 15826 15856 cmsup3m -03 -019
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 5275 5275 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 28139 28135 cmsup3m 004 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 59 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
93
Caso 10
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 16207 16207 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 2712 27122 kN -002 -001
Fuerza en Puntal C 16207 16207 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 58957 5896 cmsup3m -003 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 15669 15668 cmsup3m 001 001
Tabla 510 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Al revisar las comparaciones en el caso de tablestacado se obtubo un porcentaje alto el cual
se trata de la fuerza del ancla obtenida en el Caso 5 en el caacutelculo se encontroacute que se consideroacute
la DTeoacuterica en lugar de la D la cual ya estaacute afectada por el factor de seguridad demostrando
que el error se encuentra en el ejercicio resuelto manualmente
Los porcentajes de la profundidad de penetracioacuten de la tablestaca se consideran relativamente
altos pero hay que resaltar que su caacutelculo es por iteraciones y se busca un valor cerca del 0
mientras que el programa trata de resolver el valor lo maacutes cercano a 0 obteniendo asiacute maacutes
presicioacuten
En los casos de Entibacioacuten se presenta un error relativo que es un error fatal en el caacutelculo de
los largueros que ocurre en el Caso 6 esto fue inquietante puesto que el porcentaje resulta
superior al cincuenta por ciento esto obligoacute a revisar cuidadosamente el paquete en lo
94
referente a la conversioacuten de unidades en el cual su programacioacuten en el Sistema Ingleacutes que se
basa en el uso de factores de conversioacuten para resolver en Sistema Meacutetrico y asiacute regresar de
nuevo los valores en Sistema Ingleacutes
Se encontroacute un error dimensional el cual no se localizoacute pero se refleja en la seccioacuten requerida
en los largueros lo cual tambieacuten obligo a realizar una revisioacuten minuciosa en todos los
algoritmos del programa Obteniendo asiacute en la totalidad de los casos resueltos en Sistema
Ingleacutes y en Sistema Meacutetrico un factor de 001860 para la conversioacuten de cmsup3m a insup3ft Factor
que no se cumple en el caacutelculo de largueros realizado manualmente Se encontroacute que el valor
estaacute aumentado por 328 veces lo cual es el mismo valor de conversioacuten de metros a pies
demostrando la confiabilidad y bondad del programa GALA
Teniendo confianza en lo anterior se resuelven con el paquete aquellos casos cuando no
propone el elemento estructural que exista en el mercado En los casos analizados en este
estudio de Tablestacado siempre propone el elemento estructural pero en Entibacioacuten no
existen codales que cumplan las caracteriacutesticas que el ejercicio solicita por lo que es necesario
volver a calcular hasta encontrar la propuesta del programa de un codal adecuado
simplemente modificando la separacioacuten horizontal entre ellos en el caso de no llegar a
solucionarse asiacute el problema se recomienda modificar las separaciones verticales entre
codales respetando el uacuteltimo valor de separacioacuten entre la plantilla de la excavacioacuten y el uacuteltimo
codal
95
Fig
ura
53
1 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 6
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
96
Fig
ura
53
2 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 7
y C
aso
9 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
97
Fig
ura
53
3 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 8
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
98
Fig
ura
53
4 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 1
0 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
Page 26
69
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 1820 ) ( 5sup2 ) = 5686 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 5686 (1000) = 32971 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (9708) ( 5sup2 ) = 30334 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 30334 (1000) = 175870 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = frac12 ( -2427 xsup2)
M = 0
M = -1213 kn-m
1 le x le 3
En x = 3
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
120597119910
120597119909 frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
70
A y B
En x = 225
-2427 x + 5460 = 0 x = 225 m
M = 683 kn-m
3 le x le 5
En x = 5
frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 ) + 1820 ( x ndash 3 )
M= -4853 kn-m
5 le x le 7
En x = 7
frac12( -2427 xsup2) + 5460 (x ndash 1) + 1820 (x ndash 3) + 9708 (x ndash 5)
M= 0 lb-ft
Mmax = 4853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 4853 ( 1000 ) = 28133 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 517 Diagrama de Momentos Caso 7
S
U
E
L
O
La figura 518 muestra la solucioacuten de caso 7 resuelto en el programa GALA
71
Fig
ura
51
8 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
72
58 Caso 8 Entibacioacuten en arcilla suave o blanda con 3 codales8
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1m
L= 7m L2 = 3m
L3 = 2m
L4 = 1m
S= 5 m
Figura 519
Arcilla suave
γ= 1750 knmsup3
φ= 0ordm
c= 30 knmsup2
Solucioacuten
Figura 520 Diagrama de presiones
de una arcilla suave o blanda
Diagrama de peck
γ H = ( 1750 ) ( 7 ) = 408
c 30
Pa= γ H ( 1 - 4Cu ) = ( 1750 ) ( 7 ) ( 1 ndash 4 ( 30 ) = 250 knmsup2
γ H 1750 ( 7 )
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 1750 ) ( 7 ) = 3675 knmsup2
8 Braja M Das Fundamentos de Ingenieriacutea Geoteacutecnica primera edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 492
73
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 3675 ) ( 225 ) ( 1125 ) + ( 283 ) ( 3216 ) = 6138 knm
Para B1
B1 = ( 3675 ) ( 225 ) ndash 6138 + 3216 = 5347 knm
Para C
2C = ( 3675 ) ( 3 ) ( 15 ) = 8269 knm
Para B2
B2 = ( 3675 ) ( 3 ) ndash 8269 = 2756 knm
Para B
B = B1 + B2 = 5347 + 2756 = 8103 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 6138 ( 5 ) = 30689 kN
Pb = B ( 5 ) = 8103 ( 5 ) = 40514 kN
Pc = C ( 5 ) = 8269 ( 5 ) = 41345 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 6138) ( 5sup2 ) = 19181 kn-m
8 8
74
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 19181 (1000) = 111194 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 8103 ) ( 5sup2 ) = 25322 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 25322 (1000) = 146793 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (8269) ( 5sup2 ) = 25141 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 25841 (1000) = 149801 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -3675 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -350 kn-m
75
1 le x le 175
En x = 175
M = -3675 xsup3 + 6138 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2728 kn-m
175 le x le 4
En x = 4
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 254
120597119910
120597119909 [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
6138 ( x ndash 1 )
-3675 x + 9353 = 0 x = 254 m
M = 3889 kn-m
4 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 )
M= -1838 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 475
120597119910
120597119909 [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 )
-3675 x + 17456 = 0 x = 475 m
M = 1034 kn-m
6 le x le 7
En x = 7
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 ) + 5347 ( x ndash 6 )
M= 0 kn-m
76
Mmax = 3853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 3853 ( 1000 ) = 22336 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 521 Diagrama de Momentos Caso 8
S
U
E
L
O
La figura 522 muestra la solucioacuten del caso 8 resuelto en el programa GALA
77
Fig
ura
52
2 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
78
59 Caso 9 Entibacioacuten en suelo arenoso con tres puntales9
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arenoso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 2 m
L3 = 2 m
L4 = 2 m
S= 2 m
Solucioacuten
Figura 523
Arena
γ= 16 knmsup3
φ= 30ordm
c= 0 knmsup2
Figura 524 Diagrama de
presiones en arena
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
065 ( 16 ) ( 7 ) tansup2 ( 45 - 302 ) = 2427 knmsup2
9 Braja M Das Principles of Geotechnical Engineering third edition Editorial ITP1994 paacuteg 452
79
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
2A = ( 2427 ) ( 3115 ) = 5461 knm
Para B1
B1 = 2427 ( 3 ) - 5461 = 1820 knm
Para C
2C = 2427 ( 4 ) ( 2 ) = 9708 = 9708 knm
Para B2
B2 = 2427 ( 4 ) - 9708 = 0 knm
B = B1 + B2 = 1820 knm
Fuerzas en los puntales
PA= A ( S ) = 5460 ( 2 ) = 10920 kn
PB = B ( S ) = 1820 ( 2 ) = 3640 kn
PC = C ( S ) = 9708 ( 2 ) = 19416 kn
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5460) ( 2sup2 ) = 273 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 2730 (1000) = 15826 cmsup3m
σadm 1725
80
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 1820 ) ( 2sup2 ) = 910 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 910 (1000) = 5275 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (9708) ( 2sup2 ) = 4854 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 4854 (1000) = 28139 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = frac12 ( -2427 xsup2)
M = 0
M = -1213 kn-m
1 le x le 3
En x = 3
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
120597119910
120597119909 frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
-2427 x + 5460 = 0 x = 225 m
81
A y B
En x = 225
M = 683 kn-m
3 le x le 5
En x = 5
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 ) + 1820 ( x ndash 3 )
M= -4853 kn-m
5 le x le 7
En x = 7
M = frac12( -2427 xsup2) + 5460 (x ndash 1) + 1820 (x ndash 3) + 9708 (x ndash 5)
M= 0 lb-ft
Mmax = 4853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 4853 ( 1000 ) = 28133 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 525 Diagrama de Momentos Caso 9
S
U
E
L
O
La figura 526 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
82
Fig
ura
52
6 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
83
510 Caso 10 Entibacioacuten en arcilla dura con 3 codales10
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 25 m
L3 = 25 m
L4 = 1 m
S= 3 m
Figura 527
Arena
γ= 18 knmsup3
φ= 0ordm
c= 35 knmsup2
Solucioacuten
Figura 528 Diagrama de presiones
de una arcilla dura
Diagrama de peck
γ H = ( 1800) ( 7 ) = 360
c 35
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 18 ) ( 7 ) = 378 knmsup2
10
Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 531
84
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 378 ) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B1
B1 = (378) ( 175 ) ndash 5402 + 3308 = 4520 knm
Para C
2C = (378) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B2
B2 = (378) ( 175 ) ndash ( 5402 ) + ( 3308 ) = 4520 knm
Para B
B = B1 + B2 = 4520 + 4520 = 9040 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Pb = B ( 5 ) = 9040 ( 3 ) = 27120 kN
Pc = C ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
85
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 9040 ) ( 3sup2 ) = 1017 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 1017 (1000) = 58957 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -360 kn-m
86
1 le x le 175
En x = 175
M = -378 xsup3 + 5402 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2122 kn-m
175 le x le 35
En x = 35
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 230
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
-378 x + 8709 = 0 x = 230 m
M = 2703 kn-m
35 le x le 525
En x = 525
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
M= 2122 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 469
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
-378 x + 17750 = 0 x = 469 m
M = 2703 kn-m
525 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 378 xsup3 - frac12( 378 ( x ndash 525 )sup2 )
6 ( 025 (7) )
M= -360 kn-m
6 le x le 7 M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 )
87
En x = 7
+ 5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 5402 ( x ndash 6 )
- frac12 ( 378 ( x ndash 525 )sup2 ) + 378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M= 0 kn-m
Mmax = 2703 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 2703 ( 1000 ) = 15669 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 529 Diagrama de Momentos Caso 10
S
U
E
L
O
La figura 530 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
88
Fig
ura
53
0 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
89
Una vez resueltos los ejercicios manualmente se obtuvo el resultado real y con el paquete
interactivo se obtuvo el resultado aproximado estos se comparan para mostrar la bondad del
programa GALA( Ver Tablas 51 a 510)
Caso 1
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 71 703 m 007 099
Longitud Total de
Tablestaca 121 1203 m 007 058
Momento Maacuteximo 20939 20957 kN-mm -018 -009
Seccioacuten Requerida 121738 121494 cmsup3m 244 020
Tabla 51 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 2
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 611 596 m 015 246
Longitud Total de
Tablestaca 1111 1096 m 015 135
Momento Maacuteximo ----- 2238 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 129742 cmsup3m ----- -----
Tabla 52 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 3
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 345 341 m 004 116
Longitud Total de
Tablestaca 895 891 m 004 045
Momento Maacuteximo 12742 12757 kN-mm -015 -012
Seccioacuten Requerida 74081 73759 cmsup3m 322 043
Tabla 53 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
90
Caso 4
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 533 53 m 003 056
Longitud Total de Tablestaca 1448 1445 m 003 021
Momento Maacuteximo ----- 35063 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 166967 cmsup3m ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 11487 11567 kN -08 -070
Separacioacuten entre Anclas ----- 086 m ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 1142 m ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 9968 kN ----- -----
Tabla 54 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 5
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 114 1136 ft 004 035
Longitud Total de Tablestaca 438 4376 ft 004 009
Momento Maacuteximo ----- 1383 kLb-ftft ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 663 insup3ft ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 629 314 kLb 315 5008
Separacioacuten entre Anclas ----- 527 ft ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 3475 ft ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 1657 kLb ----- -----
Tabla 55 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
91
Caso 6
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 2696 2697 kLb -001 -004
Fuerza en Puntal B 2097 2097 kLb 0 000
Fuerza en Puntal C 1198 1198 kLb 0 000
Fuerza en Puntal D 4793 4794 kLb -001 -002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 1294 394 insup3ft 9 6955
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 1048 307 insup3ft 741 7071
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 599 175 insup3ft 424 7078
Seccioacuten Requerida en
Larguero D 2301 701 insup3ft 16 6954
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 431 431 insup3ft 0 000
Tabla 56 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 7
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 273 273 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 91 91 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 4854 48534 kN 006 001
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 98913 98914 cmsup3m -001 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 32971 32971 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 17587 175846 cmsup3m 024 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 57 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
92
Caso 8
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 30689 30689 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 40514 40514 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 41344 41344 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 111194 111191 cmsup3m 003 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 146793 146791 cmsup3m 002 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 149801 149796 cmsup3m 005 000
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 22336 22547 cmsup3m -211 -094
Tabla 58 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 9
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 1092 1092 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 364 364 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 19416 19413 kN 003 002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 15826 15856 cmsup3m -03 -019
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 5275 5275 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 28139 28135 cmsup3m 004 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 59 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
93
Caso 10
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 16207 16207 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 2712 27122 kN -002 -001
Fuerza en Puntal C 16207 16207 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 58957 5896 cmsup3m -003 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 15669 15668 cmsup3m 001 001
Tabla 510 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Al revisar las comparaciones en el caso de tablestacado se obtubo un porcentaje alto el cual
se trata de la fuerza del ancla obtenida en el Caso 5 en el caacutelculo se encontroacute que se consideroacute
la DTeoacuterica en lugar de la D la cual ya estaacute afectada por el factor de seguridad demostrando
que el error se encuentra en el ejercicio resuelto manualmente
Los porcentajes de la profundidad de penetracioacuten de la tablestaca se consideran relativamente
altos pero hay que resaltar que su caacutelculo es por iteraciones y se busca un valor cerca del 0
mientras que el programa trata de resolver el valor lo maacutes cercano a 0 obteniendo asiacute maacutes
presicioacuten
En los casos de Entibacioacuten se presenta un error relativo que es un error fatal en el caacutelculo de
los largueros que ocurre en el Caso 6 esto fue inquietante puesto que el porcentaje resulta
superior al cincuenta por ciento esto obligoacute a revisar cuidadosamente el paquete en lo
94
referente a la conversioacuten de unidades en el cual su programacioacuten en el Sistema Ingleacutes que se
basa en el uso de factores de conversioacuten para resolver en Sistema Meacutetrico y asiacute regresar de
nuevo los valores en Sistema Ingleacutes
Se encontroacute un error dimensional el cual no se localizoacute pero se refleja en la seccioacuten requerida
en los largueros lo cual tambieacuten obligo a realizar una revisioacuten minuciosa en todos los
algoritmos del programa Obteniendo asiacute en la totalidad de los casos resueltos en Sistema
Ingleacutes y en Sistema Meacutetrico un factor de 001860 para la conversioacuten de cmsup3m a insup3ft Factor
que no se cumple en el caacutelculo de largueros realizado manualmente Se encontroacute que el valor
estaacute aumentado por 328 veces lo cual es el mismo valor de conversioacuten de metros a pies
demostrando la confiabilidad y bondad del programa GALA
Teniendo confianza en lo anterior se resuelven con el paquete aquellos casos cuando no
propone el elemento estructural que exista en el mercado En los casos analizados en este
estudio de Tablestacado siempre propone el elemento estructural pero en Entibacioacuten no
existen codales que cumplan las caracteriacutesticas que el ejercicio solicita por lo que es necesario
volver a calcular hasta encontrar la propuesta del programa de un codal adecuado
simplemente modificando la separacioacuten horizontal entre ellos en el caso de no llegar a
solucionarse asiacute el problema se recomienda modificar las separaciones verticales entre
codales respetando el uacuteltimo valor de separacioacuten entre la plantilla de la excavacioacuten y el uacuteltimo
codal
95
Fig
ura
53
1 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 6
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
96
Fig
ura
53
2 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 7
y C
aso
9 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
97
Fig
ura
53
3 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 8
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
98
Fig
ura
53
4 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 1
0 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
Page 27
70
A y B
En x = 225
-2427 x + 5460 = 0 x = 225 m
M = 683 kn-m
3 le x le 5
En x = 5
frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 ) + 1820 ( x ndash 3 )
M= -4853 kn-m
5 le x le 7
En x = 7
frac12( -2427 xsup2) + 5460 (x ndash 1) + 1820 (x ndash 3) + 9708 (x ndash 5)
M= 0 lb-ft
Mmax = 4853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 4853 ( 1000 ) = 28133 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 517 Diagrama de Momentos Caso 7
S
U
E
L
O
La figura 518 muestra la solucioacuten de caso 7 resuelto en el programa GALA
71
Fig
ura
51
8 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
72
58 Caso 8 Entibacioacuten en arcilla suave o blanda con 3 codales8
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1m
L= 7m L2 = 3m
L3 = 2m
L4 = 1m
S= 5 m
Figura 519
Arcilla suave
γ= 1750 knmsup3
φ= 0ordm
c= 30 knmsup2
Solucioacuten
Figura 520 Diagrama de presiones
de una arcilla suave o blanda
Diagrama de peck
γ H = ( 1750 ) ( 7 ) = 408
c 30
Pa= γ H ( 1 - 4Cu ) = ( 1750 ) ( 7 ) ( 1 ndash 4 ( 30 ) = 250 knmsup2
γ H 1750 ( 7 )
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 1750 ) ( 7 ) = 3675 knmsup2
8 Braja M Das Fundamentos de Ingenieriacutea Geoteacutecnica primera edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 492
73
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 3675 ) ( 225 ) ( 1125 ) + ( 283 ) ( 3216 ) = 6138 knm
Para B1
B1 = ( 3675 ) ( 225 ) ndash 6138 + 3216 = 5347 knm
Para C
2C = ( 3675 ) ( 3 ) ( 15 ) = 8269 knm
Para B2
B2 = ( 3675 ) ( 3 ) ndash 8269 = 2756 knm
Para B
B = B1 + B2 = 5347 + 2756 = 8103 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 6138 ( 5 ) = 30689 kN
Pb = B ( 5 ) = 8103 ( 5 ) = 40514 kN
Pc = C ( 5 ) = 8269 ( 5 ) = 41345 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 6138) ( 5sup2 ) = 19181 kn-m
8 8
74
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 19181 (1000) = 111194 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 8103 ) ( 5sup2 ) = 25322 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 25322 (1000) = 146793 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (8269) ( 5sup2 ) = 25141 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 25841 (1000) = 149801 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -3675 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -350 kn-m
75
1 le x le 175
En x = 175
M = -3675 xsup3 + 6138 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2728 kn-m
175 le x le 4
En x = 4
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 254
120597119910
120597119909 [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
6138 ( x ndash 1 )
-3675 x + 9353 = 0 x = 254 m
M = 3889 kn-m
4 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 )
M= -1838 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 475
120597119910
120597119909 [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 )
-3675 x + 17456 = 0 x = 475 m
M = 1034 kn-m
6 le x le 7
En x = 7
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 ) + 5347 ( x ndash 6 )
M= 0 kn-m
76
Mmax = 3853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 3853 ( 1000 ) = 22336 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 521 Diagrama de Momentos Caso 8
S
U
E
L
O
La figura 522 muestra la solucioacuten del caso 8 resuelto en el programa GALA
77
Fig
ura
52
2 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
78
59 Caso 9 Entibacioacuten en suelo arenoso con tres puntales9
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arenoso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 2 m
L3 = 2 m
L4 = 2 m
S= 2 m
Solucioacuten
Figura 523
Arena
γ= 16 knmsup3
φ= 30ordm
c= 0 knmsup2
Figura 524 Diagrama de
presiones en arena
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
065 ( 16 ) ( 7 ) tansup2 ( 45 - 302 ) = 2427 knmsup2
9 Braja M Das Principles of Geotechnical Engineering third edition Editorial ITP1994 paacuteg 452
79
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
2A = ( 2427 ) ( 3115 ) = 5461 knm
Para B1
B1 = 2427 ( 3 ) - 5461 = 1820 knm
Para C
2C = 2427 ( 4 ) ( 2 ) = 9708 = 9708 knm
Para B2
B2 = 2427 ( 4 ) - 9708 = 0 knm
B = B1 + B2 = 1820 knm
Fuerzas en los puntales
PA= A ( S ) = 5460 ( 2 ) = 10920 kn
PB = B ( S ) = 1820 ( 2 ) = 3640 kn
PC = C ( S ) = 9708 ( 2 ) = 19416 kn
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5460) ( 2sup2 ) = 273 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 2730 (1000) = 15826 cmsup3m
σadm 1725
80
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 1820 ) ( 2sup2 ) = 910 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 910 (1000) = 5275 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (9708) ( 2sup2 ) = 4854 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 4854 (1000) = 28139 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = frac12 ( -2427 xsup2)
M = 0
M = -1213 kn-m
1 le x le 3
En x = 3
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
120597119910
120597119909 frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
-2427 x + 5460 = 0 x = 225 m
81
A y B
En x = 225
M = 683 kn-m
3 le x le 5
En x = 5
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 ) + 1820 ( x ndash 3 )
M= -4853 kn-m
5 le x le 7
En x = 7
M = frac12( -2427 xsup2) + 5460 (x ndash 1) + 1820 (x ndash 3) + 9708 (x ndash 5)
M= 0 lb-ft
Mmax = 4853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 4853 ( 1000 ) = 28133 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 525 Diagrama de Momentos Caso 9
S
U
E
L
O
La figura 526 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
82
Fig
ura
52
6 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
83
510 Caso 10 Entibacioacuten en arcilla dura con 3 codales10
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 25 m
L3 = 25 m
L4 = 1 m
S= 3 m
Figura 527
Arena
γ= 18 knmsup3
φ= 0ordm
c= 35 knmsup2
Solucioacuten
Figura 528 Diagrama de presiones
de una arcilla dura
Diagrama de peck
γ H = ( 1800) ( 7 ) = 360
c 35
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 18 ) ( 7 ) = 378 knmsup2
10
Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 531
84
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 378 ) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B1
B1 = (378) ( 175 ) ndash 5402 + 3308 = 4520 knm
Para C
2C = (378) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B2
B2 = (378) ( 175 ) ndash ( 5402 ) + ( 3308 ) = 4520 knm
Para B
B = B1 + B2 = 4520 + 4520 = 9040 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Pb = B ( 5 ) = 9040 ( 3 ) = 27120 kN
Pc = C ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
85
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 9040 ) ( 3sup2 ) = 1017 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 1017 (1000) = 58957 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -360 kn-m
86
1 le x le 175
En x = 175
M = -378 xsup3 + 5402 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2122 kn-m
175 le x le 35
En x = 35
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 230
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
-378 x + 8709 = 0 x = 230 m
M = 2703 kn-m
35 le x le 525
En x = 525
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
M= 2122 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 469
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
-378 x + 17750 = 0 x = 469 m
M = 2703 kn-m
525 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 378 xsup3 - frac12( 378 ( x ndash 525 )sup2 )
6 ( 025 (7) )
M= -360 kn-m
6 le x le 7 M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 )
87
En x = 7
+ 5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 5402 ( x ndash 6 )
- frac12 ( 378 ( x ndash 525 )sup2 ) + 378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M= 0 kn-m
Mmax = 2703 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 2703 ( 1000 ) = 15669 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 529 Diagrama de Momentos Caso 10
S
U
E
L
O
La figura 530 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
88
Fig
ura
53
0 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
89
Una vez resueltos los ejercicios manualmente se obtuvo el resultado real y con el paquete
interactivo se obtuvo el resultado aproximado estos se comparan para mostrar la bondad del
programa GALA( Ver Tablas 51 a 510)
Caso 1
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 71 703 m 007 099
Longitud Total de
Tablestaca 121 1203 m 007 058
Momento Maacuteximo 20939 20957 kN-mm -018 -009
Seccioacuten Requerida 121738 121494 cmsup3m 244 020
Tabla 51 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 2
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 611 596 m 015 246
Longitud Total de
Tablestaca 1111 1096 m 015 135
Momento Maacuteximo ----- 2238 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 129742 cmsup3m ----- -----
Tabla 52 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 3
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 345 341 m 004 116
Longitud Total de
Tablestaca 895 891 m 004 045
Momento Maacuteximo 12742 12757 kN-mm -015 -012
Seccioacuten Requerida 74081 73759 cmsup3m 322 043
Tabla 53 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
90
Caso 4
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 533 53 m 003 056
Longitud Total de Tablestaca 1448 1445 m 003 021
Momento Maacuteximo ----- 35063 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 166967 cmsup3m ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 11487 11567 kN -08 -070
Separacioacuten entre Anclas ----- 086 m ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 1142 m ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 9968 kN ----- -----
Tabla 54 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 5
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 114 1136 ft 004 035
Longitud Total de Tablestaca 438 4376 ft 004 009
Momento Maacuteximo ----- 1383 kLb-ftft ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 663 insup3ft ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 629 314 kLb 315 5008
Separacioacuten entre Anclas ----- 527 ft ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 3475 ft ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 1657 kLb ----- -----
Tabla 55 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
91
Caso 6
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 2696 2697 kLb -001 -004
Fuerza en Puntal B 2097 2097 kLb 0 000
Fuerza en Puntal C 1198 1198 kLb 0 000
Fuerza en Puntal D 4793 4794 kLb -001 -002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 1294 394 insup3ft 9 6955
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 1048 307 insup3ft 741 7071
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 599 175 insup3ft 424 7078
Seccioacuten Requerida en
Larguero D 2301 701 insup3ft 16 6954
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 431 431 insup3ft 0 000
Tabla 56 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 7
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 273 273 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 91 91 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 4854 48534 kN 006 001
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 98913 98914 cmsup3m -001 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 32971 32971 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 17587 175846 cmsup3m 024 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 57 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
92
Caso 8
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 30689 30689 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 40514 40514 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 41344 41344 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 111194 111191 cmsup3m 003 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 146793 146791 cmsup3m 002 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 149801 149796 cmsup3m 005 000
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 22336 22547 cmsup3m -211 -094
Tabla 58 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 9
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 1092 1092 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 364 364 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 19416 19413 kN 003 002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 15826 15856 cmsup3m -03 -019
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 5275 5275 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 28139 28135 cmsup3m 004 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 59 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
93
Caso 10
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 16207 16207 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 2712 27122 kN -002 -001
Fuerza en Puntal C 16207 16207 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 58957 5896 cmsup3m -003 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 15669 15668 cmsup3m 001 001
Tabla 510 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Al revisar las comparaciones en el caso de tablestacado se obtubo un porcentaje alto el cual
se trata de la fuerza del ancla obtenida en el Caso 5 en el caacutelculo se encontroacute que se consideroacute
la DTeoacuterica en lugar de la D la cual ya estaacute afectada por el factor de seguridad demostrando
que el error se encuentra en el ejercicio resuelto manualmente
Los porcentajes de la profundidad de penetracioacuten de la tablestaca se consideran relativamente
altos pero hay que resaltar que su caacutelculo es por iteraciones y se busca un valor cerca del 0
mientras que el programa trata de resolver el valor lo maacutes cercano a 0 obteniendo asiacute maacutes
presicioacuten
En los casos de Entibacioacuten se presenta un error relativo que es un error fatal en el caacutelculo de
los largueros que ocurre en el Caso 6 esto fue inquietante puesto que el porcentaje resulta
superior al cincuenta por ciento esto obligoacute a revisar cuidadosamente el paquete en lo
94
referente a la conversioacuten de unidades en el cual su programacioacuten en el Sistema Ingleacutes que se
basa en el uso de factores de conversioacuten para resolver en Sistema Meacutetrico y asiacute regresar de
nuevo los valores en Sistema Ingleacutes
Se encontroacute un error dimensional el cual no se localizoacute pero se refleja en la seccioacuten requerida
en los largueros lo cual tambieacuten obligo a realizar una revisioacuten minuciosa en todos los
algoritmos del programa Obteniendo asiacute en la totalidad de los casos resueltos en Sistema
Ingleacutes y en Sistema Meacutetrico un factor de 001860 para la conversioacuten de cmsup3m a insup3ft Factor
que no se cumple en el caacutelculo de largueros realizado manualmente Se encontroacute que el valor
estaacute aumentado por 328 veces lo cual es el mismo valor de conversioacuten de metros a pies
demostrando la confiabilidad y bondad del programa GALA
Teniendo confianza en lo anterior se resuelven con el paquete aquellos casos cuando no
propone el elemento estructural que exista en el mercado En los casos analizados en este
estudio de Tablestacado siempre propone el elemento estructural pero en Entibacioacuten no
existen codales que cumplan las caracteriacutesticas que el ejercicio solicita por lo que es necesario
volver a calcular hasta encontrar la propuesta del programa de un codal adecuado
simplemente modificando la separacioacuten horizontal entre ellos en el caso de no llegar a
solucionarse asiacute el problema se recomienda modificar las separaciones verticales entre
codales respetando el uacuteltimo valor de separacioacuten entre la plantilla de la excavacioacuten y el uacuteltimo
codal
95
Fig
ura
53
1 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 6
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
96
Fig
ura
53
2 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 7
y C
aso
9 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
97
Fig
ura
53
3 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 8
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
98
Fig
ura
53
4 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 1
0 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
Page 28
71
Fig
ura
51
8 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
72
58 Caso 8 Entibacioacuten en arcilla suave o blanda con 3 codales8
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1m
L= 7m L2 = 3m
L3 = 2m
L4 = 1m
S= 5 m
Figura 519
Arcilla suave
γ= 1750 knmsup3
φ= 0ordm
c= 30 knmsup2
Solucioacuten
Figura 520 Diagrama de presiones
de una arcilla suave o blanda
Diagrama de peck
γ H = ( 1750 ) ( 7 ) = 408
c 30
Pa= γ H ( 1 - 4Cu ) = ( 1750 ) ( 7 ) ( 1 ndash 4 ( 30 ) = 250 knmsup2
γ H 1750 ( 7 )
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 1750 ) ( 7 ) = 3675 knmsup2
8 Braja M Das Fundamentos de Ingenieriacutea Geoteacutecnica primera edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 492
73
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 3675 ) ( 225 ) ( 1125 ) + ( 283 ) ( 3216 ) = 6138 knm
Para B1
B1 = ( 3675 ) ( 225 ) ndash 6138 + 3216 = 5347 knm
Para C
2C = ( 3675 ) ( 3 ) ( 15 ) = 8269 knm
Para B2
B2 = ( 3675 ) ( 3 ) ndash 8269 = 2756 knm
Para B
B = B1 + B2 = 5347 + 2756 = 8103 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 6138 ( 5 ) = 30689 kN
Pb = B ( 5 ) = 8103 ( 5 ) = 40514 kN
Pc = C ( 5 ) = 8269 ( 5 ) = 41345 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 6138) ( 5sup2 ) = 19181 kn-m
8 8
74
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 19181 (1000) = 111194 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 8103 ) ( 5sup2 ) = 25322 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 25322 (1000) = 146793 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (8269) ( 5sup2 ) = 25141 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 25841 (1000) = 149801 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -3675 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -350 kn-m
75
1 le x le 175
En x = 175
M = -3675 xsup3 + 6138 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2728 kn-m
175 le x le 4
En x = 4
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 254
120597119910
120597119909 [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
6138 ( x ndash 1 )
-3675 x + 9353 = 0 x = 254 m
M = 3889 kn-m
4 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 )
M= -1838 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 475
120597119910
120597119909 [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 )
-3675 x + 17456 = 0 x = 475 m
M = 1034 kn-m
6 le x le 7
En x = 7
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 ) + 5347 ( x ndash 6 )
M= 0 kn-m
76
Mmax = 3853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 3853 ( 1000 ) = 22336 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 521 Diagrama de Momentos Caso 8
S
U
E
L
O
La figura 522 muestra la solucioacuten del caso 8 resuelto en el programa GALA
77
Fig
ura
52
2 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
78
59 Caso 9 Entibacioacuten en suelo arenoso con tres puntales9
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arenoso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 2 m
L3 = 2 m
L4 = 2 m
S= 2 m
Solucioacuten
Figura 523
Arena
γ= 16 knmsup3
φ= 30ordm
c= 0 knmsup2
Figura 524 Diagrama de
presiones en arena
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
065 ( 16 ) ( 7 ) tansup2 ( 45 - 302 ) = 2427 knmsup2
9 Braja M Das Principles of Geotechnical Engineering third edition Editorial ITP1994 paacuteg 452
79
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
2A = ( 2427 ) ( 3115 ) = 5461 knm
Para B1
B1 = 2427 ( 3 ) - 5461 = 1820 knm
Para C
2C = 2427 ( 4 ) ( 2 ) = 9708 = 9708 knm
Para B2
B2 = 2427 ( 4 ) - 9708 = 0 knm
B = B1 + B2 = 1820 knm
Fuerzas en los puntales
PA= A ( S ) = 5460 ( 2 ) = 10920 kn
PB = B ( S ) = 1820 ( 2 ) = 3640 kn
PC = C ( S ) = 9708 ( 2 ) = 19416 kn
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5460) ( 2sup2 ) = 273 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 2730 (1000) = 15826 cmsup3m
σadm 1725
80
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 1820 ) ( 2sup2 ) = 910 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 910 (1000) = 5275 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (9708) ( 2sup2 ) = 4854 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 4854 (1000) = 28139 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = frac12 ( -2427 xsup2)
M = 0
M = -1213 kn-m
1 le x le 3
En x = 3
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
120597119910
120597119909 frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
-2427 x + 5460 = 0 x = 225 m
81
A y B
En x = 225
M = 683 kn-m
3 le x le 5
En x = 5
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 ) + 1820 ( x ndash 3 )
M= -4853 kn-m
5 le x le 7
En x = 7
M = frac12( -2427 xsup2) + 5460 (x ndash 1) + 1820 (x ndash 3) + 9708 (x ndash 5)
M= 0 lb-ft
Mmax = 4853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 4853 ( 1000 ) = 28133 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 525 Diagrama de Momentos Caso 9
S
U
E
L
O
La figura 526 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
82
Fig
ura
52
6 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
83
510 Caso 10 Entibacioacuten en arcilla dura con 3 codales10
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 25 m
L3 = 25 m
L4 = 1 m
S= 3 m
Figura 527
Arena
γ= 18 knmsup3
φ= 0ordm
c= 35 knmsup2
Solucioacuten
Figura 528 Diagrama de presiones
de una arcilla dura
Diagrama de peck
γ H = ( 1800) ( 7 ) = 360
c 35
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 18 ) ( 7 ) = 378 knmsup2
10
Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 531
84
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 378 ) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B1
B1 = (378) ( 175 ) ndash 5402 + 3308 = 4520 knm
Para C
2C = (378) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B2
B2 = (378) ( 175 ) ndash ( 5402 ) + ( 3308 ) = 4520 knm
Para B
B = B1 + B2 = 4520 + 4520 = 9040 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Pb = B ( 5 ) = 9040 ( 3 ) = 27120 kN
Pc = C ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
85
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 9040 ) ( 3sup2 ) = 1017 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 1017 (1000) = 58957 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -360 kn-m
86
1 le x le 175
En x = 175
M = -378 xsup3 + 5402 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2122 kn-m
175 le x le 35
En x = 35
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 230
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
-378 x + 8709 = 0 x = 230 m
M = 2703 kn-m
35 le x le 525
En x = 525
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
M= 2122 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 469
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
-378 x + 17750 = 0 x = 469 m
M = 2703 kn-m
525 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 378 xsup3 - frac12( 378 ( x ndash 525 )sup2 )
6 ( 025 (7) )
M= -360 kn-m
6 le x le 7 M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 )
87
En x = 7
+ 5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 5402 ( x ndash 6 )
- frac12 ( 378 ( x ndash 525 )sup2 ) + 378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M= 0 kn-m
Mmax = 2703 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 2703 ( 1000 ) = 15669 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 529 Diagrama de Momentos Caso 10
S
U
E
L
O
La figura 530 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
88
Fig
ura
53
0 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
89
Una vez resueltos los ejercicios manualmente se obtuvo el resultado real y con el paquete
interactivo se obtuvo el resultado aproximado estos se comparan para mostrar la bondad del
programa GALA( Ver Tablas 51 a 510)
Caso 1
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 71 703 m 007 099
Longitud Total de
Tablestaca 121 1203 m 007 058
Momento Maacuteximo 20939 20957 kN-mm -018 -009
Seccioacuten Requerida 121738 121494 cmsup3m 244 020
Tabla 51 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 2
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 611 596 m 015 246
Longitud Total de
Tablestaca 1111 1096 m 015 135
Momento Maacuteximo ----- 2238 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 129742 cmsup3m ----- -----
Tabla 52 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 3
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 345 341 m 004 116
Longitud Total de
Tablestaca 895 891 m 004 045
Momento Maacuteximo 12742 12757 kN-mm -015 -012
Seccioacuten Requerida 74081 73759 cmsup3m 322 043
Tabla 53 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
90
Caso 4
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 533 53 m 003 056
Longitud Total de Tablestaca 1448 1445 m 003 021
Momento Maacuteximo ----- 35063 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 166967 cmsup3m ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 11487 11567 kN -08 -070
Separacioacuten entre Anclas ----- 086 m ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 1142 m ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 9968 kN ----- -----
Tabla 54 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 5
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 114 1136 ft 004 035
Longitud Total de Tablestaca 438 4376 ft 004 009
Momento Maacuteximo ----- 1383 kLb-ftft ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 663 insup3ft ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 629 314 kLb 315 5008
Separacioacuten entre Anclas ----- 527 ft ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 3475 ft ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 1657 kLb ----- -----
Tabla 55 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
91
Caso 6
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 2696 2697 kLb -001 -004
Fuerza en Puntal B 2097 2097 kLb 0 000
Fuerza en Puntal C 1198 1198 kLb 0 000
Fuerza en Puntal D 4793 4794 kLb -001 -002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 1294 394 insup3ft 9 6955
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 1048 307 insup3ft 741 7071
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 599 175 insup3ft 424 7078
Seccioacuten Requerida en
Larguero D 2301 701 insup3ft 16 6954
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 431 431 insup3ft 0 000
Tabla 56 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 7
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 273 273 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 91 91 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 4854 48534 kN 006 001
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 98913 98914 cmsup3m -001 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 32971 32971 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 17587 175846 cmsup3m 024 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 57 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
92
Caso 8
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 30689 30689 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 40514 40514 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 41344 41344 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 111194 111191 cmsup3m 003 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 146793 146791 cmsup3m 002 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 149801 149796 cmsup3m 005 000
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 22336 22547 cmsup3m -211 -094
Tabla 58 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 9
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 1092 1092 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 364 364 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 19416 19413 kN 003 002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 15826 15856 cmsup3m -03 -019
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 5275 5275 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 28139 28135 cmsup3m 004 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 59 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
93
Caso 10
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 16207 16207 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 2712 27122 kN -002 -001
Fuerza en Puntal C 16207 16207 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 58957 5896 cmsup3m -003 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 15669 15668 cmsup3m 001 001
Tabla 510 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Al revisar las comparaciones en el caso de tablestacado se obtubo un porcentaje alto el cual
se trata de la fuerza del ancla obtenida en el Caso 5 en el caacutelculo se encontroacute que se consideroacute
la DTeoacuterica en lugar de la D la cual ya estaacute afectada por el factor de seguridad demostrando
que el error se encuentra en el ejercicio resuelto manualmente
Los porcentajes de la profundidad de penetracioacuten de la tablestaca se consideran relativamente
altos pero hay que resaltar que su caacutelculo es por iteraciones y se busca un valor cerca del 0
mientras que el programa trata de resolver el valor lo maacutes cercano a 0 obteniendo asiacute maacutes
presicioacuten
En los casos de Entibacioacuten se presenta un error relativo que es un error fatal en el caacutelculo de
los largueros que ocurre en el Caso 6 esto fue inquietante puesto que el porcentaje resulta
superior al cincuenta por ciento esto obligoacute a revisar cuidadosamente el paquete en lo
94
referente a la conversioacuten de unidades en el cual su programacioacuten en el Sistema Ingleacutes que se
basa en el uso de factores de conversioacuten para resolver en Sistema Meacutetrico y asiacute regresar de
nuevo los valores en Sistema Ingleacutes
Se encontroacute un error dimensional el cual no se localizoacute pero se refleja en la seccioacuten requerida
en los largueros lo cual tambieacuten obligo a realizar una revisioacuten minuciosa en todos los
algoritmos del programa Obteniendo asiacute en la totalidad de los casos resueltos en Sistema
Ingleacutes y en Sistema Meacutetrico un factor de 001860 para la conversioacuten de cmsup3m a insup3ft Factor
que no se cumple en el caacutelculo de largueros realizado manualmente Se encontroacute que el valor
estaacute aumentado por 328 veces lo cual es el mismo valor de conversioacuten de metros a pies
demostrando la confiabilidad y bondad del programa GALA
Teniendo confianza en lo anterior se resuelven con el paquete aquellos casos cuando no
propone el elemento estructural que exista en el mercado En los casos analizados en este
estudio de Tablestacado siempre propone el elemento estructural pero en Entibacioacuten no
existen codales que cumplan las caracteriacutesticas que el ejercicio solicita por lo que es necesario
volver a calcular hasta encontrar la propuesta del programa de un codal adecuado
simplemente modificando la separacioacuten horizontal entre ellos en el caso de no llegar a
solucionarse asiacute el problema se recomienda modificar las separaciones verticales entre
codales respetando el uacuteltimo valor de separacioacuten entre la plantilla de la excavacioacuten y el uacuteltimo
codal
95
Fig
ura
53
1 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 6
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
96
Fig
ura
53
2 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 7
y C
aso
9 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
97
Fig
ura
53
3 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 8
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
98
Fig
ura
53
4 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 1
0 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
Page 29
72
58 Caso 8 Entibacioacuten en arcilla suave o blanda con 3 codales8
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1m
L= 7m L2 = 3m
L3 = 2m
L4 = 1m
S= 5 m
Figura 519
Arcilla suave
γ= 1750 knmsup3
φ= 0ordm
c= 30 knmsup2
Solucioacuten
Figura 520 Diagrama de presiones
de una arcilla suave o blanda
Diagrama de peck
γ H = ( 1750 ) ( 7 ) = 408
c 30
Pa= γ H ( 1 - 4Cu ) = ( 1750 ) ( 7 ) ( 1 ndash 4 ( 30 ) = 250 knmsup2
γ H 1750 ( 7 )
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 1750 ) ( 7 ) = 3675 knmsup2
8 Braja M Das Fundamentos de Ingenieriacutea Geoteacutecnica primera edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 492
73
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 3675 ) ( 225 ) ( 1125 ) + ( 283 ) ( 3216 ) = 6138 knm
Para B1
B1 = ( 3675 ) ( 225 ) ndash 6138 + 3216 = 5347 knm
Para C
2C = ( 3675 ) ( 3 ) ( 15 ) = 8269 knm
Para B2
B2 = ( 3675 ) ( 3 ) ndash 8269 = 2756 knm
Para B
B = B1 + B2 = 5347 + 2756 = 8103 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 6138 ( 5 ) = 30689 kN
Pb = B ( 5 ) = 8103 ( 5 ) = 40514 kN
Pc = C ( 5 ) = 8269 ( 5 ) = 41345 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 6138) ( 5sup2 ) = 19181 kn-m
8 8
74
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 19181 (1000) = 111194 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 8103 ) ( 5sup2 ) = 25322 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 25322 (1000) = 146793 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (8269) ( 5sup2 ) = 25141 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 25841 (1000) = 149801 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -3675 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -350 kn-m
75
1 le x le 175
En x = 175
M = -3675 xsup3 + 6138 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2728 kn-m
175 le x le 4
En x = 4
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 254
120597119910
120597119909 [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
6138 ( x ndash 1 )
-3675 x + 9353 = 0 x = 254 m
M = 3889 kn-m
4 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 )
M= -1838 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 475
120597119910
120597119909 [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 )
-3675 x + 17456 = 0 x = 475 m
M = 1034 kn-m
6 le x le 7
En x = 7
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 ) + 5347 ( x ndash 6 )
M= 0 kn-m
76
Mmax = 3853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 3853 ( 1000 ) = 22336 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 521 Diagrama de Momentos Caso 8
S
U
E
L
O
La figura 522 muestra la solucioacuten del caso 8 resuelto en el programa GALA
77
Fig
ura
52
2 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
78
59 Caso 9 Entibacioacuten en suelo arenoso con tres puntales9
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arenoso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 2 m
L3 = 2 m
L4 = 2 m
S= 2 m
Solucioacuten
Figura 523
Arena
γ= 16 knmsup3
φ= 30ordm
c= 0 knmsup2
Figura 524 Diagrama de
presiones en arena
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
065 ( 16 ) ( 7 ) tansup2 ( 45 - 302 ) = 2427 knmsup2
9 Braja M Das Principles of Geotechnical Engineering third edition Editorial ITP1994 paacuteg 452
79
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
2A = ( 2427 ) ( 3115 ) = 5461 knm
Para B1
B1 = 2427 ( 3 ) - 5461 = 1820 knm
Para C
2C = 2427 ( 4 ) ( 2 ) = 9708 = 9708 knm
Para B2
B2 = 2427 ( 4 ) - 9708 = 0 knm
B = B1 + B2 = 1820 knm
Fuerzas en los puntales
PA= A ( S ) = 5460 ( 2 ) = 10920 kn
PB = B ( S ) = 1820 ( 2 ) = 3640 kn
PC = C ( S ) = 9708 ( 2 ) = 19416 kn
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5460) ( 2sup2 ) = 273 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 2730 (1000) = 15826 cmsup3m
σadm 1725
80
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 1820 ) ( 2sup2 ) = 910 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 910 (1000) = 5275 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (9708) ( 2sup2 ) = 4854 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 4854 (1000) = 28139 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = frac12 ( -2427 xsup2)
M = 0
M = -1213 kn-m
1 le x le 3
En x = 3
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
120597119910
120597119909 frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
-2427 x + 5460 = 0 x = 225 m
81
A y B
En x = 225
M = 683 kn-m
3 le x le 5
En x = 5
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 ) + 1820 ( x ndash 3 )
M= -4853 kn-m
5 le x le 7
En x = 7
M = frac12( -2427 xsup2) + 5460 (x ndash 1) + 1820 (x ndash 3) + 9708 (x ndash 5)
M= 0 lb-ft
Mmax = 4853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 4853 ( 1000 ) = 28133 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 525 Diagrama de Momentos Caso 9
S
U
E
L
O
La figura 526 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
82
Fig
ura
52
6 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
83
510 Caso 10 Entibacioacuten en arcilla dura con 3 codales10
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 25 m
L3 = 25 m
L4 = 1 m
S= 3 m
Figura 527
Arena
γ= 18 knmsup3
φ= 0ordm
c= 35 knmsup2
Solucioacuten
Figura 528 Diagrama de presiones
de una arcilla dura
Diagrama de peck
γ H = ( 1800) ( 7 ) = 360
c 35
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 18 ) ( 7 ) = 378 knmsup2
10
Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 531
84
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 378 ) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B1
B1 = (378) ( 175 ) ndash 5402 + 3308 = 4520 knm
Para C
2C = (378) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B2
B2 = (378) ( 175 ) ndash ( 5402 ) + ( 3308 ) = 4520 knm
Para B
B = B1 + B2 = 4520 + 4520 = 9040 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Pb = B ( 5 ) = 9040 ( 3 ) = 27120 kN
Pc = C ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
85
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 9040 ) ( 3sup2 ) = 1017 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 1017 (1000) = 58957 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -360 kn-m
86
1 le x le 175
En x = 175
M = -378 xsup3 + 5402 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2122 kn-m
175 le x le 35
En x = 35
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 230
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
-378 x + 8709 = 0 x = 230 m
M = 2703 kn-m
35 le x le 525
En x = 525
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
M= 2122 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 469
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
-378 x + 17750 = 0 x = 469 m
M = 2703 kn-m
525 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 378 xsup3 - frac12( 378 ( x ndash 525 )sup2 )
6 ( 025 (7) )
M= -360 kn-m
6 le x le 7 M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 )
87
En x = 7
+ 5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 5402 ( x ndash 6 )
- frac12 ( 378 ( x ndash 525 )sup2 ) + 378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M= 0 kn-m
Mmax = 2703 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 2703 ( 1000 ) = 15669 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 529 Diagrama de Momentos Caso 10
S
U
E
L
O
La figura 530 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
88
Fig
ura
53
0 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
89
Una vez resueltos los ejercicios manualmente se obtuvo el resultado real y con el paquete
interactivo se obtuvo el resultado aproximado estos se comparan para mostrar la bondad del
programa GALA( Ver Tablas 51 a 510)
Caso 1
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 71 703 m 007 099
Longitud Total de
Tablestaca 121 1203 m 007 058
Momento Maacuteximo 20939 20957 kN-mm -018 -009
Seccioacuten Requerida 121738 121494 cmsup3m 244 020
Tabla 51 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 2
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 611 596 m 015 246
Longitud Total de
Tablestaca 1111 1096 m 015 135
Momento Maacuteximo ----- 2238 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 129742 cmsup3m ----- -----
Tabla 52 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 3
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 345 341 m 004 116
Longitud Total de
Tablestaca 895 891 m 004 045
Momento Maacuteximo 12742 12757 kN-mm -015 -012
Seccioacuten Requerida 74081 73759 cmsup3m 322 043
Tabla 53 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
90
Caso 4
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 533 53 m 003 056
Longitud Total de Tablestaca 1448 1445 m 003 021
Momento Maacuteximo ----- 35063 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 166967 cmsup3m ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 11487 11567 kN -08 -070
Separacioacuten entre Anclas ----- 086 m ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 1142 m ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 9968 kN ----- -----
Tabla 54 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 5
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 114 1136 ft 004 035
Longitud Total de Tablestaca 438 4376 ft 004 009
Momento Maacuteximo ----- 1383 kLb-ftft ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 663 insup3ft ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 629 314 kLb 315 5008
Separacioacuten entre Anclas ----- 527 ft ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 3475 ft ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 1657 kLb ----- -----
Tabla 55 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
91
Caso 6
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 2696 2697 kLb -001 -004
Fuerza en Puntal B 2097 2097 kLb 0 000
Fuerza en Puntal C 1198 1198 kLb 0 000
Fuerza en Puntal D 4793 4794 kLb -001 -002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 1294 394 insup3ft 9 6955
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 1048 307 insup3ft 741 7071
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 599 175 insup3ft 424 7078
Seccioacuten Requerida en
Larguero D 2301 701 insup3ft 16 6954
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 431 431 insup3ft 0 000
Tabla 56 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 7
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 273 273 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 91 91 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 4854 48534 kN 006 001
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 98913 98914 cmsup3m -001 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 32971 32971 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 17587 175846 cmsup3m 024 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 57 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
92
Caso 8
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 30689 30689 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 40514 40514 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 41344 41344 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 111194 111191 cmsup3m 003 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 146793 146791 cmsup3m 002 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 149801 149796 cmsup3m 005 000
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 22336 22547 cmsup3m -211 -094
Tabla 58 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 9
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 1092 1092 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 364 364 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 19416 19413 kN 003 002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 15826 15856 cmsup3m -03 -019
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 5275 5275 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 28139 28135 cmsup3m 004 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 59 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
93
Caso 10
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 16207 16207 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 2712 27122 kN -002 -001
Fuerza en Puntal C 16207 16207 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 58957 5896 cmsup3m -003 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 15669 15668 cmsup3m 001 001
Tabla 510 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Al revisar las comparaciones en el caso de tablestacado se obtubo un porcentaje alto el cual
se trata de la fuerza del ancla obtenida en el Caso 5 en el caacutelculo se encontroacute que se consideroacute
la DTeoacuterica en lugar de la D la cual ya estaacute afectada por el factor de seguridad demostrando
que el error se encuentra en el ejercicio resuelto manualmente
Los porcentajes de la profundidad de penetracioacuten de la tablestaca se consideran relativamente
altos pero hay que resaltar que su caacutelculo es por iteraciones y se busca un valor cerca del 0
mientras que el programa trata de resolver el valor lo maacutes cercano a 0 obteniendo asiacute maacutes
presicioacuten
En los casos de Entibacioacuten se presenta un error relativo que es un error fatal en el caacutelculo de
los largueros que ocurre en el Caso 6 esto fue inquietante puesto que el porcentaje resulta
superior al cincuenta por ciento esto obligoacute a revisar cuidadosamente el paquete en lo
94
referente a la conversioacuten de unidades en el cual su programacioacuten en el Sistema Ingleacutes que se
basa en el uso de factores de conversioacuten para resolver en Sistema Meacutetrico y asiacute regresar de
nuevo los valores en Sistema Ingleacutes
Se encontroacute un error dimensional el cual no se localizoacute pero se refleja en la seccioacuten requerida
en los largueros lo cual tambieacuten obligo a realizar una revisioacuten minuciosa en todos los
algoritmos del programa Obteniendo asiacute en la totalidad de los casos resueltos en Sistema
Ingleacutes y en Sistema Meacutetrico un factor de 001860 para la conversioacuten de cmsup3m a insup3ft Factor
que no se cumple en el caacutelculo de largueros realizado manualmente Se encontroacute que el valor
estaacute aumentado por 328 veces lo cual es el mismo valor de conversioacuten de metros a pies
demostrando la confiabilidad y bondad del programa GALA
Teniendo confianza en lo anterior se resuelven con el paquete aquellos casos cuando no
propone el elemento estructural que exista en el mercado En los casos analizados en este
estudio de Tablestacado siempre propone el elemento estructural pero en Entibacioacuten no
existen codales que cumplan las caracteriacutesticas que el ejercicio solicita por lo que es necesario
volver a calcular hasta encontrar la propuesta del programa de un codal adecuado
simplemente modificando la separacioacuten horizontal entre ellos en el caso de no llegar a
solucionarse asiacute el problema se recomienda modificar las separaciones verticales entre
codales respetando el uacuteltimo valor de separacioacuten entre la plantilla de la excavacioacuten y el uacuteltimo
codal
95
Fig
ura
53
1 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 6
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
96
Fig
ura
53
2 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 7
y C
aso
9 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
97
Fig
ura
53
3 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 8
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
98
Fig
ura
53
4 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 1
0 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
Page 30
73
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 3675 ) ( 225 ) ( 1125 ) + ( 283 ) ( 3216 ) = 6138 knm
Para B1
B1 = ( 3675 ) ( 225 ) ndash 6138 + 3216 = 5347 knm
Para C
2C = ( 3675 ) ( 3 ) ( 15 ) = 8269 knm
Para B2
B2 = ( 3675 ) ( 3 ) ndash 8269 = 2756 knm
Para B
B = B1 + B2 = 5347 + 2756 = 8103 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 6138 ( 5 ) = 30689 kN
Pb = B ( 5 ) = 8103 ( 5 ) = 40514 kN
Pc = C ( 5 ) = 8269 ( 5 ) = 41345 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 6138) ( 5sup2 ) = 19181 kn-m
8 8
74
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 19181 (1000) = 111194 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 8103 ) ( 5sup2 ) = 25322 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 25322 (1000) = 146793 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (8269) ( 5sup2 ) = 25141 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 25841 (1000) = 149801 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -3675 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -350 kn-m
75
1 le x le 175
En x = 175
M = -3675 xsup3 + 6138 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2728 kn-m
175 le x le 4
En x = 4
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 254
120597119910
120597119909 [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
6138 ( x ndash 1 )
-3675 x + 9353 = 0 x = 254 m
M = 3889 kn-m
4 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 )
M= -1838 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 475
120597119910
120597119909 [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 )
-3675 x + 17456 = 0 x = 475 m
M = 1034 kn-m
6 le x le 7
En x = 7
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 ) + 5347 ( x ndash 6 )
M= 0 kn-m
76
Mmax = 3853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 3853 ( 1000 ) = 22336 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 521 Diagrama de Momentos Caso 8
S
U
E
L
O
La figura 522 muestra la solucioacuten del caso 8 resuelto en el programa GALA
77
Fig
ura
52
2 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
78
59 Caso 9 Entibacioacuten en suelo arenoso con tres puntales9
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arenoso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 2 m
L3 = 2 m
L4 = 2 m
S= 2 m
Solucioacuten
Figura 523
Arena
γ= 16 knmsup3
φ= 30ordm
c= 0 knmsup2
Figura 524 Diagrama de
presiones en arena
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
065 ( 16 ) ( 7 ) tansup2 ( 45 - 302 ) = 2427 knmsup2
9 Braja M Das Principles of Geotechnical Engineering third edition Editorial ITP1994 paacuteg 452
79
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
2A = ( 2427 ) ( 3115 ) = 5461 knm
Para B1
B1 = 2427 ( 3 ) - 5461 = 1820 knm
Para C
2C = 2427 ( 4 ) ( 2 ) = 9708 = 9708 knm
Para B2
B2 = 2427 ( 4 ) - 9708 = 0 knm
B = B1 + B2 = 1820 knm
Fuerzas en los puntales
PA= A ( S ) = 5460 ( 2 ) = 10920 kn
PB = B ( S ) = 1820 ( 2 ) = 3640 kn
PC = C ( S ) = 9708 ( 2 ) = 19416 kn
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5460) ( 2sup2 ) = 273 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 2730 (1000) = 15826 cmsup3m
σadm 1725
80
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 1820 ) ( 2sup2 ) = 910 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 910 (1000) = 5275 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (9708) ( 2sup2 ) = 4854 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 4854 (1000) = 28139 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = frac12 ( -2427 xsup2)
M = 0
M = -1213 kn-m
1 le x le 3
En x = 3
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
120597119910
120597119909 frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
-2427 x + 5460 = 0 x = 225 m
81
A y B
En x = 225
M = 683 kn-m
3 le x le 5
En x = 5
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 ) + 1820 ( x ndash 3 )
M= -4853 kn-m
5 le x le 7
En x = 7
M = frac12( -2427 xsup2) + 5460 (x ndash 1) + 1820 (x ndash 3) + 9708 (x ndash 5)
M= 0 lb-ft
Mmax = 4853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 4853 ( 1000 ) = 28133 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 525 Diagrama de Momentos Caso 9
S
U
E
L
O
La figura 526 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
82
Fig
ura
52
6 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
83
510 Caso 10 Entibacioacuten en arcilla dura con 3 codales10
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 25 m
L3 = 25 m
L4 = 1 m
S= 3 m
Figura 527
Arena
γ= 18 knmsup3
φ= 0ordm
c= 35 knmsup2
Solucioacuten
Figura 528 Diagrama de presiones
de una arcilla dura
Diagrama de peck
γ H = ( 1800) ( 7 ) = 360
c 35
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 18 ) ( 7 ) = 378 knmsup2
10
Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 531
84
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 378 ) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B1
B1 = (378) ( 175 ) ndash 5402 + 3308 = 4520 knm
Para C
2C = (378) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B2
B2 = (378) ( 175 ) ndash ( 5402 ) + ( 3308 ) = 4520 knm
Para B
B = B1 + B2 = 4520 + 4520 = 9040 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Pb = B ( 5 ) = 9040 ( 3 ) = 27120 kN
Pc = C ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
85
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 9040 ) ( 3sup2 ) = 1017 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 1017 (1000) = 58957 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -360 kn-m
86
1 le x le 175
En x = 175
M = -378 xsup3 + 5402 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2122 kn-m
175 le x le 35
En x = 35
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 230
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
-378 x + 8709 = 0 x = 230 m
M = 2703 kn-m
35 le x le 525
En x = 525
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
M= 2122 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 469
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
-378 x + 17750 = 0 x = 469 m
M = 2703 kn-m
525 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 378 xsup3 - frac12( 378 ( x ndash 525 )sup2 )
6 ( 025 (7) )
M= -360 kn-m
6 le x le 7 M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 )
87
En x = 7
+ 5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 5402 ( x ndash 6 )
- frac12 ( 378 ( x ndash 525 )sup2 ) + 378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M= 0 kn-m
Mmax = 2703 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 2703 ( 1000 ) = 15669 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 529 Diagrama de Momentos Caso 10
S
U
E
L
O
La figura 530 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
88
Fig
ura
53
0 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
89
Una vez resueltos los ejercicios manualmente se obtuvo el resultado real y con el paquete
interactivo se obtuvo el resultado aproximado estos se comparan para mostrar la bondad del
programa GALA( Ver Tablas 51 a 510)
Caso 1
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 71 703 m 007 099
Longitud Total de
Tablestaca 121 1203 m 007 058
Momento Maacuteximo 20939 20957 kN-mm -018 -009
Seccioacuten Requerida 121738 121494 cmsup3m 244 020
Tabla 51 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 2
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 611 596 m 015 246
Longitud Total de
Tablestaca 1111 1096 m 015 135
Momento Maacuteximo ----- 2238 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 129742 cmsup3m ----- -----
Tabla 52 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 3
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 345 341 m 004 116
Longitud Total de
Tablestaca 895 891 m 004 045
Momento Maacuteximo 12742 12757 kN-mm -015 -012
Seccioacuten Requerida 74081 73759 cmsup3m 322 043
Tabla 53 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
90
Caso 4
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 533 53 m 003 056
Longitud Total de Tablestaca 1448 1445 m 003 021
Momento Maacuteximo ----- 35063 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 166967 cmsup3m ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 11487 11567 kN -08 -070
Separacioacuten entre Anclas ----- 086 m ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 1142 m ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 9968 kN ----- -----
Tabla 54 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 5
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 114 1136 ft 004 035
Longitud Total de Tablestaca 438 4376 ft 004 009
Momento Maacuteximo ----- 1383 kLb-ftft ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 663 insup3ft ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 629 314 kLb 315 5008
Separacioacuten entre Anclas ----- 527 ft ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 3475 ft ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 1657 kLb ----- -----
Tabla 55 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
91
Caso 6
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 2696 2697 kLb -001 -004
Fuerza en Puntal B 2097 2097 kLb 0 000
Fuerza en Puntal C 1198 1198 kLb 0 000
Fuerza en Puntal D 4793 4794 kLb -001 -002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 1294 394 insup3ft 9 6955
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 1048 307 insup3ft 741 7071
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 599 175 insup3ft 424 7078
Seccioacuten Requerida en
Larguero D 2301 701 insup3ft 16 6954
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 431 431 insup3ft 0 000
Tabla 56 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 7
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 273 273 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 91 91 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 4854 48534 kN 006 001
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 98913 98914 cmsup3m -001 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 32971 32971 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 17587 175846 cmsup3m 024 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 57 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
92
Caso 8
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 30689 30689 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 40514 40514 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 41344 41344 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 111194 111191 cmsup3m 003 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 146793 146791 cmsup3m 002 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 149801 149796 cmsup3m 005 000
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 22336 22547 cmsup3m -211 -094
Tabla 58 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 9
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 1092 1092 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 364 364 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 19416 19413 kN 003 002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 15826 15856 cmsup3m -03 -019
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 5275 5275 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 28139 28135 cmsup3m 004 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 59 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
93
Caso 10
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 16207 16207 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 2712 27122 kN -002 -001
Fuerza en Puntal C 16207 16207 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 58957 5896 cmsup3m -003 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 15669 15668 cmsup3m 001 001
Tabla 510 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Al revisar las comparaciones en el caso de tablestacado se obtubo un porcentaje alto el cual
se trata de la fuerza del ancla obtenida en el Caso 5 en el caacutelculo se encontroacute que se consideroacute
la DTeoacuterica en lugar de la D la cual ya estaacute afectada por el factor de seguridad demostrando
que el error se encuentra en el ejercicio resuelto manualmente
Los porcentajes de la profundidad de penetracioacuten de la tablestaca se consideran relativamente
altos pero hay que resaltar que su caacutelculo es por iteraciones y se busca un valor cerca del 0
mientras que el programa trata de resolver el valor lo maacutes cercano a 0 obteniendo asiacute maacutes
presicioacuten
En los casos de Entibacioacuten se presenta un error relativo que es un error fatal en el caacutelculo de
los largueros que ocurre en el Caso 6 esto fue inquietante puesto que el porcentaje resulta
superior al cincuenta por ciento esto obligoacute a revisar cuidadosamente el paquete en lo
94
referente a la conversioacuten de unidades en el cual su programacioacuten en el Sistema Ingleacutes que se
basa en el uso de factores de conversioacuten para resolver en Sistema Meacutetrico y asiacute regresar de
nuevo los valores en Sistema Ingleacutes
Se encontroacute un error dimensional el cual no se localizoacute pero se refleja en la seccioacuten requerida
en los largueros lo cual tambieacuten obligo a realizar una revisioacuten minuciosa en todos los
algoritmos del programa Obteniendo asiacute en la totalidad de los casos resueltos en Sistema
Ingleacutes y en Sistema Meacutetrico un factor de 001860 para la conversioacuten de cmsup3m a insup3ft Factor
que no se cumple en el caacutelculo de largueros realizado manualmente Se encontroacute que el valor
estaacute aumentado por 328 veces lo cual es el mismo valor de conversioacuten de metros a pies
demostrando la confiabilidad y bondad del programa GALA
Teniendo confianza en lo anterior se resuelven con el paquete aquellos casos cuando no
propone el elemento estructural que exista en el mercado En los casos analizados en este
estudio de Tablestacado siempre propone el elemento estructural pero en Entibacioacuten no
existen codales que cumplan las caracteriacutesticas que el ejercicio solicita por lo que es necesario
volver a calcular hasta encontrar la propuesta del programa de un codal adecuado
simplemente modificando la separacioacuten horizontal entre ellos en el caso de no llegar a
solucionarse asiacute el problema se recomienda modificar las separaciones verticales entre
codales respetando el uacuteltimo valor de separacioacuten entre la plantilla de la excavacioacuten y el uacuteltimo
codal
95
Fig
ura
53
1 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 6
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
96
Fig
ura
53
2 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 7
y C
aso
9 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
97
Fig
ura
53
3 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 8
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
98
Fig
ura
53
4 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 1
0 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
Page 31
74
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 19181 (1000) = 111194 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 8103 ) ( 5sup2 ) = 25322 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 25322 (1000) = 146793 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (8269) ( 5sup2 ) = 25141 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 25841 (1000) = 149801 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -3675 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -350 kn-m
75
1 le x le 175
En x = 175
M = -3675 xsup3 + 6138 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2728 kn-m
175 le x le 4
En x = 4
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 254
120597119910
120597119909 [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
6138 ( x ndash 1 )
-3675 x + 9353 = 0 x = 254 m
M = 3889 kn-m
4 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 )
M= -1838 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 475
120597119910
120597119909 [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 )
-3675 x + 17456 = 0 x = 475 m
M = 1034 kn-m
6 le x le 7
En x = 7
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 ) + 5347 ( x ndash 6 )
M= 0 kn-m
76
Mmax = 3853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 3853 ( 1000 ) = 22336 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 521 Diagrama de Momentos Caso 8
S
U
E
L
O
La figura 522 muestra la solucioacuten del caso 8 resuelto en el programa GALA
77
Fig
ura
52
2 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
78
59 Caso 9 Entibacioacuten en suelo arenoso con tres puntales9
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arenoso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 2 m
L3 = 2 m
L4 = 2 m
S= 2 m
Solucioacuten
Figura 523
Arena
γ= 16 knmsup3
φ= 30ordm
c= 0 knmsup2
Figura 524 Diagrama de
presiones en arena
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
065 ( 16 ) ( 7 ) tansup2 ( 45 - 302 ) = 2427 knmsup2
9 Braja M Das Principles of Geotechnical Engineering third edition Editorial ITP1994 paacuteg 452
79
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
2A = ( 2427 ) ( 3115 ) = 5461 knm
Para B1
B1 = 2427 ( 3 ) - 5461 = 1820 knm
Para C
2C = 2427 ( 4 ) ( 2 ) = 9708 = 9708 knm
Para B2
B2 = 2427 ( 4 ) - 9708 = 0 knm
B = B1 + B2 = 1820 knm
Fuerzas en los puntales
PA= A ( S ) = 5460 ( 2 ) = 10920 kn
PB = B ( S ) = 1820 ( 2 ) = 3640 kn
PC = C ( S ) = 9708 ( 2 ) = 19416 kn
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5460) ( 2sup2 ) = 273 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 2730 (1000) = 15826 cmsup3m
σadm 1725
80
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 1820 ) ( 2sup2 ) = 910 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 910 (1000) = 5275 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (9708) ( 2sup2 ) = 4854 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 4854 (1000) = 28139 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = frac12 ( -2427 xsup2)
M = 0
M = -1213 kn-m
1 le x le 3
En x = 3
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
120597119910
120597119909 frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
-2427 x + 5460 = 0 x = 225 m
81
A y B
En x = 225
M = 683 kn-m
3 le x le 5
En x = 5
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 ) + 1820 ( x ndash 3 )
M= -4853 kn-m
5 le x le 7
En x = 7
M = frac12( -2427 xsup2) + 5460 (x ndash 1) + 1820 (x ndash 3) + 9708 (x ndash 5)
M= 0 lb-ft
Mmax = 4853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 4853 ( 1000 ) = 28133 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 525 Diagrama de Momentos Caso 9
S
U
E
L
O
La figura 526 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
82
Fig
ura
52
6 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
83
510 Caso 10 Entibacioacuten en arcilla dura con 3 codales10
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 25 m
L3 = 25 m
L4 = 1 m
S= 3 m
Figura 527
Arena
γ= 18 knmsup3
φ= 0ordm
c= 35 knmsup2
Solucioacuten
Figura 528 Diagrama de presiones
de una arcilla dura
Diagrama de peck
γ H = ( 1800) ( 7 ) = 360
c 35
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 18 ) ( 7 ) = 378 knmsup2
10
Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 531
84
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 378 ) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B1
B1 = (378) ( 175 ) ndash 5402 + 3308 = 4520 knm
Para C
2C = (378) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B2
B2 = (378) ( 175 ) ndash ( 5402 ) + ( 3308 ) = 4520 knm
Para B
B = B1 + B2 = 4520 + 4520 = 9040 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Pb = B ( 5 ) = 9040 ( 3 ) = 27120 kN
Pc = C ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
85
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 9040 ) ( 3sup2 ) = 1017 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 1017 (1000) = 58957 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -360 kn-m
86
1 le x le 175
En x = 175
M = -378 xsup3 + 5402 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2122 kn-m
175 le x le 35
En x = 35
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 230
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
-378 x + 8709 = 0 x = 230 m
M = 2703 kn-m
35 le x le 525
En x = 525
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
M= 2122 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 469
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
-378 x + 17750 = 0 x = 469 m
M = 2703 kn-m
525 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 378 xsup3 - frac12( 378 ( x ndash 525 )sup2 )
6 ( 025 (7) )
M= -360 kn-m
6 le x le 7 M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 )
87
En x = 7
+ 5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 5402 ( x ndash 6 )
- frac12 ( 378 ( x ndash 525 )sup2 ) + 378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M= 0 kn-m
Mmax = 2703 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 2703 ( 1000 ) = 15669 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 529 Diagrama de Momentos Caso 10
S
U
E
L
O
La figura 530 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
88
Fig
ura
53
0 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
89
Una vez resueltos los ejercicios manualmente se obtuvo el resultado real y con el paquete
interactivo se obtuvo el resultado aproximado estos se comparan para mostrar la bondad del
programa GALA( Ver Tablas 51 a 510)
Caso 1
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 71 703 m 007 099
Longitud Total de
Tablestaca 121 1203 m 007 058
Momento Maacuteximo 20939 20957 kN-mm -018 -009
Seccioacuten Requerida 121738 121494 cmsup3m 244 020
Tabla 51 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 2
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 611 596 m 015 246
Longitud Total de
Tablestaca 1111 1096 m 015 135
Momento Maacuteximo ----- 2238 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 129742 cmsup3m ----- -----
Tabla 52 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 3
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 345 341 m 004 116
Longitud Total de
Tablestaca 895 891 m 004 045
Momento Maacuteximo 12742 12757 kN-mm -015 -012
Seccioacuten Requerida 74081 73759 cmsup3m 322 043
Tabla 53 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
90
Caso 4
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 533 53 m 003 056
Longitud Total de Tablestaca 1448 1445 m 003 021
Momento Maacuteximo ----- 35063 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 166967 cmsup3m ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 11487 11567 kN -08 -070
Separacioacuten entre Anclas ----- 086 m ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 1142 m ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 9968 kN ----- -----
Tabla 54 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 5
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 114 1136 ft 004 035
Longitud Total de Tablestaca 438 4376 ft 004 009
Momento Maacuteximo ----- 1383 kLb-ftft ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 663 insup3ft ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 629 314 kLb 315 5008
Separacioacuten entre Anclas ----- 527 ft ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 3475 ft ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 1657 kLb ----- -----
Tabla 55 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
91
Caso 6
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 2696 2697 kLb -001 -004
Fuerza en Puntal B 2097 2097 kLb 0 000
Fuerza en Puntal C 1198 1198 kLb 0 000
Fuerza en Puntal D 4793 4794 kLb -001 -002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 1294 394 insup3ft 9 6955
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 1048 307 insup3ft 741 7071
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 599 175 insup3ft 424 7078
Seccioacuten Requerida en
Larguero D 2301 701 insup3ft 16 6954
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 431 431 insup3ft 0 000
Tabla 56 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 7
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 273 273 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 91 91 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 4854 48534 kN 006 001
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 98913 98914 cmsup3m -001 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 32971 32971 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 17587 175846 cmsup3m 024 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 57 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
92
Caso 8
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 30689 30689 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 40514 40514 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 41344 41344 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 111194 111191 cmsup3m 003 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 146793 146791 cmsup3m 002 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 149801 149796 cmsup3m 005 000
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 22336 22547 cmsup3m -211 -094
Tabla 58 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 9
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 1092 1092 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 364 364 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 19416 19413 kN 003 002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 15826 15856 cmsup3m -03 -019
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 5275 5275 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 28139 28135 cmsup3m 004 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 59 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
93
Caso 10
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 16207 16207 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 2712 27122 kN -002 -001
Fuerza en Puntal C 16207 16207 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 58957 5896 cmsup3m -003 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 15669 15668 cmsup3m 001 001
Tabla 510 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Al revisar las comparaciones en el caso de tablestacado se obtubo un porcentaje alto el cual
se trata de la fuerza del ancla obtenida en el Caso 5 en el caacutelculo se encontroacute que se consideroacute
la DTeoacuterica en lugar de la D la cual ya estaacute afectada por el factor de seguridad demostrando
que el error se encuentra en el ejercicio resuelto manualmente
Los porcentajes de la profundidad de penetracioacuten de la tablestaca se consideran relativamente
altos pero hay que resaltar que su caacutelculo es por iteraciones y se busca un valor cerca del 0
mientras que el programa trata de resolver el valor lo maacutes cercano a 0 obteniendo asiacute maacutes
presicioacuten
En los casos de Entibacioacuten se presenta un error relativo que es un error fatal en el caacutelculo de
los largueros que ocurre en el Caso 6 esto fue inquietante puesto que el porcentaje resulta
superior al cincuenta por ciento esto obligoacute a revisar cuidadosamente el paquete en lo
94
referente a la conversioacuten de unidades en el cual su programacioacuten en el Sistema Ingleacutes que se
basa en el uso de factores de conversioacuten para resolver en Sistema Meacutetrico y asiacute regresar de
nuevo los valores en Sistema Ingleacutes
Se encontroacute un error dimensional el cual no se localizoacute pero se refleja en la seccioacuten requerida
en los largueros lo cual tambieacuten obligo a realizar una revisioacuten minuciosa en todos los
algoritmos del programa Obteniendo asiacute en la totalidad de los casos resueltos en Sistema
Ingleacutes y en Sistema Meacutetrico un factor de 001860 para la conversioacuten de cmsup3m a insup3ft Factor
que no se cumple en el caacutelculo de largueros realizado manualmente Se encontroacute que el valor
estaacute aumentado por 328 veces lo cual es el mismo valor de conversioacuten de metros a pies
demostrando la confiabilidad y bondad del programa GALA
Teniendo confianza en lo anterior se resuelven con el paquete aquellos casos cuando no
propone el elemento estructural que exista en el mercado En los casos analizados en este
estudio de Tablestacado siempre propone el elemento estructural pero en Entibacioacuten no
existen codales que cumplan las caracteriacutesticas que el ejercicio solicita por lo que es necesario
volver a calcular hasta encontrar la propuesta del programa de un codal adecuado
simplemente modificando la separacioacuten horizontal entre ellos en el caso de no llegar a
solucionarse asiacute el problema se recomienda modificar las separaciones verticales entre
codales respetando el uacuteltimo valor de separacioacuten entre la plantilla de la excavacioacuten y el uacuteltimo
codal
95
Fig
ura
53
1 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 6
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
96
Fig
ura
53
2 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 7
y C
aso
9 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
97
Fig
ura
53
3 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 8
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
98
Fig
ura
53
4 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 1
0 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
Page 32
75
1 le x le 175
En x = 175
M = -3675 xsup3 + 6138 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2728 kn-m
175 le x le 4
En x = 4
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 254
120597119910
120597119909 [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
6138 ( x ndash 1 )
-3675 x + 9353 = 0 x = 254 m
M = 3889 kn-m
4 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 )
M= -1838 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 475
120597119910
120597119909 [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 )
-3675 x + 17456 = 0 x = 475 m
M = 1034 kn-m
6 le x le 7
En x = 7
M = [ frac12( -3675 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 ( 3675 ( x ndash 175 ) sup2 )
+ 6138 ( x ndash 1 ) + 8103 ( x ndash 4 ) + 5347 ( x ndash 6 )
M= 0 kn-m
76
Mmax = 3853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 3853 ( 1000 ) = 22336 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 521 Diagrama de Momentos Caso 8
S
U
E
L
O
La figura 522 muestra la solucioacuten del caso 8 resuelto en el programa GALA
77
Fig
ura
52
2 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
78
59 Caso 9 Entibacioacuten en suelo arenoso con tres puntales9
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arenoso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 2 m
L3 = 2 m
L4 = 2 m
S= 2 m
Solucioacuten
Figura 523
Arena
γ= 16 knmsup3
φ= 30ordm
c= 0 knmsup2
Figura 524 Diagrama de
presiones en arena
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
065 ( 16 ) ( 7 ) tansup2 ( 45 - 302 ) = 2427 knmsup2
9 Braja M Das Principles of Geotechnical Engineering third edition Editorial ITP1994 paacuteg 452
79
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
2A = ( 2427 ) ( 3115 ) = 5461 knm
Para B1
B1 = 2427 ( 3 ) - 5461 = 1820 knm
Para C
2C = 2427 ( 4 ) ( 2 ) = 9708 = 9708 knm
Para B2
B2 = 2427 ( 4 ) - 9708 = 0 knm
B = B1 + B2 = 1820 knm
Fuerzas en los puntales
PA= A ( S ) = 5460 ( 2 ) = 10920 kn
PB = B ( S ) = 1820 ( 2 ) = 3640 kn
PC = C ( S ) = 9708 ( 2 ) = 19416 kn
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5460) ( 2sup2 ) = 273 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 2730 (1000) = 15826 cmsup3m
σadm 1725
80
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 1820 ) ( 2sup2 ) = 910 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 910 (1000) = 5275 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (9708) ( 2sup2 ) = 4854 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 4854 (1000) = 28139 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = frac12 ( -2427 xsup2)
M = 0
M = -1213 kn-m
1 le x le 3
En x = 3
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
120597119910
120597119909 frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
-2427 x + 5460 = 0 x = 225 m
81
A y B
En x = 225
M = 683 kn-m
3 le x le 5
En x = 5
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 ) + 1820 ( x ndash 3 )
M= -4853 kn-m
5 le x le 7
En x = 7
M = frac12( -2427 xsup2) + 5460 (x ndash 1) + 1820 (x ndash 3) + 9708 (x ndash 5)
M= 0 lb-ft
Mmax = 4853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 4853 ( 1000 ) = 28133 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 525 Diagrama de Momentos Caso 9
S
U
E
L
O
La figura 526 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
82
Fig
ura
52
6 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
83
510 Caso 10 Entibacioacuten en arcilla dura con 3 codales10
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 25 m
L3 = 25 m
L4 = 1 m
S= 3 m
Figura 527
Arena
γ= 18 knmsup3
φ= 0ordm
c= 35 knmsup2
Solucioacuten
Figura 528 Diagrama de presiones
de una arcilla dura
Diagrama de peck
γ H = ( 1800) ( 7 ) = 360
c 35
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 18 ) ( 7 ) = 378 knmsup2
10
Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 531
84
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 378 ) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B1
B1 = (378) ( 175 ) ndash 5402 + 3308 = 4520 knm
Para C
2C = (378) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B2
B2 = (378) ( 175 ) ndash ( 5402 ) + ( 3308 ) = 4520 knm
Para B
B = B1 + B2 = 4520 + 4520 = 9040 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Pb = B ( 5 ) = 9040 ( 3 ) = 27120 kN
Pc = C ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
85
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 9040 ) ( 3sup2 ) = 1017 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 1017 (1000) = 58957 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -360 kn-m
86
1 le x le 175
En x = 175
M = -378 xsup3 + 5402 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2122 kn-m
175 le x le 35
En x = 35
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 230
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
-378 x + 8709 = 0 x = 230 m
M = 2703 kn-m
35 le x le 525
En x = 525
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
M= 2122 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 469
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
-378 x + 17750 = 0 x = 469 m
M = 2703 kn-m
525 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 378 xsup3 - frac12( 378 ( x ndash 525 )sup2 )
6 ( 025 (7) )
M= -360 kn-m
6 le x le 7 M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 )
87
En x = 7
+ 5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 5402 ( x ndash 6 )
- frac12 ( 378 ( x ndash 525 )sup2 ) + 378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M= 0 kn-m
Mmax = 2703 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 2703 ( 1000 ) = 15669 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 529 Diagrama de Momentos Caso 10
S
U
E
L
O
La figura 530 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
88
Fig
ura
53
0 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
89
Una vez resueltos los ejercicios manualmente se obtuvo el resultado real y con el paquete
interactivo se obtuvo el resultado aproximado estos se comparan para mostrar la bondad del
programa GALA( Ver Tablas 51 a 510)
Caso 1
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 71 703 m 007 099
Longitud Total de
Tablestaca 121 1203 m 007 058
Momento Maacuteximo 20939 20957 kN-mm -018 -009
Seccioacuten Requerida 121738 121494 cmsup3m 244 020
Tabla 51 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 2
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 611 596 m 015 246
Longitud Total de
Tablestaca 1111 1096 m 015 135
Momento Maacuteximo ----- 2238 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 129742 cmsup3m ----- -----
Tabla 52 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 3
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 345 341 m 004 116
Longitud Total de
Tablestaca 895 891 m 004 045
Momento Maacuteximo 12742 12757 kN-mm -015 -012
Seccioacuten Requerida 74081 73759 cmsup3m 322 043
Tabla 53 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
90
Caso 4
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 533 53 m 003 056
Longitud Total de Tablestaca 1448 1445 m 003 021
Momento Maacuteximo ----- 35063 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 166967 cmsup3m ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 11487 11567 kN -08 -070
Separacioacuten entre Anclas ----- 086 m ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 1142 m ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 9968 kN ----- -----
Tabla 54 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 5
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 114 1136 ft 004 035
Longitud Total de Tablestaca 438 4376 ft 004 009
Momento Maacuteximo ----- 1383 kLb-ftft ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 663 insup3ft ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 629 314 kLb 315 5008
Separacioacuten entre Anclas ----- 527 ft ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 3475 ft ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 1657 kLb ----- -----
Tabla 55 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
91
Caso 6
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 2696 2697 kLb -001 -004
Fuerza en Puntal B 2097 2097 kLb 0 000
Fuerza en Puntal C 1198 1198 kLb 0 000
Fuerza en Puntal D 4793 4794 kLb -001 -002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 1294 394 insup3ft 9 6955
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 1048 307 insup3ft 741 7071
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 599 175 insup3ft 424 7078
Seccioacuten Requerida en
Larguero D 2301 701 insup3ft 16 6954
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 431 431 insup3ft 0 000
Tabla 56 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 7
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 273 273 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 91 91 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 4854 48534 kN 006 001
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 98913 98914 cmsup3m -001 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 32971 32971 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 17587 175846 cmsup3m 024 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 57 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
92
Caso 8
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 30689 30689 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 40514 40514 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 41344 41344 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 111194 111191 cmsup3m 003 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 146793 146791 cmsup3m 002 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 149801 149796 cmsup3m 005 000
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 22336 22547 cmsup3m -211 -094
Tabla 58 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 9
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 1092 1092 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 364 364 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 19416 19413 kN 003 002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 15826 15856 cmsup3m -03 -019
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 5275 5275 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 28139 28135 cmsup3m 004 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 59 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
93
Caso 10
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 16207 16207 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 2712 27122 kN -002 -001
Fuerza en Puntal C 16207 16207 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 58957 5896 cmsup3m -003 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 15669 15668 cmsup3m 001 001
Tabla 510 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Al revisar las comparaciones en el caso de tablestacado se obtubo un porcentaje alto el cual
se trata de la fuerza del ancla obtenida en el Caso 5 en el caacutelculo se encontroacute que se consideroacute
la DTeoacuterica en lugar de la D la cual ya estaacute afectada por el factor de seguridad demostrando
que el error se encuentra en el ejercicio resuelto manualmente
Los porcentajes de la profundidad de penetracioacuten de la tablestaca se consideran relativamente
altos pero hay que resaltar que su caacutelculo es por iteraciones y se busca un valor cerca del 0
mientras que el programa trata de resolver el valor lo maacutes cercano a 0 obteniendo asiacute maacutes
presicioacuten
En los casos de Entibacioacuten se presenta un error relativo que es un error fatal en el caacutelculo de
los largueros que ocurre en el Caso 6 esto fue inquietante puesto que el porcentaje resulta
superior al cincuenta por ciento esto obligoacute a revisar cuidadosamente el paquete en lo
94
referente a la conversioacuten de unidades en el cual su programacioacuten en el Sistema Ingleacutes que se
basa en el uso de factores de conversioacuten para resolver en Sistema Meacutetrico y asiacute regresar de
nuevo los valores en Sistema Ingleacutes
Se encontroacute un error dimensional el cual no se localizoacute pero se refleja en la seccioacuten requerida
en los largueros lo cual tambieacuten obligo a realizar una revisioacuten minuciosa en todos los
algoritmos del programa Obteniendo asiacute en la totalidad de los casos resueltos en Sistema
Ingleacutes y en Sistema Meacutetrico un factor de 001860 para la conversioacuten de cmsup3m a insup3ft Factor
que no se cumple en el caacutelculo de largueros realizado manualmente Se encontroacute que el valor
estaacute aumentado por 328 veces lo cual es el mismo valor de conversioacuten de metros a pies
demostrando la confiabilidad y bondad del programa GALA
Teniendo confianza en lo anterior se resuelven con el paquete aquellos casos cuando no
propone el elemento estructural que exista en el mercado En los casos analizados en este
estudio de Tablestacado siempre propone el elemento estructural pero en Entibacioacuten no
existen codales que cumplan las caracteriacutesticas que el ejercicio solicita por lo que es necesario
volver a calcular hasta encontrar la propuesta del programa de un codal adecuado
simplemente modificando la separacioacuten horizontal entre ellos en el caso de no llegar a
solucionarse asiacute el problema se recomienda modificar las separaciones verticales entre
codales respetando el uacuteltimo valor de separacioacuten entre la plantilla de la excavacioacuten y el uacuteltimo
codal
95
Fig
ura
53
1 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 6
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
96
Fig
ura
53
2 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 7
y C
aso
9 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
97
Fig
ura
53
3 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 8
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
98
Fig
ura
53
4 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 1
0 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
Page 33
76
Mmax = 3853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 3853 ( 1000 ) = 22336 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 521 Diagrama de Momentos Caso 8
S
U
E
L
O
La figura 522 muestra la solucioacuten del caso 8 resuelto en el programa GALA
77
Fig
ura
52
2 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
78
59 Caso 9 Entibacioacuten en suelo arenoso con tres puntales9
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arenoso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 2 m
L3 = 2 m
L4 = 2 m
S= 2 m
Solucioacuten
Figura 523
Arena
γ= 16 knmsup3
φ= 30ordm
c= 0 knmsup2
Figura 524 Diagrama de
presiones en arena
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
065 ( 16 ) ( 7 ) tansup2 ( 45 - 302 ) = 2427 knmsup2
9 Braja M Das Principles of Geotechnical Engineering third edition Editorial ITP1994 paacuteg 452
79
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
2A = ( 2427 ) ( 3115 ) = 5461 knm
Para B1
B1 = 2427 ( 3 ) - 5461 = 1820 knm
Para C
2C = 2427 ( 4 ) ( 2 ) = 9708 = 9708 knm
Para B2
B2 = 2427 ( 4 ) - 9708 = 0 knm
B = B1 + B2 = 1820 knm
Fuerzas en los puntales
PA= A ( S ) = 5460 ( 2 ) = 10920 kn
PB = B ( S ) = 1820 ( 2 ) = 3640 kn
PC = C ( S ) = 9708 ( 2 ) = 19416 kn
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5460) ( 2sup2 ) = 273 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 2730 (1000) = 15826 cmsup3m
σadm 1725
80
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 1820 ) ( 2sup2 ) = 910 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 910 (1000) = 5275 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (9708) ( 2sup2 ) = 4854 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 4854 (1000) = 28139 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = frac12 ( -2427 xsup2)
M = 0
M = -1213 kn-m
1 le x le 3
En x = 3
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
120597119910
120597119909 frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
-2427 x + 5460 = 0 x = 225 m
81
A y B
En x = 225
M = 683 kn-m
3 le x le 5
En x = 5
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 ) + 1820 ( x ndash 3 )
M= -4853 kn-m
5 le x le 7
En x = 7
M = frac12( -2427 xsup2) + 5460 (x ndash 1) + 1820 (x ndash 3) + 9708 (x ndash 5)
M= 0 lb-ft
Mmax = 4853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 4853 ( 1000 ) = 28133 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 525 Diagrama de Momentos Caso 9
S
U
E
L
O
La figura 526 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
82
Fig
ura
52
6 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
83
510 Caso 10 Entibacioacuten en arcilla dura con 3 codales10
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 25 m
L3 = 25 m
L4 = 1 m
S= 3 m
Figura 527
Arena
γ= 18 knmsup3
φ= 0ordm
c= 35 knmsup2
Solucioacuten
Figura 528 Diagrama de presiones
de una arcilla dura
Diagrama de peck
γ H = ( 1800) ( 7 ) = 360
c 35
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 18 ) ( 7 ) = 378 knmsup2
10
Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 531
84
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 378 ) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B1
B1 = (378) ( 175 ) ndash 5402 + 3308 = 4520 knm
Para C
2C = (378) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B2
B2 = (378) ( 175 ) ndash ( 5402 ) + ( 3308 ) = 4520 knm
Para B
B = B1 + B2 = 4520 + 4520 = 9040 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Pb = B ( 5 ) = 9040 ( 3 ) = 27120 kN
Pc = C ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
85
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 9040 ) ( 3sup2 ) = 1017 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 1017 (1000) = 58957 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -360 kn-m
86
1 le x le 175
En x = 175
M = -378 xsup3 + 5402 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2122 kn-m
175 le x le 35
En x = 35
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 230
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
-378 x + 8709 = 0 x = 230 m
M = 2703 kn-m
35 le x le 525
En x = 525
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
M= 2122 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 469
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
-378 x + 17750 = 0 x = 469 m
M = 2703 kn-m
525 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 378 xsup3 - frac12( 378 ( x ndash 525 )sup2 )
6 ( 025 (7) )
M= -360 kn-m
6 le x le 7 M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 )
87
En x = 7
+ 5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 5402 ( x ndash 6 )
- frac12 ( 378 ( x ndash 525 )sup2 ) + 378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M= 0 kn-m
Mmax = 2703 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 2703 ( 1000 ) = 15669 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 529 Diagrama de Momentos Caso 10
S
U
E
L
O
La figura 530 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
88
Fig
ura
53
0 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
89
Una vez resueltos los ejercicios manualmente se obtuvo el resultado real y con el paquete
interactivo se obtuvo el resultado aproximado estos se comparan para mostrar la bondad del
programa GALA( Ver Tablas 51 a 510)
Caso 1
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 71 703 m 007 099
Longitud Total de
Tablestaca 121 1203 m 007 058
Momento Maacuteximo 20939 20957 kN-mm -018 -009
Seccioacuten Requerida 121738 121494 cmsup3m 244 020
Tabla 51 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 2
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 611 596 m 015 246
Longitud Total de
Tablestaca 1111 1096 m 015 135
Momento Maacuteximo ----- 2238 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 129742 cmsup3m ----- -----
Tabla 52 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 3
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 345 341 m 004 116
Longitud Total de
Tablestaca 895 891 m 004 045
Momento Maacuteximo 12742 12757 kN-mm -015 -012
Seccioacuten Requerida 74081 73759 cmsup3m 322 043
Tabla 53 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
90
Caso 4
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 533 53 m 003 056
Longitud Total de Tablestaca 1448 1445 m 003 021
Momento Maacuteximo ----- 35063 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 166967 cmsup3m ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 11487 11567 kN -08 -070
Separacioacuten entre Anclas ----- 086 m ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 1142 m ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 9968 kN ----- -----
Tabla 54 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 5
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 114 1136 ft 004 035
Longitud Total de Tablestaca 438 4376 ft 004 009
Momento Maacuteximo ----- 1383 kLb-ftft ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 663 insup3ft ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 629 314 kLb 315 5008
Separacioacuten entre Anclas ----- 527 ft ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 3475 ft ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 1657 kLb ----- -----
Tabla 55 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
91
Caso 6
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 2696 2697 kLb -001 -004
Fuerza en Puntal B 2097 2097 kLb 0 000
Fuerza en Puntal C 1198 1198 kLb 0 000
Fuerza en Puntal D 4793 4794 kLb -001 -002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 1294 394 insup3ft 9 6955
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 1048 307 insup3ft 741 7071
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 599 175 insup3ft 424 7078
Seccioacuten Requerida en
Larguero D 2301 701 insup3ft 16 6954
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 431 431 insup3ft 0 000
Tabla 56 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 7
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 273 273 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 91 91 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 4854 48534 kN 006 001
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 98913 98914 cmsup3m -001 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 32971 32971 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 17587 175846 cmsup3m 024 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 57 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
92
Caso 8
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 30689 30689 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 40514 40514 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 41344 41344 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 111194 111191 cmsup3m 003 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 146793 146791 cmsup3m 002 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 149801 149796 cmsup3m 005 000
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 22336 22547 cmsup3m -211 -094
Tabla 58 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 9
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 1092 1092 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 364 364 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 19416 19413 kN 003 002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 15826 15856 cmsup3m -03 -019
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 5275 5275 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 28139 28135 cmsup3m 004 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 59 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
93
Caso 10
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 16207 16207 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 2712 27122 kN -002 -001
Fuerza en Puntal C 16207 16207 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 58957 5896 cmsup3m -003 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 15669 15668 cmsup3m 001 001
Tabla 510 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Al revisar las comparaciones en el caso de tablestacado se obtubo un porcentaje alto el cual
se trata de la fuerza del ancla obtenida en el Caso 5 en el caacutelculo se encontroacute que se consideroacute
la DTeoacuterica en lugar de la D la cual ya estaacute afectada por el factor de seguridad demostrando
que el error se encuentra en el ejercicio resuelto manualmente
Los porcentajes de la profundidad de penetracioacuten de la tablestaca se consideran relativamente
altos pero hay que resaltar que su caacutelculo es por iteraciones y se busca un valor cerca del 0
mientras que el programa trata de resolver el valor lo maacutes cercano a 0 obteniendo asiacute maacutes
presicioacuten
En los casos de Entibacioacuten se presenta un error relativo que es un error fatal en el caacutelculo de
los largueros que ocurre en el Caso 6 esto fue inquietante puesto que el porcentaje resulta
superior al cincuenta por ciento esto obligoacute a revisar cuidadosamente el paquete en lo
94
referente a la conversioacuten de unidades en el cual su programacioacuten en el Sistema Ingleacutes que se
basa en el uso de factores de conversioacuten para resolver en Sistema Meacutetrico y asiacute regresar de
nuevo los valores en Sistema Ingleacutes
Se encontroacute un error dimensional el cual no se localizoacute pero se refleja en la seccioacuten requerida
en los largueros lo cual tambieacuten obligo a realizar una revisioacuten minuciosa en todos los
algoritmos del programa Obteniendo asiacute en la totalidad de los casos resueltos en Sistema
Ingleacutes y en Sistema Meacutetrico un factor de 001860 para la conversioacuten de cmsup3m a insup3ft Factor
que no se cumple en el caacutelculo de largueros realizado manualmente Se encontroacute que el valor
estaacute aumentado por 328 veces lo cual es el mismo valor de conversioacuten de metros a pies
demostrando la confiabilidad y bondad del programa GALA
Teniendo confianza en lo anterior se resuelven con el paquete aquellos casos cuando no
propone el elemento estructural que exista en el mercado En los casos analizados en este
estudio de Tablestacado siempre propone el elemento estructural pero en Entibacioacuten no
existen codales que cumplan las caracteriacutesticas que el ejercicio solicita por lo que es necesario
volver a calcular hasta encontrar la propuesta del programa de un codal adecuado
simplemente modificando la separacioacuten horizontal entre ellos en el caso de no llegar a
solucionarse asiacute el problema se recomienda modificar las separaciones verticales entre
codales respetando el uacuteltimo valor de separacioacuten entre la plantilla de la excavacioacuten y el uacuteltimo
codal
95
Fig
ura
53
1 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 6
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
96
Fig
ura
53
2 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 7
y C
aso
9 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
97
Fig
ura
53
3 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 8
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
98
Fig
ura
53
4 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 1
0 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
Page 34
77
Fig
ura
52
2 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
78
59 Caso 9 Entibacioacuten en suelo arenoso con tres puntales9
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arenoso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 2 m
L3 = 2 m
L4 = 2 m
S= 2 m
Solucioacuten
Figura 523
Arena
γ= 16 knmsup3
φ= 30ordm
c= 0 knmsup2
Figura 524 Diagrama de
presiones en arena
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
065 ( 16 ) ( 7 ) tansup2 ( 45 - 302 ) = 2427 knmsup2
9 Braja M Das Principles of Geotechnical Engineering third edition Editorial ITP1994 paacuteg 452
79
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
2A = ( 2427 ) ( 3115 ) = 5461 knm
Para B1
B1 = 2427 ( 3 ) - 5461 = 1820 knm
Para C
2C = 2427 ( 4 ) ( 2 ) = 9708 = 9708 knm
Para B2
B2 = 2427 ( 4 ) - 9708 = 0 knm
B = B1 + B2 = 1820 knm
Fuerzas en los puntales
PA= A ( S ) = 5460 ( 2 ) = 10920 kn
PB = B ( S ) = 1820 ( 2 ) = 3640 kn
PC = C ( S ) = 9708 ( 2 ) = 19416 kn
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5460) ( 2sup2 ) = 273 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 2730 (1000) = 15826 cmsup3m
σadm 1725
80
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 1820 ) ( 2sup2 ) = 910 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 910 (1000) = 5275 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (9708) ( 2sup2 ) = 4854 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 4854 (1000) = 28139 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = frac12 ( -2427 xsup2)
M = 0
M = -1213 kn-m
1 le x le 3
En x = 3
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
120597119910
120597119909 frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
-2427 x + 5460 = 0 x = 225 m
81
A y B
En x = 225
M = 683 kn-m
3 le x le 5
En x = 5
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 ) + 1820 ( x ndash 3 )
M= -4853 kn-m
5 le x le 7
En x = 7
M = frac12( -2427 xsup2) + 5460 (x ndash 1) + 1820 (x ndash 3) + 9708 (x ndash 5)
M= 0 lb-ft
Mmax = 4853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 4853 ( 1000 ) = 28133 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 525 Diagrama de Momentos Caso 9
S
U
E
L
O
La figura 526 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
82
Fig
ura
52
6 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
83
510 Caso 10 Entibacioacuten en arcilla dura con 3 codales10
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 25 m
L3 = 25 m
L4 = 1 m
S= 3 m
Figura 527
Arena
γ= 18 knmsup3
φ= 0ordm
c= 35 knmsup2
Solucioacuten
Figura 528 Diagrama de presiones
de una arcilla dura
Diagrama de peck
γ H = ( 1800) ( 7 ) = 360
c 35
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 18 ) ( 7 ) = 378 knmsup2
10
Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 531
84
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 378 ) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B1
B1 = (378) ( 175 ) ndash 5402 + 3308 = 4520 knm
Para C
2C = (378) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B2
B2 = (378) ( 175 ) ndash ( 5402 ) + ( 3308 ) = 4520 knm
Para B
B = B1 + B2 = 4520 + 4520 = 9040 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Pb = B ( 5 ) = 9040 ( 3 ) = 27120 kN
Pc = C ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
85
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 9040 ) ( 3sup2 ) = 1017 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 1017 (1000) = 58957 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -360 kn-m
86
1 le x le 175
En x = 175
M = -378 xsup3 + 5402 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2122 kn-m
175 le x le 35
En x = 35
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 230
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
-378 x + 8709 = 0 x = 230 m
M = 2703 kn-m
35 le x le 525
En x = 525
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
M= 2122 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 469
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
-378 x + 17750 = 0 x = 469 m
M = 2703 kn-m
525 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 378 xsup3 - frac12( 378 ( x ndash 525 )sup2 )
6 ( 025 (7) )
M= -360 kn-m
6 le x le 7 M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 )
87
En x = 7
+ 5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 5402 ( x ndash 6 )
- frac12 ( 378 ( x ndash 525 )sup2 ) + 378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M= 0 kn-m
Mmax = 2703 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 2703 ( 1000 ) = 15669 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 529 Diagrama de Momentos Caso 10
S
U
E
L
O
La figura 530 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
88
Fig
ura
53
0 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
89
Una vez resueltos los ejercicios manualmente se obtuvo el resultado real y con el paquete
interactivo se obtuvo el resultado aproximado estos se comparan para mostrar la bondad del
programa GALA( Ver Tablas 51 a 510)
Caso 1
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 71 703 m 007 099
Longitud Total de
Tablestaca 121 1203 m 007 058
Momento Maacuteximo 20939 20957 kN-mm -018 -009
Seccioacuten Requerida 121738 121494 cmsup3m 244 020
Tabla 51 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 2
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 611 596 m 015 246
Longitud Total de
Tablestaca 1111 1096 m 015 135
Momento Maacuteximo ----- 2238 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 129742 cmsup3m ----- -----
Tabla 52 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 3
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 345 341 m 004 116
Longitud Total de
Tablestaca 895 891 m 004 045
Momento Maacuteximo 12742 12757 kN-mm -015 -012
Seccioacuten Requerida 74081 73759 cmsup3m 322 043
Tabla 53 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
90
Caso 4
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 533 53 m 003 056
Longitud Total de Tablestaca 1448 1445 m 003 021
Momento Maacuteximo ----- 35063 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 166967 cmsup3m ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 11487 11567 kN -08 -070
Separacioacuten entre Anclas ----- 086 m ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 1142 m ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 9968 kN ----- -----
Tabla 54 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 5
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 114 1136 ft 004 035
Longitud Total de Tablestaca 438 4376 ft 004 009
Momento Maacuteximo ----- 1383 kLb-ftft ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 663 insup3ft ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 629 314 kLb 315 5008
Separacioacuten entre Anclas ----- 527 ft ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 3475 ft ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 1657 kLb ----- -----
Tabla 55 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
91
Caso 6
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 2696 2697 kLb -001 -004
Fuerza en Puntal B 2097 2097 kLb 0 000
Fuerza en Puntal C 1198 1198 kLb 0 000
Fuerza en Puntal D 4793 4794 kLb -001 -002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 1294 394 insup3ft 9 6955
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 1048 307 insup3ft 741 7071
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 599 175 insup3ft 424 7078
Seccioacuten Requerida en
Larguero D 2301 701 insup3ft 16 6954
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 431 431 insup3ft 0 000
Tabla 56 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 7
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 273 273 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 91 91 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 4854 48534 kN 006 001
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 98913 98914 cmsup3m -001 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 32971 32971 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 17587 175846 cmsup3m 024 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 57 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
92
Caso 8
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 30689 30689 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 40514 40514 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 41344 41344 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 111194 111191 cmsup3m 003 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 146793 146791 cmsup3m 002 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 149801 149796 cmsup3m 005 000
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 22336 22547 cmsup3m -211 -094
Tabla 58 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 9
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 1092 1092 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 364 364 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 19416 19413 kN 003 002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 15826 15856 cmsup3m -03 -019
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 5275 5275 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 28139 28135 cmsup3m 004 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 59 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
93
Caso 10
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 16207 16207 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 2712 27122 kN -002 -001
Fuerza en Puntal C 16207 16207 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 58957 5896 cmsup3m -003 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 15669 15668 cmsup3m 001 001
Tabla 510 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Al revisar las comparaciones en el caso de tablestacado se obtubo un porcentaje alto el cual
se trata de la fuerza del ancla obtenida en el Caso 5 en el caacutelculo se encontroacute que se consideroacute
la DTeoacuterica en lugar de la D la cual ya estaacute afectada por el factor de seguridad demostrando
que el error se encuentra en el ejercicio resuelto manualmente
Los porcentajes de la profundidad de penetracioacuten de la tablestaca se consideran relativamente
altos pero hay que resaltar que su caacutelculo es por iteraciones y se busca un valor cerca del 0
mientras que el programa trata de resolver el valor lo maacutes cercano a 0 obteniendo asiacute maacutes
presicioacuten
En los casos de Entibacioacuten se presenta un error relativo que es un error fatal en el caacutelculo de
los largueros que ocurre en el Caso 6 esto fue inquietante puesto que el porcentaje resulta
superior al cincuenta por ciento esto obligoacute a revisar cuidadosamente el paquete en lo
94
referente a la conversioacuten de unidades en el cual su programacioacuten en el Sistema Ingleacutes que se
basa en el uso de factores de conversioacuten para resolver en Sistema Meacutetrico y asiacute regresar de
nuevo los valores en Sistema Ingleacutes
Se encontroacute un error dimensional el cual no se localizoacute pero se refleja en la seccioacuten requerida
en los largueros lo cual tambieacuten obligo a realizar una revisioacuten minuciosa en todos los
algoritmos del programa Obteniendo asiacute en la totalidad de los casos resueltos en Sistema
Ingleacutes y en Sistema Meacutetrico un factor de 001860 para la conversioacuten de cmsup3m a insup3ft Factor
que no se cumple en el caacutelculo de largueros realizado manualmente Se encontroacute que el valor
estaacute aumentado por 328 veces lo cual es el mismo valor de conversioacuten de metros a pies
demostrando la confiabilidad y bondad del programa GALA
Teniendo confianza en lo anterior se resuelven con el paquete aquellos casos cuando no
propone el elemento estructural que exista en el mercado En los casos analizados en este
estudio de Tablestacado siempre propone el elemento estructural pero en Entibacioacuten no
existen codales que cumplan las caracteriacutesticas que el ejercicio solicita por lo que es necesario
volver a calcular hasta encontrar la propuesta del programa de un codal adecuado
simplemente modificando la separacioacuten horizontal entre ellos en el caso de no llegar a
solucionarse asiacute el problema se recomienda modificar las separaciones verticales entre
codales respetando el uacuteltimo valor de separacioacuten entre la plantilla de la excavacioacuten y el uacuteltimo
codal
95
Fig
ura
53
1 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 6
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
96
Fig
ura
53
2 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 7
y C
aso
9 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
97
Fig
ura
53
3 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 8
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
98
Fig
ura
53
4 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 1
0 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
Page 35
78
59 Caso 9 Entibacioacuten en suelo arenoso con tres puntales9
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arenoso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 2 m
L3 = 2 m
L4 = 2 m
S= 2 m
Solucioacuten
Figura 523
Arena
γ= 16 knmsup3
φ= 30ordm
c= 0 knmsup2
Figura 524 Diagrama de
presiones en arena
Diagrama de presiones de un suelo arenoso propuesto por
Peck
Pa = 065 γH tansup2 ( 45 - φ2 ) =
065 ( 16 ) ( 7 ) tansup2 ( 45 - 302 ) = 2427 knmsup2
9 Braja M Das Principles of Geotechnical Engineering third edition Editorial ITP1994 paacuteg 452
79
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
2A = ( 2427 ) ( 3115 ) = 5461 knm
Para B1
B1 = 2427 ( 3 ) - 5461 = 1820 knm
Para C
2C = 2427 ( 4 ) ( 2 ) = 9708 = 9708 knm
Para B2
B2 = 2427 ( 4 ) - 9708 = 0 knm
B = B1 + B2 = 1820 knm
Fuerzas en los puntales
PA= A ( S ) = 5460 ( 2 ) = 10920 kn
PB = B ( S ) = 1820 ( 2 ) = 3640 kn
PC = C ( S ) = 9708 ( 2 ) = 19416 kn
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5460) ( 2sup2 ) = 273 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 2730 (1000) = 15826 cmsup3m
σadm 1725
80
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 1820 ) ( 2sup2 ) = 910 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 910 (1000) = 5275 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (9708) ( 2sup2 ) = 4854 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 4854 (1000) = 28139 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = frac12 ( -2427 xsup2)
M = 0
M = -1213 kn-m
1 le x le 3
En x = 3
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
120597119910
120597119909 frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
-2427 x + 5460 = 0 x = 225 m
81
A y B
En x = 225
M = 683 kn-m
3 le x le 5
En x = 5
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 ) + 1820 ( x ndash 3 )
M= -4853 kn-m
5 le x le 7
En x = 7
M = frac12( -2427 xsup2) + 5460 (x ndash 1) + 1820 (x ndash 3) + 9708 (x ndash 5)
M= 0 lb-ft
Mmax = 4853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 4853 ( 1000 ) = 28133 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 525 Diagrama de Momentos Caso 9
S
U
E
L
O
La figura 526 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
82
Fig
ura
52
6 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
83
510 Caso 10 Entibacioacuten en arcilla dura con 3 codales10
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 25 m
L3 = 25 m
L4 = 1 m
S= 3 m
Figura 527
Arena
γ= 18 knmsup3
φ= 0ordm
c= 35 knmsup2
Solucioacuten
Figura 528 Diagrama de presiones
de una arcilla dura
Diagrama de peck
γ H = ( 1800) ( 7 ) = 360
c 35
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 18 ) ( 7 ) = 378 knmsup2
10
Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 531
84
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 378 ) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B1
B1 = (378) ( 175 ) ndash 5402 + 3308 = 4520 knm
Para C
2C = (378) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B2
B2 = (378) ( 175 ) ndash ( 5402 ) + ( 3308 ) = 4520 knm
Para B
B = B1 + B2 = 4520 + 4520 = 9040 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Pb = B ( 5 ) = 9040 ( 3 ) = 27120 kN
Pc = C ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
85
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 9040 ) ( 3sup2 ) = 1017 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 1017 (1000) = 58957 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -360 kn-m
86
1 le x le 175
En x = 175
M = -378 xsup3 + 5402 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2122 kn-m
175 le x le 35
En x = 35
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 230
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
-378 x + 8709 = 0 x = 230 m
M = 2703 kn-m
35 le x le 525
En x = 525
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
M= 2122 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 469
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
-378 x + 17750 = 0 x = 469 m
M = 2703 kn-m
525 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 378 xsup3 - frac12( 378 ( x ndash 525 )sup2 )
6 ( 025 (7) )
M= -360 kn-m
6 le x le 7 M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 )
87
En x = 7
+ 5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 5402 ( x ndash 6 )
- frac12 ( 378 ( x ndash 525 )sup2 ) + 378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M= 0 kn-m
Mmax = 2703 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 2703 ( 1000 ) = 15669 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 529 Diagrama de Momentos Caso 10
S
U
E
L
O
La figura 530 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
88
Fig
ura
53
0 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
89
Una vez resueltos los ejercicios manualmente se obtuvo el resultado real y con el paquete
interactivo se obtuvo el resultado aproximado estos se comparan para mostrar la bondad del
programa GALA( Ver Tablas 51 a 510)
Caso 1
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 71 703 m 007 099
Longitud Total de
Tablestaca 121 1203 m 007 058
Momento Maacuteximo 20939 20957 kN-mm -018 -009
Seccioacuten Requerida 121738 121494 cmsup3m 244 020
Tabla 51 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 2
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 611 596 m 015 246
Longitud Total de
Tablestaca 1111 1096 m 015 135
Momento Maacuteximo ----- 2238 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 129742 cmsup3m ----- -----
Tabla 52 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 3
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 345 341 m 004 116
Longitud Total de
Tablestaca 895 891 m 004 045
Momento Maacuteximo 12742 12757 kN-mm -015 -012
Seccioacuten Requerida 74081 73759 cmsup3m 322 043
Tabla 53 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
90
Caso 4
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 533 53 m 003 056
Longitud Total de Tablestaca 1448 1445 m 003 021
Momento Maacuteximo ----- 35063 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 166967 cmsup3m ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 11487 11567 kN -08 -070
Separacioacuten entre Anclas ----- 086 m ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 1142 m ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 9968 kN ----- -----
Tabla 54 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 5
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 114 1136 ft 004 035
Longitud Total de Tablestaca 438 4376 ft 004 009
Momento Maacuteximo ----- 1383 kLb-ftft ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 663 insup3ft ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 629 314 kLb 315 5008
Separacioacuten entre Anclas ----- 527 ft ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 3475 ft ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 1657 kLb ----- -----
Tabla 55 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
91
Caso 6
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 2696 2697 kLb -001 -004
Fuerza en Puntal B 2097 2097 kLb 0 000
Fuerza en Puntal C 1198 1198 kLb 0 000
Fuerza en Puntal D 4793 4794 kLb -001 -002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 1294 394 insup3ft 9 6955
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 1048 307 insup3ft 741 7071
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 599 175 insup3ft 424 7078
Seccioacuten Requerida en
Larguero D 2301 701 insup3ft 16 6954
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 431 431 insup3ft 0 000
Tabla 56 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 7
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 273 273 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 91 91 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 4854 48534 kN 006 001
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 98913 98914 cmsup3m -001 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 32971 32971 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 17587 175846 cmsup3m 024 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 57 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
92
Caso 8
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 30689 30689 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 40514 40514 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 41344 41344 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 111194 111191 cmsup3m 003 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 146793 146791 cmsup3m 002 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 149801 149796 cmsup3m 005 000
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 22336 22547 cmsup3m -211 -094
Tabla 58 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 9
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 1092 1092 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 364 364 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 19416 19413 kN 003 002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 15826 15856 cmsup3m -03 -019
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 5275 5275 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 28139 28135 cmsup3m 004 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 59 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
93
Caso 10
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 16207 16207 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 2712 27122 kN -002 -001
Fuerza en Puntal C 16207 16207 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 58957 5896 cmsup3m -003 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 15669 15668 cmsup3m 001 001
Tabla 510 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Al revisar las comparaciones en el caso de tablestacado se obtubo un porcentaje alto el cual
se trata de la fuerza del ancla obtenida en el Caso 5 en el caacutelculo se encontroacute que se consideroacute
la DTeoacuterica en lugar de la D la cual ya estaacute afectada por el factor de seguridad demostrando
que el error se encuentra en el ejercicio resuelto manualmente
Los porcentajes de la profundidad de penetracioacuten de la tablestaca se consideran relativamente
altos pero hay que resaltar que su caacutelculo es por iteraciones y se busca un valor cerca del 0
mientras que el programa trata de resolver el valor lo maacutes cercano a 0 obteniendo asiacute maacutes
presicioacuten
En los casos de Entibacioacuten se presenta un error relativo que es un error fatal en el caacutelculo de
los largueros que ocurre en el Caso 6 esto fue inquietante puesto que el porcentaje resulta
superior al cincuenta por ciento esto obligoacute a revisar cuidadosamente el paquete en lo
94
referente a la conversioacuten de unidades en el cual su programacioacuten en el Sistema Ingleacutes que se
basa en el uso de factores de conversioacuten para resolver en Sistema Meacutetrico y asiacute regresar de
nuevo los valores en Sistema Ingleacutes
Se encontroacute un error dimensional el cual no se localizoacute pero se refleja en la seccioacuten requerida
en los largueros lo cual tambieacuten obligo a realizar una revisioacuten minuciosa en todos los
algoritmos del programa Obteniendo asiacute en la totalidad de los casos resueltos en Sistema
Ingleacutes y en Sistema Meacutetrico un factor de 001860 para la conversioacuten de cmsup3m a insup3ft Factor
que no se cumple en el caacutelculo de largueros realizado manualmente Se encontroacute que el valor
estaacute aumentado por 328 veces lo cual es el mismo valor de conversioacuten de metros a pies
demostrando la confiabilidad y bondad del programa GALA
Teniendo confianza en lo anterior se resuelven con el paquete aquellos casos cuando no
propone el elemento estructural que exista en el mercado En los casos analizados en este
estudio de Tablestacado siempre propone el elemento estructural pero en Entibacioacuten no
existen codales que cumplan las caracteriacutesticas que el ejercicio solicita por lo que es necesario
volver a calcular hasta encontrar la propuesta del programa de un codal adecuado
simplemente modificando la separacioacuten horizontal entre ellos en el caso de no llegar a
solucionarse asiacute el problema se recomienda modificar las separaciones verticales entre
codales respetando el uacuteltimo valor de separacioacuten entre la plantilla de la excavacioacuten y el uacuteltimo
codal
95
Fig
ura
53
1 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 6
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
96
Fig
ura
53
2 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 7
y C
aso
9 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
97
Fig
ura
53
3 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 8
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
98
Fig
ura
53
4 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 1
0 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
Page 36
79
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
2A = ( 2427 ) ( 3115 ) = 5461 knm
Para B1
B1 = 2427 ( 3 ) - 5461 = 1820 knm
Para C
2C = 2427 ( 4 ) ( 2 ) = 9708 = 9708 knm
Para B2
B2 = 2427 ( 4 ) - 9708 = 0 knm
B = B1 + B2 = 1820 knm
Fuerzas en los puntales
PA= A ( S ) = 5460 ( 2 ) = 10920 kn
PB = B ( S ) = 1820 ( 2 ) = 3640 kn
PC = C ( S ) = 9708 ( 2 ) = 19416 kn
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5460) ( 2sup2 ) = 273 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 2730 (1000) = 15826 cmsup3m
σadm 1725
80
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 1820 ) ( 2sup2 ) = 910 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 910 (1000) = 5275 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (9708) ( 2sup2 ) = 4854 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 4854 (1000) = 28139 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = frac12 ( -2427 xsup2)
M = 0
M = -1213 kn-m
1 le x le 3
En x = 3
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
120597119910
120597119909 frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
-2427 x + 5460 = 0 x = 225 m
81
A y B
En x = 225
M = 683 kn-m
3 le x le 5
En x = 5
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 ) + 1820 ( x ndash 3 )
M= -4853 kn-m
5 le x le 7
En x = 7
M = frac12( -2427 xsup2) + 5460 (x ndash 1) + 1820 (x ndash 3) + 9708 (x ndash 5)
M= 0 lb-ft
Mmax = 4853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 4853 ( 1000 ) = 28133 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 525 Diagrama de Momentos Caso 9
S
U
E
L
O
La figura 526 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
82
Fig
ura
52
6 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
83
510 Caso 10 Entibacioacuten en arcilla dura con 3 codales10
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 25 m
L3 = 25 m
L4 = 1 m
S= 3 m
Figura 527
Arena
γ= 18 knmsup3
φ= 0ordm
c= 35 knmsup2
Solucioacuten
Figura 528 Diagrama de presiones
de una arcilla dura
Diagrama de peck
γ H = ( 1800) ( 7 ) = 360
c 35
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 18 ) ( 7 ) = 378 knmsup2
10
Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 531
84
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 378 ) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B1
B1 = (378) ( 175 ) ndash 5402 + 3308 = 4520 knm
Para C
2C = (378) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B2
B2 = (378) ( 175 ) ndash ( 5402 ) + ( 3308 ) = 4520 knm
Para B
B = B1 + B2 = 4520 + 4520 = 9040 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Pb = B ( 5 ) = 9040 ( 3 ) = 27120 kN
Pc = C ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
85
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 9040 ) ( 3sup2 ) = 1017 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 1017 (1000) = 58957 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -360 kn-m
86
1 le x le 175
En x = 175
M = -378 xsup3 + 5402 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2122 kn-m
175 le x le 35
En x = 35
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 230
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
-378 x + 8709 = 0 x = 230 m
M = 2703 kn-m
35 le x le 525
En x = 525
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
M= 2122 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 469
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
-378 x + 17750 = 0 x = 469 m
M = 2703 kn-m
525 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 378 xsup3 - frac12( 378 ( x ndash 525 )sup2 )
6 ( 025 (7) )
M= -360 kn-m
6 le x le 7 M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 )
87
En x = 7
+ 5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 5402 ( x ndash 6 )
- frac12 ( 378 ( x ndash 525 )sup2 ) + 378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M= 0 kn-m
Mmax = 2703 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 2703 ( 1000 ) = 15669 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 529 Diagrama de Momentos Caso 10
S
U
E
L
O
La figura 530 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
88
Fig
ura
53
0 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
89
Una vez resueltos los ejercicios manualmente se obtuvo el resultado real y con el paquete
interactivo se obtuvo el resultado aproximado estos se comparan para mostrar la bondad del
programa GALA( Ver Tablas 51 a 510)
Caso 1
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 71 703 m 007 099
Longitud Total de
Tablestaca 121 1203 m 007 058
Momento Maacuteximo 20939 20957 kN-mm -018 -009
Seccioacuten Requerida 121738 121494 cmsup3m 244 020
Tabla 51 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 2
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 611 596 m 015 246
Longitud Total de
Tablestaca 1111 1096 m 015 135
Momento Maacuteximo ----- 2238 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 129742 cmsup3m ----- -----
Tabla 52 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 3
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 345 341 m 004 116
Longitud Total de
Tablestaca 895 891 m 004 045
Momento Maacuteximo 12742 12757 kN-mm -015 -012
Seccioacuten Requerida 74081 73759 cmsup3m 322 043
Tabla 53 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
90
Caso 4
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 533 53 m 003 056
Longitud Total de Tablestaca 1448 1445 m 003 021
Momento Maacuteximo ----- 35063 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 166967 cmsup3m ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 11487 11567 kN -08 -070
Separacioacuten entre Anclas ----- 086 m ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 1142 m ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 9968 kN ----- -----
Tabla 54 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 5
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 114 1136 ft 004 035
Longitud Total de Tablestaca 438 4376 ft 004 009
Momento Maacuteximo ----- 1383 kLb-ftft ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 663 insup3ft ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 629 314 kLb 315 5008
Separacioacuten entre Anclas ----- 527 ft ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 3475 ft ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 1657 kLb ----- -----
Tabla 55 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
91
Caso 6
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 2696 2697 kLb -001 -004
Fuerza en Puntal B 2097 2097 kLb 0 000
Fuerza en Puntal C 1198 1198 kLb 0 000
Fuerza en Puntal D 4793 4794 kLb -001 -002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 1294 394 insup3ft 9 6955
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 1048 307 insup3ft 741 7071
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 599 175 insup3ft 424 7078
Seccioacuten Requerida en
Larguero D 2301 701 insup3ft 16 6954
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 431 431 insup3ft 0 000
Tabla 56 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 7
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 273 273 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 91 91 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 4854 48534 kN 006 001
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 98913 98914 cmsup3m -001 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 32971 32971 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 17587 175846 cmsup3m 024 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 57 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
92
Caso 8
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 30689 30689 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 40514 40514 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 41344 41344 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 111194 111191 cmsup3m 003 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 146793 146791 cmsup3m 002 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 149801 149796 cmsup3m 005 000
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 22336 22547 cmsup3m -211 -094
Tabla 58 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 9
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 1092 1092 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 364 364 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 19416 19413 kN 003 002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 15826 15856 cmsup3m -03 -019
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 5275 5275 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 28139 28135 cmsup3m 004 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 59 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
93
Caso 10
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 16207 16207 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 2712 27122 kN -002 -001
Fuerza en Puntal C 16207 16207 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 58957 5896 cmsup3m -003 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 15669 15668 cmsup3m 001 001
Tabla 510 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Al revisar las comparaciones en el caso de tablestacado se obtubo un porcentaje alto el cual
se trata de la fuerza del ancla obtenida en el Caso 5 en el caacutelculo se encontroacute que se consideroacute
la DTeoacuterica en lugar de la D la cual ya estaacute afectada por el factor de seguridad demostrando
que el error se encuentra en el ejercicio resuelto manualmente
Los porcentajes de la profundidad de penetracioacuten de la tablestaca se consideran relativamente
altos pero hay que resaltar que su caacutelculo es por iteraciones y se busca un valor cerca del 0
mientras que el programa trata de resolver el valor lo maacutes cercano a 0 obteniendo asiacute maacutes
presicioacuten
En los casos de Entibacioacuten se presenta un error relativo que es un error fatal en el caacutelculo de
los largueros que ocurre en el Caso 6 esto fue inquietante puesto que el porcentaje resulta
superior al cincuenta por ciento esto obligoacute a revisar cuidadosamente el paquete en lo
94
referente a la conversioacuten de unidades en el cual su programacioacuten en el Sistema Ingleacutes que se
basa en el uso de factores de conversioacuten para resolver en Sistema Meacutetrico y asiacute regresar de
nuevo los valores en Sistema Ingleacutes
Se encontroacute un error dimensional el cual no se localizoacute pero se refleja en la seccioacuten requerida
en los largueros lo cual tambieacuten obligo a realizar una revisioacuten minuciosa en todos los
algoritmos del programa Obteniendo asiacute en la totalidad de los casos resueltos en Sistema
Ingleacutes y en Sistema Meacutetrico un factor de 001860 para la conversioacuten de cmsup3m a insup3ft Factor
que no se cumple en el caacutelculo de largueros realizado manualmente Se encontroacute que el valor
estaacute aumentado por 328 veces lo cual es el mismo valor de conversioacuten de metros a pies
demostrando la confiabilidad y bondad del programa GALA
Teniendo confianza en lo anterior se resuelven con el paquete aquellos casos cuando no
propone el elemento estructural que exista en el mercado En los casos analizados en este
estudio de Tablestacado siempre propone el elemento estructural pero en Entibacioacuten no
existen codales que cumplan las caracteriacutesticas que el ejercicio solicita por lo que es necesario
volver a calcular hasta encontrar la propuesta del programa de un codal adecuado
simplemente modificando la separacioacuten horizontal entre ellos en el caso de no llegar a
solucionarse asiacute el problema se recomienda modificar las separaciones verticales entre
codales respetando el uacuteltimo valor de separacioacuten entre la plantilla de la excavacioacuten y el uacuteltimo
codal
95
Fig
ura
53
1 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 6
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
96
Fig
ura
53
2 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 7
y C
aso
9 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
97
Fig
ura
53
3 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 8
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
98
Fig
ura
53
4 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 1
0 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
Page 37
80
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 1820 ) ( 2sup2 ) = 910 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 910 (1000) = 5275 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = (9708) ( 2sup2 ) = 4854 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten C
Sx = Mmax = 4854 (1000) = 28139 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = frac12 ( -2427 xsup2)
M = 0
M = -1213 kn-m
1 le x le 3
En x = 3
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
120597119910
120597119909 frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 )
-2427 x + 5460 = 0 x = 225 m
81
A y B
En x = 225
M = 683 kn-m
3 le x le 5
En x = 5
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 ) + 1820 ( x ndash 3 )
M= -4853 kn-m
5 le x le 7
En x = 7
M = frac12( -2427 xsup2) + 5460 (x ndash 1) + 1820 (x ndash 3) + 9708 (x ndash 5)
M= 0 lb-ft
Mmax = 4853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 4853 ( 1000 ) = 28133 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 525 Diagrama de Momentos Caso 9
S
U
E
L
O
La figura 526 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
82
Fig
ura
52
6 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
83
510 Caso 10 Entibacioacuten en arcilla dura con 3 codales10
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 25 m
L3 = 25 m
L4 = 1 m
S= 3 m
Figura 527
Arena
γ= 18 knmsup3
φ= 0ordm
c= 35 knmsup2
Solucioacuten
Figura 528 Diagrama de presiones
de una arcilla dura
Diagrama de peck
γ H = ( 1800) ( 7 ) = 360
c 35
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 18 ) ( 7 ) = 378 knmsup2
10
Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 531
84
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 378 ) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B1
B1 = (378) ( 175 ) ndash 5402 + 3308 = 4520 knm
Para C
2C = (378) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B2
B2 = (378) ( 175 ) ndash ( 5402 ) + ( 3308 ) = 4520 knm
Para B
B = B1 + B2 = 4520 + 4520 = 9040 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Pb = B ( 5 ) = 9040 ( 3 ) = 27120 kN
Pc = C ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
85
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 9040 ) ( 3sup2 ) = 1017 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 1017 (1000) = 58957 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -360 kn-m
86
1 le x le 175
En x = 175
M = -378 xsup3 + 5402 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2122 kn-m
175 le x le 35
En x = 35
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 230
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
-378 x + 8709 = 0 x = 230 m
M = 2703 kn-m
35 le x le 525
En x = 525
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
M= 2122 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 469
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
-378 x + 17750 = 0 x = 469 m
M = 2703 kn-m
525 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 378 xsup3 - frac12( 378 ( x ndash 525 )sup2 )
6 ( 025 (7) )
M= -360 kn-m
6 le x le 7 M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 )
87
En x = 7
+ 5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 5402 ( x ndash 6 )
- frac12 ( 378 ( x ndash 525 )sup2 ) + 378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M= 0 kn-m
Mmax = 2703 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 2703 ( 1000 ) = 15669 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 529 Diagrama de Momentos Caso 10
S
U
E
L
O
La figura 530 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
88
Fig
ura
53
0 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
89
Una vez resueltos los ejercicios manualmente se obtuvo el resultado real y con el paquete
interactivo se obtuvo el resultado aproximado estos se comparan para mostrar la bondad del
programa GALA( Ver Tablas 51 a 510)
Caso 1
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 71 703 m 007 099
Longitud Total de
Tablestaca 121 1203 m 007 058
Momento Maacuteximo 20939 20957 kN-mm -018 -009
Seccioacuten Requerida 121738 121494 cmsup3m 244 020
Tabla 51 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 2
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 611 596 m 015 246
Longitud Total de
Tablestaca 1111 1096 m 015 135
Momento Maacuteximo ----- 2238 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 129742 cmsup3m ----- -----
Tabla 52 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 3
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 345 341 m 004 116
Longitud Total de
Tablestaca 895 891 m 004 045
Momento Maacuteximo 12742 12757 kN-mm -015 -012
Seccioacuten Requerida 74081 73759 cmsup3m 322 043
Tabla 53 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
90
Caso 4
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 533 53 m 003 056
Longitud Total de Tablestaca 1448 1445 m 003 021
Momento Maacuteximo ----- 35063 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 166967 cmsup3m ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 11487 11567 kN -08 -070
Separacioacuten entre Anclas ----- 086 m ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 1142 m ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 9968 kN ----- -----
Tabla 54 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 5
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 114 1136 ft 004 035
Longitud Total de Tablestaca 438 4376 ft 004 009
Momento Maacuteximo ----- 1383 kLb-ftft ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 663 insup3ft ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 629 314 kLb 315 5008
Separacioacuten entre Anclas ----- 527 ft ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 3475 ft ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 1657 kLb ----- -----
Tabla 55 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
91
Caso 6
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 2696 2697 kLb -001 -004
Fuerza en Puntal B 2097 2097 kLb 0 000
Fuerza en Puntal C 1198 1198 kLb 0 000
Fuerza en Puntal D 4793 4794 kLb -001 -002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 1294 394 insup3ft 9 6955
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 1048 307 insup3ft 741 7071
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 599 175 insup3ft 424 7078
Seccioacuten Requerida en
Larguero D 2301 701 insup3ft 16 6954
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 431 431 insup3ft 0 000
Tabla 56 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 7
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 273 273 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 91 91 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 4854 48534 kN 006 001
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 98913 98914 cmsup3m -001 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 32971 32971 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 17587 175846 cmsup3m 024 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 57 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
92
Caso 8
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 30689 30689 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 40514 40514 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 41344 41344 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 111194 111191 cmsup3m 003 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 146793 146791 cmsup3m 002 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 149801 149796 cmsup3m 005 000
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 22336 22547 cmsup3m -211 -094
Tabla 58 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 9
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 1092 1092 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 364 364 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 19416 19413 kN 003 002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 15826 15856 cmsup3m -03 -019
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 5275 5275 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 28139 28135 cmsup3m 004 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 59 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
93
Caso 10
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 16207 16207 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 2712 27122 kN -002 -001
Fuerza en Puntal C 16207 16207 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 58957 5896 cmsup3m -003 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 15669 15668 cmsup3m 001 001
Tabla 510 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Al revisar las comparaciones en el caso de tablestacado se obtubo un porcentaje alto el cual
se trata de la fuerza del ancla obtenida en el Caso 5 en el caacutelculo se encontroacute que se consideroacute
la DTeoacuterica en lugar de la D la cual ya estaacute afectada por el factor de seguridad demostrando
que el error se encuentra en el ejercicio resuelto manualmente
Los porcentajes de la profundidad de penetracioacuten de la tablestaca se consideran relativamente
altos pero hay que resaltar que su caacutelculo es por iteraciones y se busca un valor cerca del 0
mientras que el programa trata de resolver el valor lo maacutes cercano a 0 obteniendo asiacute maacutes
presicioacuten
En los casos de Entibacioacuten se presenta un error relativo que es un error fatal en el caacutelculo de
los largueros que ocurre en el Caso 6 esto fue inquietante puesto que el porcentaje resulta
superior al cincuenta por ciento esto obligoacute a revisar cuidadosamente el paquete en lo
94
referente a la conversioacuten de unidades en el cual su programacioacuten en el Sistema Ingleacutes que se
basa en el uso de factores de conversioacuten para resolver en Sistema Meacutetrico y asiacute regresar de
nuevo los valores en Sistema Ingleacutes
Se encontroacute un error dimensional el cual no se localizoacute pero se refleja en la seccioacuten requerida
en los largueros lo cual tambieacuten obligo a realizar una revisioacuten minuciosa en todos los
algoritmos del programa Obteniendo asiacute en la totalidad de los casos resueltos en Sistema
Ingleacutes y en Sistema Meacutetrico un factor de 001860 para la conversioacuten de cmsup3m a insup3ft Factor
que no se cumple en el caacutelculo de largueros realizado manualmente Se encontroacute que el valor
estaacute aumentado por 328 veces lo cual es el mismo valor de conversioacuten de metros a pies
demostrando la confiabilidad y bondad del programa GALA
Teniendo confianza en lo anterior se resuelven con el paquete aquellos casos cuando no
propone el elemento estructural que exista en el mercado En los casos analizados en este
estudio de Tablestacado siempre propone el elemento estructural pero en Entibacioacuten no
existen codales que cumplan las caracteriacutesticas que el ejercicio solicita por lo que es necesario
volver a calcular hasta encontrar la propuesta del programa de un codal adecuado
simplemente modificando la separacioacuten horizontal entre ellos en el caso de no llegar a
solucionarse asiacute el problema se recomienda modificar las separaciones verticales entre
codales respetando el uacuteltimo valor de separacioacuten entre la plantilla de la excavacioacuten y el uacuteltimo
codal
95
Fig
ura
53
1 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 6
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
96
Fig
ura
53
2 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 7
y C
aso
9 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
97
Fig
ura
53
3 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 8
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
98
Fig
ura
53
4 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 1
0 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
Page 38
81
A y B
En x = 225
M = 683 kn-m
3 le x le 5
En x = 5
M = frac12 ( -2427 xsup2) + 5460 ( x ndash 1 ) + 1820 ( x ndash 3 )
M= -4853 kn-m
5 le x le 7
En x = 7
M = frac12( -2427 xsup2) + 5460 (x ndash 1) + 1820 (x ndash 3) + 9708 (x ndash 5)
M= 0 lb-ft
Mmax = 4853 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 4853 ( 1000 ) = 28133 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 525 Diagrama de Momentos Caso 9
S
U
E
L
O
La figura 526 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
82
Fig
ura
52
6 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
83
510 Caso 10 Entibacioacuten en arcilla dura con 3 codales10
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 25 m
L3 = 25 m
L4 = 1 m
S= 3 m
Figura 527
Arena
γ= 18 knmsup3
φ= 0ordm
c= 35 knmsup2
Solucioacuten
Figura 528 Diagrama de presiones
de una arcilla dura
Diagrama de peck
γ H = ( 1800) ( 7 ) = 360
c 35
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 18 ) ( 7 ) = 378 knmsup2
10
Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 531
84
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 378 ) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B1
B1 = (378) ( 175 ) ndash 5402 + 3308 = 4520 knm
Para C
2C = (378) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B2
B2 = (378) ( 175 ) ndash ( 5402 ) + ( 3308 ) = 4520 knm
Para B
B = B1 + B2 = 4520 + 4520 = 9040 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Pb = B ( 5 ) = 9040 ( 3 ) = 27120 kN
Pc = C ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
85
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 9040 ) ( 3sup2 ) = 1017 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 1017 (1000) = 58957 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -360 kn-m
86
1 le x le 175
En x = 175
M = -378 xsup3 + 5402 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2122 kn-m
175 le x le 35
En x = 35
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 230
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
-378 x + 8709 = 0 x = 230 m
M = 2703 kn-m
35 le x le 525
En x = 525
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
M= 2122 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 469
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
-378 x + 17750 = 0 x = 469 m
M = 2703 kn-m
525 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 378 xsup3 - frac12( 378 ( x ndash 525 )sup2 )
6 ( 025 (7) )
M= -360 kn-m
6 le x le 7 M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 )
87
En x = 7
+ 5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 5402 ( x ndash 6 )
- frac12 ( 378 ( x ndash 525 )sup2 ) + 378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M= 0 kn-m
Mmax = 2703 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 2703 ( 1000 ) = 15669 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 529 Diagrama de Momentos Caso 10
S
U
E
L
O
La figura 530 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
88
Fig
ura
53
0 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
89
Una vez resueltos los ejercicios manualmente se obtuvo el resultado real y con el paquete
interactivo se obtuvo el resultado aproximado estos se comparan para mostrar la bondad del
programa GALA( Ver Tablas 51 a 510)
Caso 1
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 71 703 m 007 099
Longitud Total de
Tablestaca 121 1203 m 007 058
Momento Maacuteximo 20939 20957 kN-mm -018 -009
Seccioacuten Requerida 121738 121494 cmsup3m 244 020
Tabla 51 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 2
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 611 596 m 015 246
Longitud Total de
Tablestaca 1111 1096 m 015 135
Momento Maacuteximo ----- 2238 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 129742 cmsup3m ----- -----
Tabla 52 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 3
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 345 341 m 004 116
Longitud Total de
Tablestaca 895 891 m 004 045
Momento Maacuteximo 12742 12757 kN-mm -015 -012
Seccioacuten Requerida 74081 73759 cmsup3m 322 043
Tabla 53 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
90
Caso 4
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 533 53 m 003 056
Longitud Total de Tablestaca 1448 1445 m 003 021
Momento Maacuteximo ----- 35063 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 166967 cmsup3m ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 11487 11567 kN -08 -070
Separacioacuten entre Anclas ----- 086 m ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 1142 m ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 9968 kN ----- -----
Tabla 54 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 5
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 114 1136 ft 004 035
Longitud Total de Tablestaca 438 4376 ft 004 009
Momento Maacuteximo ----- 1383 kLb-ftft ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 663 insup3ft ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 629 314 kLb 315 5008
Separacioacuten entre Anclas ----- 527 ft ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 3475 ft ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 1657 kLb ----- -----
Tabla 55 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
91
Caso 6
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 2696 2697 kLb -001 -004
Fuerza en Puntal B 2097 2097 kLb 0 000
Fuerza en Puntal C 1198 1198 kLb 0 000
Fuerza en Puntal D 4793 4794 kLb -001 -002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 1294 394 insup3ft 9 6955
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 1048 307 insup3ft 741 7071
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 599 175 insup3ft 424 7078
Seccioacuten Requerida en
Larguero D 2301 701 insup3ft 16 6954
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 431 431 insup3ft 0 000
Tabla 56 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 7
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 273 273 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 91 91 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 4854 48534 kN 006 001
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 98913 98914 cmsup3m -001 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 32971 32971 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 17587 175846 cmsup3m 024 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 57 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
92
Caso 8
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 30689 30689 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 40514 40514 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 41344 41344 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 111194 111191 cmsup3m 003 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 146793 146791 cmsup3m 002 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 149801 149796 cmsup3m 005 000
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 22336 22547 cmsup3m -211 -094
Tabla 58 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 9
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 1092 1092 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 364 364 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 19416 19413 kN 003 002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 15826 15856 cmsup3m -03 -019
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 5275 5275 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 28139 28135 cmsup3m 004 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 59 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
93
Caso 10
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 16207 16207 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 2712 27122 kN -002 -001
Fuerza en Puntal C 16207 16207 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 58957 5896 cmsup3m -003 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 15669 15668 cmsup3m 001 001
Tabla 510 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Al revisar las comparaciones en el caso de tablestacado se obtubo un porcentaje alto el cual
se trata de la fuerza del ancla obtenida en el Caso 5 en el caacutelculo se encontroacute que se consideroacute
la DTeoacuterica en lugar de la D la cual ya estaacute afectada por el factor de seguridad demostrando
que el error se encuentra en el ejercicio resuelto manualmente
Los porcentajes de la profundidad de penetracioacuten de la tablestaca se consideran relativamente
altos pero hay que resaltar que su caacutelculo es por iteraciones y se busca un valor cerca del 0
mientras que el programa trata de resolver el valor lo maacutes cercano a 0 obteniendo asiacute maacutes
presicioacuten
En los casos de Entibacioacuten se presenta un error relativo que es un error fatal en el caacutelculo de
los largueros que ocurre en el Caso 6 esto fue inquietante puesto que el porcentaje resulta
superior al cincuenta por ciento esto obligoacute a revisar cuidadosamente el paquete en lo
94
referente a la conversioacuten de unidades en el cual su programacioacuten en el Sistema Ingleacutes que se
basa en el uso de factores de conversioacuten para resolver en Sistema Meacutetrico y asiacute regresar de
nuevo los valores en Sistema Ingleacutes
Se encontroacute un error dimensional el cual no se localizoacute pero se refleja en la seccioacuten requerida
en los largueros lo cual tambieacuten obligo a realizar una revisioacuten minuciosa en todos los
algoritmos del programa Obteniendo asiacute en la totalidad de los casos resueltos en Sistema
Ingleacutes y en Sistema Meacutetrico un factor de 001860 para la conversioacuten de cmsup3m a insup3ft Factor
que no se cumple en el caacutelculo de largueros realizado manualmente Se encontroacute que el valor
estaacute aumentado por 328 veces lo cual es el mismo valor de conversioacuten de metros a pies
demostrando la confiabilidad y bondad del programa GALA
Teniendo confianza en lo anterior se resuelven con el paquete aquellos casos cuando no
propone el elemento estructural que exista en el mercado En los casos analizados en este
estudio de Tablestacado siempre propone el elemento estructural pero en Entibacioacuten no
existen codales que cumplan las caracteriacutesticas que el ejercicio solicita por lo que es necesario
volver a calcular hasta encontrar la propuesta del programa de un codal adecuado
simplemente modificando la separacioacuten horizontal entre ellos en el caso de no llegar a
solucionarse asiacute el problema se recomienda modificar las separaciones verticales entre
codales respetando el uacuteltimo valor de separacioacuten entre la plantilla de la excavacioacuten y el uacuteltimo
codal
95
Fig
ura
53
1 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 6
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
96
Fig
ura
53
2 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 7
y C
aso
9 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
97
Fig
ura
53
3 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 8
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
98
Fig
ura
53
4 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 1
0 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
Page 39
82
Fig
ura
52
6 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
83
510 Caso 10 Entibacioacuten en arcilla dura con 3 codales10
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 25 m
L3 = 25 m
L4 = 1 m
S= 3 m
Figura 527
Arena
γ= 18 knmsup3
φ= 0ordm
c= 35 knmsup2
Solucioacuten
Figura 528 Diagrama de presiones
de una arcilla dura
Diagrama de peck
γ H = ( 1800) ( 7 ) = 360
c 35
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 18 ) ( 7 ) = 378 knmsup2
10
Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 531
84
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 378 ) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B1
B1 = (378) ( 175 ) ndash 5402 + 3308 = 4520 knm
Para C
2C = (378) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B2
B2 = (378) ( 175 ) ndash ( 5402 ) + ( 3308 ) = 4520 knm
Para B
B = B1 + B2 = 4520 + 4520 = 9040 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Pb = B ( 5 ) = 9040 ( 3 ) = 27120 kN
Pc = C ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
85
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 9040 ) ( 3sup2 ) = 1017 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 1017 (1000) = 58957 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -360 kn-m
86
1 le x le 175
En x = 175
M = -378 xsup3 + 5402 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2122 kn-m
175 le x le 35
En x = 35
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 230
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
-378 x + 8709 = 0 x = 230 m
M = 2703 kn-m
35 le x le 525
En x = 525
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
M= 2122 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 469
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
-378 x + 17750 = 0 x = 469 m
M = 2703 kn-m
525 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 378 xsup3 - frac12( 378 ( x ndash 525 )sup2 )
6 ( 025 (7) )
M= -360 kn-m
6 le x le 7 M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 )
87
En x = 7
+ 5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 5402 ( x ndash 6 )
- frac12 ( 378 ( x ndash 525 )sup2 ) + 378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M= 0 kn-m
Mmax = 2703 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 2703 ( 1000 ) = 15669 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 529 Diagrama de Momentos Caso 10
S
U
E
L
O
La figura 530 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
88
Fig
ura
53
0 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
89
Una vez resueltos los ejercicios manualmente se obtuvo el resultado real y con el paquete
interactivo se obtuvo el resultado aproximado estos se comparan para mostrar la bondad del
programa GALA( Ver Tablas 51 a 510)
Caso 1
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 71 703 m 007 099
Longitud Total de
Tablestaca 121 1203 m 007 058
Momento Maacuteximo 20939 20957 kN-mm -018 -009
Seccioacuten Requerida 121738 121494 cmsup3m 244 020
Tabla 51 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 2
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 611 596 m 015 246
Longitud Total de
Tablestaca 1111 1096 m 015 135
Momento Maacuteximo ----- 2238 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 129742 cmsup3m ----- -----
Tabla 52 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 3
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 345 341 m 004 116
Longitud Total de
Tablestaca 895 891 m 004 045
Momento Maacuteximo 12742 12757 kN-mm -015 -012
Seccioacuten Requerida 74081 73759 cmsup3m 322 043
Tabla 53 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
90
Caso 4
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 533 53 m 003 056
Longitud Total de Tablestaca 1448 1445 m 003 021
Momento Maacuteximo ----- 35063 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 166967 cmsup3m ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 11487 11567 kN -08 -070
Separacioacuten entre Anclas ----- 086 m ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 1142 m ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 9968 kN ----- -----
Tabla 54 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 5
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 114 1136 ft 004 035
Longitud Total de Tablestaca 438 4376 ft 004 009
Momento Maacuteximo ----- 1383 kLb-ftft ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 663 insup3ft ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 629 314 kLb 315 5008
Separacioacuten entre Anclas ----- 527 ft ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 3475 ft ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 1657 kLb ----- -----
Tabla 55 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
91
Caso 6
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 2696 2697 kLb -001 -004
Fuerza en Puntal B 2097 2097 kLb 0 000
Fuerza en Puntal C 1198 1198 kLb 0 000
Fuerza en Puntal D 4793 4794 kLb -001 -002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 1294 394 insup3ft 9 6955
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 1048 307 insup3ft 741 7071
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 599 175 insup3ft 424 7078
Seccioacuten Requerida en
Larguero D 2301 701 insup3ft 16 6954
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 431 431 insup3ft 0 000
Tabla 56 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 7
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 273 273 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 91 91 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 4854 48534 kN 006 001
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 98913 98914 cmsup3m -001 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 32971 32971 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 17587 175846 cmsup3m 024 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 57 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
92
Caso 8
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 30689 30689 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 40514 40514 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 41344 41344 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 111194 111191 cmsup3m 003 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 146793 146791 cmsup3m 002 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 149801 149796 cmsup3m 005 000
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 22336 22547 cmsup3m -211 -094
Tabla 58 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 9
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 1092 1092 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 364 364 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 19416 19413 kN 003 002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 15826 15856 cmsup3m -03 -019
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 5275 5275 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 28139 28135 cmsup3m 004 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 59 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
93
Caso 10
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 16207 16207 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 2712 27122 kN -002 -001
Fuerza en Puntal C 16207 16207 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 58957 5896 cmsup3m -003 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 15669 15668 cmsup3m 001 001
Tabla 510 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Al revisar las comparaciones en el caso de tablestacado se obtubo un porcentaje alto el cual
se trata de la fuerza del ancla obtenida en el Caso 5 en el caacutelculo se encontroacute que se consideroacute
la DTeoacuterica en lugar de la D la cual ya estaacute afectada por el factor de seguridad demostrando
que el error se encuentra en el ejercicio resuelto manualmente
Los porcentajes de la profundidad de penetracioacuten de la tablestaca se consideran relativamente
altos pero hay que resaltar que su caacutelculo es por iteraciones y se busca un valor cerca del 0
mientras que el programa trata de resolver el valor lo maacutes cercano a 0 obteniendo asiacute maacutes
presicioacuten
En los casos de Entibacioacuten se presenta un error relativo que es un error fatal en el caacutelculo de
los largueros que ocurre en el Caso 6 esto fue inquietante puesto que el porcentaje resulta
superior al cincuenta por ciento esto obligoacute a revisar cuidadosamente el paquete en lo
94
referente a la conversioacuten de unidades en el cual su programacioacuten en el Sistema Ingleacutes que se
basa en el uso de factores de conversioacuten para resolver en Sistema Meacutetrico y asiacute regresar de
nuevo los valores en Sistema Ingleacutes
Se encontroacute un error dimensional el cual no se localizoacute pero se refleja en la seccioacuten requerida
en los largueros lo cual tambieacuten obligo a realizar una revisioacuten minuciosa en todos los
algoritmos del programa Obteniendo asiacute en la totalidad de los casos resueltos en Sistema
Ingleacutes y en Sistema Meacutetrico un factor de 001860 para la conversioacuten de cmsup3m a insup3ft Factor
que no se cumple en el caacutelculo de largueros realizado manualmente Se encontroacute que el valor
estaacute aumentado por 328 veces lo cual es el mismo valor de conversioacuten de metros a pies
demostrando la confiabilidad y bondad del programa GALA
Teniendo confianza en lo anterior se resuelven con el paquete aquellos casos cuando no
propone el elemento estructural que exista en el mercado En los casos analizados en este
estudio de Tablestacado siempre propone el elemento estructural pero en Entibacioacuten no
existen codales que cumplan las caracteriacutesticas que el ejercicio solicita por lo que es necesario
volver a calcular hasta encontrar la propuesta del programa de un codal adecuado
simplemente modificando la separacioacuten horizontal entre ellos en el caso de no llegar a
solucionarse asiacute el problema se recomienda modificar las separaciones verticales entre
codales respetando el uacuteltimo valor de separacioacuten entre la plantilla de la excavacioacuten y el uacuteltimo
codal
95
Fig
ura
53
1 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 6
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
96
Fig
ura
53
2 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 7
y C
aso
9 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
97
Fig
ura
53
3 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 8
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
98
Fig
ura
53
4 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 1
0 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
Page 40
83
510 Caso 10 Entibacioacuten en arcilla dura con 3 codales10
Resolver el siguiente caso de entibacioacuten en suelo arcilloso
L1 = 1 m
L= 7m L2 = 25 m
L3 = 25 m
L4 = 1 m
S= 3 m
Figura 527
Arena
γ= 18 knmsup3
φ= 0ordm
c= 35 knmsup2
Solucioacuten
Figura 528 Diagrama de presiones
de una arcilla dura
Diagrama de peck
γ H = ( 1800) ( 7 ) = 360
c 35
Pa= 03 γ H = ( 030 ) ( 18 ) ( 7 ) = 378 knmsup2
10
Braja M Das Principios de Ingenieriacutea de Cimentaciones cuarta edicioacuten Editorial Thomson 2001 paacuteg 531
84
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 378 ) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B1
B1 = (378) ( 175 ) ndash 5402 + 3308 = 4520 knm
Para C
2C = (378) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B2
B2 = (378) ( 175 ) ndash ( 5402 ) + ( 3308 ) = 4520 knm
Para B
B = B1 + B2 = 4520 + 4520 = 9040 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Pb = B ( 5 ) = 9040 ( 3 ) = 27120 kN
Pc = C ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
85
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 9040 ) ( 3sup2 ) = 1017 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 1017 (1000) = 58957 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -360 kn-m
86
1 le x le 175
En x = 175
M = -378 xsup3 + 5402 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2122 kn-m
175 le x le 35
En x = 35
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 230
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
-378 x + 8709 = 0 x = 230 m
M = 2703 kn-m
35 le x le 525
En x = 525
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
M= 2122 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 469
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
-378 x + 17750 = 0 x = 469 m
M = 2703 kn-m
525 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 378 xsup3 - frac12( 378 ( x ndash 525 )sup2 )
6 ( 025 (7) )
M= -360 kn-m
6 le x le 7 M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 )
87
En x = 7
+ 5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 5402 ( x ndash 6 )
- frac12 ( 378 ( x ndash 525 )sup2 ) + 378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M= 0 kn-m
Mmax = 2703 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 2703 ( 1000 ) = 15669 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 529 Diagrama de Momentos Caso 10
S
U
E
L
O
La figura 530 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
88
Fig
ura
53
0 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
89
Una vez resueltos los ejercicios manualmente se obtuvo el resultado real y con el paquete
interactivo se obtuvo el resultado aproximado estos se comparan para mostrar la bondad del
programa GALA( Ver Tablas 51 a 510)
Caso 1
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 71 703 m 007 099
Longitud Total de
Tablestaca 121 1203 m 007 058
Momento Maacuteximo 20939 20957 kN-mm -018 -009
Seccioacuten Requerida 121738 121494 cmsup3m 244 020
Tabla 51 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 2
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 611 596 m 015 246
Longitud Total de
Tablestaca 1111 1096 m 015 135
Momento Maacuteximo ----- 2238 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 129742 cmsup3m ----- -----
Tabla 52 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 3
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 345 341 m 004 116
Longitud Total de
Tablestaca 895 891 m 004 045
Momento Maacuteximo 12742 12757 kN-mm -015 -012
Seccioacuten Requerida 74081 73759 cmsup3m 322 043
Tabla 53 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
90
Caso 4
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 533 53 m 003 056
Longitud Total de Tablestaca 1448 1445 m 003 021
Momento Maacuteximo ----- 35063 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 166967 cmsup3m ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 11487 11567 kN -08 -070
Separacioacuten entre Anclas ----- 086 m ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 1142 m ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 9968 kN ----- -----
Tabla 54 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 5
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 114 1136 ft 004 035
Longitud Total de Tablestaca 438 4376 ft 004 009
Momento Maacuteximo ----- 1383 kLb-ftft ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 663 insup3ft ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 629 314 kLb 315 5008
Separacioacuten entre Anclas ----- 527 ft ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 3475 ft ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 1657 kLb ----- -----
Tabla 55 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
91
Caso 6
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 2696 2697 kLb -001 -004
Fuerza en Puntal B 2097 2097 kLb 0 000
Fuerza en Puntal C 1198 1198 kLb 0 000
Fuerza en Puntal D 4793 4794 kLb -001 -002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 1294 394 insup3ft 9 6955
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 1048 307 insup3ft 741 7071
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 599 175 insup3ft 424 7078
Seccioacuten Requerida en
Larguero D 2301 701 insup3ft 16 6954
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 431 431 insup3ft 0 000
Tabla 56 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 7
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 273 273 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 91 91 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 4854 48534 kN 006 001
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 98913 98914 cmsup3m -001 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 32971 32971 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 17587 175846 cmsup3m 024 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 57 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
92
Caso 8
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 30689 30689 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 40514 40514 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 41344 41344 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 111194 111191 cmsup3m 003 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 146793 146791 cmsup3m 002 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 149801 149796 cmsup3m 005 000
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 22336 22547 cmsup3m -211 -094
Tabla 58 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 9
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 1092 1092 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 364 364 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 19416 19413 kN 003 002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 15826 15856 cmsup3m -03 -019
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 5275 5275 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 28139 28135 cmsup3m 004 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 59 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
93
Caso 10
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 16207 16207 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 2712 27122 kN -002 -001
Fuerza en Puntal C 16207 16207 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 58957 5896 cmsup3m -003 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 15669 15668 cmsup3m 001 001
Tabla 510 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Al revisar las comparaciones en el caso de tablestacado se obtubo un porcentaje alto el cual
se trata de la fuerza del ancla obtenida en el Caso 5 en el caacutelculo se encontroacute que se consideroacute
la DTeoacuterica en lugar de la D la cual ya estaacute afectada por el factor de seguridad demostrando
que el error se encuentra en el ejercicio resuelto manualmente
Los porcentajes de la profundidad de penetracioacuten de la tablestaca se consideran relativamente
altos pero hay que resaltar que su caacutelculo es por iteraciones y se busca un valor cerca del 0
mientras que el programa trata de resolver el valor lo maacutes cercano a 0 obteniendo asiacute maacutes
presicioacuten
En los casos de Entibacioacuten se presenta un error relativo que es un error fatal en el caacutelculo de
los largueros que ocurre en el Caso 6 esto fue inquietante puesto que el porcentaje resulta
superior al cincuenta por ciento esto obligoacute a revisar cuidadosamente el paquete en lo
94
referente a la conversioacuten de unidades en el cual su programacioacuten en el Sistema Ingleacutes que se
basa en el uso de factores de conversioacuten para resolver en Sistema Meacutetrico y asiacute regresar de
nuevo los valores en Sistema Ingleacutes
Se encontroacute un error dimensional el cual no se localizoacute pero se refleja en la seccioacuten requerida
en los largueros lo cual tambieacuten obligo a realizar una revisioacuten minuciosa en todos los
algoritmos del programa Obteniendo asiacute en la totalidad de los casos resueltos en Sistema
Ingleacutes y en Sistema Meacutetrico un factor de 001860 para la conversioacuten de cmsup3m a insup3ft Factor
que no se cumple en el caacutelculo de largueros realizado manualmente Se encontroacute que el valor
estaacute aumentado por 328 veces lo cual es el mismo valor de conversioacuten de metros a pies
demostrando la confiabilidad y bondad del programa GALA
Teniendo confianza en lo anterior se resuelven con el paquete aquellos casos cuando no
propone el elemento estructural que exista en el mercado En los casos analizados en este
estudio de Tablestacado siempre propone el elemento estructural pero en Entibacioacuten no
existen codales que cumplan las caracteriacutesticas que el ejercicio solicita por lo que es necesario
volver a calcular hasta encontrar la propuesta del programa de un codal adecuado
simplemente modificando la separacioacuten horizontal entre ellos en el caso de no llegar a
solucionarse asiacute el problema se recomienda modificar las separaciones verticales entre
codales respetando el uacuteltimo valor de separacioacuten entre la plantilla de la excavacioacuten y el uacuteltimo
codal
95
Fig
ura
53
1 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 6
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
96
Fig
ura
53
2 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 7
y C
aso
9 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
97
Fig
ura
53
3 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 8
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
98
Fig
ura
53
4 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 1
0 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
Page 41
84
Determinacioacuten de las fuerzas ejercidas en los puntales por medio de momentos respecto al
punto B
Para A
3A = ( 378 ) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B1
B1 = (378) ( 175 ) ndash 5402 + 3308 = 4520 knm
Para C
2C = (378) ( 175 ) ( 0875 ) + ( 233 ) ( 3308 ) = 5402 knm
Para B2
B2 = (378) ( 175 ) ndash ( 5402 ) + ( 3308 ) = 4520 knm
Para B
B = B1 + B2 = 4520 + 4520 = 9040 knm
Las cargas en los puntales en los niveles A B C y D
Pa = A ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Pb = B ( 5 ) = 9040 ( 3 ) = 27120 kN
Pc = C ( 5 ) = 5402 ( 3 ) = 16207 kN
Calculo de Largueros
En A
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
85
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 9040 ) ( 3sup2 ) = 1017 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 1017 (1000) = 58957 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -360 kn-m
86
1 le x le 175
En x = 175
M = -378 xsup3 + 5402 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2122 kn-m
175 le x le 35
En x = 35
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 230
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
-378 x + 8709 = 0 x = 230 m
M = 2703 kn-m
35 le x le 525
En x = 525
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
M= 2122 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 469
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
-378 x + 17750 = 0 x = 469 m
M = 2703 kn-m
525 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 378 xsup3 - frac12( 378 ( x ndash 525 )sup2 )
6 ( 025 (7) )
M= -360 kn-m
6 le x le 7 M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 )
87
En x = 7
+ 5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 5402 ( x ndash 6 )
- frac12 ( 378 ( x ndash 525 )sup2 ) + 378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M= 0 kn-m
Mmax = 2703 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 2703 ( 1000 ) = 15669 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 529 Diagrama de Momentos Caso 10
S
U
E
L
O
La figura 530 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
88
Fig
ura
53
0 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
89
Una vez resueltos los ejercicios manualmente se obtuvo el resultado real y con el paquete
interactivo se obtuvo el resultado aproximado estos se comparan para mostrar la bondad del
programa GALA( Ver Tablas 51 a 510)
Caso 1
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 71 703 m 007 099
Longitud Total de
Tablestaca 121 1203 m 007 058
Momento Maacuteximo 20939 20957 kN-mm -018 -009
Seccioacuten Requerida 121738 121494 cmsup3m 244 020
Tabla 51 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 2
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 611 596 m 015 246
Longitud Total de
Tablestaca 1111 1096 m 015 135
Momento Maacuteximo ----- 2238 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 129742 cmsup3m ----- -----
Tabla 52 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 3
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 345 341 m 004 116
Longitud Total de
Tablestaca 895 891 m 004 045
Momento Maacuteximo 12742 12757 kN-mm -015 -012
Seccioacuten Requerida 74081 73759 cmsup3m 322 043
Tabla 53 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
90
Caso 4
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 533 53 m 003 056
Longitud Total de Tablestaca 1448 1445 m 003 021
Momento Maacuteximo ----- 35063 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 166967 cmsup3m ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 11487 11567 kN -08 -070
Separacioacuten entre Anclas ----- 086 m ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 1142 m ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 9968 kN ----- -----
Tabla 54 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 5
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 114 1136 ft 004 035
Longitud Total de Tablestaca 438 4376 ft 004 009
Momento Maacuteximo ----- 1383 kLb-ftft ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 663 insup3ft ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 629 314 kLb 315 5008
Separacioacuten entre Anclas ----- 527 ft ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 3475 ft ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 1657 kLb ----- -----
Tabla 55 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
91
Caso 6
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 2696 2697 kLb -001 -004
Fuerza en Puntal B 2097 2097 kLb 0 000
Fuerza en Puntal C 1198 1198 kLb 0 000
Fuerza en Puntal D 4793 4794 kLb -001 -002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 1294 394 insup3ft 9 6955
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 1048 307 insup3ft 741 7071
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 599 175 insup3ft 424 7078
Seccioacuten Requerida en
Larguero D 2301 701 insup3ft 16 6954
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 431 431 insup3ft 0 000
Tabla 56 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 7
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 273 273 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 91 91 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 4854 48534 kN 006 001
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 98913 98914 cmsup3m -001 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 32971 32971 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 17587 175846 cmsup3m 024 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 57 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
92
Caso 8
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 30689 30689 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 40514 40514 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 41344 41344 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 111194 111191 cmsup3m 003 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 146793 146791 cmsup3m 002 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 149801 149796 cmsup3m 005 000
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 22336 22547 cmsup3m -211 -094
Tabla 58 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 9
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 1092 1092 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 364 364 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 19416 19413 kN 003 002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 15826 15856 cmsup3m -03 -019
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 5275 5275 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 28139 28135 cmsup3m 004 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 59 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
93
Caso 10
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 16207 16207 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 2712 27122 kN -002 -001
Fuerza en Puntal C 16207 16207 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 58957 5896 cmsup3m -003 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 15669 15668 cmsup3m 001 001
Tabla 510 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Al revisar las comparaciones en el caso de tablestacado se obtubo un porcentaje alto el cual
se trata de la fuerza del ancla obtenida en el Caso 5 en el caacutelculo se encontroacute que se consideroacute
la DTeoacuterica en lugar de la D la cual ya estaacute afectada por el factor de seguridad demostrando
que el error se encuentra en el ejercicio resuelto manualmente
Los porcentajes de la profundidad de penetracioacuten de la tablestaca se consideran relativamente
altos pero hay que resaltar que su caacutelculo es por iteraciones y se busca un valor cerca del 0
mientras que el programa trata de resolver el valor lo maacutes cercano a 0 obteniendo asiacute maacutes
presicioacuten
En los casos de Entibacioacuten se presenta un error relativo que es un error fatal en el caacutelculo de
los largueros que ocurre en el Caso 6 esto fue inquietante puesto que el porcentaje resulta
superior al cincuenta por ciento esto obligoacute a revisar cuidadosamente el paquete en lo
94
referente a la conversioacuten de unidades en el cual su programacioacuten en el Sistema Ingleacutes que se
basa en el uso de factores de conversioacuten para resolver en Sistema Meacutetrico y asiacute regresar de
nuevo los valores en Sistema Ingleacutes
Se encontroacute un error dimensional el cual no se localizoacute pero se refleja en la seccioacuten requerida
en los largueros lo cual tambieacuten obligo a realizar una revisioacuten minuciosa en todos los
algoritmos del programa Obteniendo asiacute en la totalidad de los casos resueltos en Sistema
Ingleacutes y en Sistema Meacutetrico un factor de 001860 para la conversioacuten de cmsup3m a insup3ft Factor
que no se cumple en el caacutelculo de largueros realizado manualmente Se encontroacute que el valor
estaacute aumentado por 328 veces lo cual es el mismo valor de conversioacuten de metros a pies
demostrando la confiabilidad y bondad del programa GALA
Teniendo confianza en lo anterior se resuelven con el paquete aquellos casos cuando no
propone el elemento estructural que exista en el mercado En los casos analizados en este
estudio de Tablestacado siempre propone el elemento estructural pero en Entibacioacuten no
existen codales que cumplan las caracteriacutesticas que el ejercicio solicita por lo que es necesario
volver a calcular hasta encontrar la propuesta del programa de un codal adecuado
simplemente modificando la separacioacuten horizontal entre ellos en el caso de no llegar a
solucionarse asiacute el problema se recomienda modificar las separaciones verticales entre
codales respetando el uacuteltimo valor de separacioacuten entre la plantilla de la excavacioacuten y el uacuteltimo
codal
95
Fig
ura
53
1 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 6
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
96
Fig
ura
53
2 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 7
y C
aso
9 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
97
Fig
ura
53
3 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 8
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
98
Fig
ura
53
4 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 1
0 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
Page 42
85
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
En B
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 9040 ) ( 3sup2 ) = 1017 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten B
Sx = Mmax = 1017 (1000) = 58957 cmsup3m
σadm 1725
En C
Mmax = ( A ) ( Ssup2 ) = ( 5402) ( 3sup2 ) = 6077 kn-m
8 8
Seccioacuten requerida en la posicioacuten A
Sx = Mmax = 6077 (1000) = 35230 cmsup3m
σadm 1725
Calculo de la tablestaca
Calculo de momentos que intervienen
0 le x le 1
En x = 0
En x = 1
M = -378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M = 0
M = -360 kn-m
86
1 le x le 175
En x = 175
M = -378 xsup3 + 5402 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2122 kn-m
175 le x le 35
En x = 35
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 230
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
-378 x + 8709 = 0 x = 230 m
M = 2703 kn-m
35 le x le 525
En x = 525
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
M= 2122 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 469
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
-378 x + 17750 = 0 x = 469 m
M = 2703 kn-m
525 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 378 xsup3 - frac12( 378 ( x ndash 525 )sup2 )
6 ( 025 (7) )
M= -360 kn-m
6 le x le 7 M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 )
87
En x = 7
+ 5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 5402 ( x ndash 6 )
- frac12 ( 378 ( x ndash 525 )sup2 ) + 378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M= 0 kn-m
Mmax = 2703 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 2703 ( 1000 ) = 15669 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 529 Diagrama de Momentos Caso 10
S
U
E
L
O
La figura 530 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
88
Fig
ura
53
0 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
89
Una vez resueltos los ejercicios manualmente se obtuvo el resultado real y con el paquete
interactivo se obtuvo el resultado aproximado estos se comparan para mostrar la bondad del
programa GALA( Ver Tablas 51 a 510)
Caso 1
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 71 703 m 007 099
Longitud Total de
Tablestaca 121 1203 m 007 058
Momento Maacuteximo 20939 20957 kN-mm -018 -009
Seccioacuten Requerida 121738 121494 cmsup3m 244 020
Tabla 51 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 2
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 611 596 m 015 246
Longitud Total de
Tablestaca 1111 1096 m 015 135
Momento Maacuteximo ----- 2238 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 129742 cmsup3m ----- -----
Tabla 52 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 3
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 345 341 m 004 116
Longitud Total de
Tablestaca 895 891 m 004 045
Momento Maacuteximo 12742 12757 kN-mm -015 -012
Seccioacuten Requerida 74081 73759 cmsup3m 322 043
Tabla 53 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
90
Caso 4
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 533 53 m 003 056
Longitud Total de Tablestaca 1448 1445 m 003 021
Momento Maacuteximo ----- 35063 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 166967 cmsup3m ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 11487 11567 kN -08 -070
Separacioacuten entre Anclas ----- 086 m ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 1142 m ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 9968 kN ----- -----
Tabla 54 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 5
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 114 1136 ft 004 035
Longitud Total de Tablestaca 438 4376 ft 004 009
Momento Maacuteximo ----- 1383 kLb-ftft ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 663 insup3ft ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 629 314 kLb 315 5008
Separacioacuten entre Anclas ----- 527 ft ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 3475 ft ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 1657 kLb ----- -----
Tabla 55 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
91
Caso 6
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 2696 2697 kLb -001 -004
Fuerza en Puntal B 2097 2097 kLb 0 000
Fuerza en Puntal C 1198 1198 kLb 0 000
Fuerza en Puntal D 4793 4794 kLb -001 -002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 1294 394 insup3ft 9 6955
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 1048 307 insup3ft 741 7071
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 599 175 insup3ft 424 7078
Seccioacuten Requerida en
Larguero D 2301 701 insup3ft 16 6954
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 431 431 insup3ft 0 000
Tabla 56 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 7
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 273 273 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 91 91 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 4854 48534 kN 006 001
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 98913 98914 cmsup3m -001 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 32971 32971 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 17587 175846 cmsup3m 024 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 57 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
92
Caso 8
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 30689 30689 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 40514 40514 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 41344 41344 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 111194 111191 cmsup3m 003 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 146793 146791 cmsup3m 002 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 149801 149796 cmsup3m 005 000
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 22336 22547 cmsup3m -211 -094
Tabla 58 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 9
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 1092 1092 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 364 364 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 19416 19413 kN 003 002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 15826 15856 cmsup3m -03 -019
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 5275 5275 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 28139 28135 cmsup3m 004 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 59 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
93
Caso 10
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 16207 16207 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 2712 27122 kN -002 -001
Fuerza en Puntal C 16207 16207 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 58957 5896 cmsup3m -003 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 15669 15668 cmsup3m 001 001
Tabla 510 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Al revisar las comparaciones en el caso de tablestacado se obtubo un porcentaje alto el cual
se trata de la fuerza del ancla obtenida en el Caso 5 en el caacutelculo se encontroacute que se consideroacute
la DTeoacuterica en lugar de la D la cual ya estaacute afectada por el factor de seguridad demostrando
que el error se encuentra en el ejercicio resuelto manualmente
Los porcentajes de la profundidad de penetracioacuten de la tablestaca se consideran relativamente
altos pero hay que resaltar que su caacutelculo es por iteraciones y se busca un valor cerca del 0
mientras que el programa trata de resolver el valor lo maacutes cercano a 0 obteniendo asiacute maacutes
presicioacuten
En los casos de Entibacioacuten se presenta un error relativo que es un error fatal en el caacutelculo de
los largueros que ocurre en el Caso 6 esto fue inquietante puesto que el porcentaje resulta
superior al cincuenta por ciento esto obligoacute a revisar cuidadosamente el paquete en lo
94
referente a la conversioacuten de unidades en el cual su programacioacuten en el Sistema Ingleacutes que se
basa en el uso de factores de conversioacuten para resolver en Sistema Meacutetrico y asiacute regresar de
nuevo los valores en Sistema Ingleacutes
Se encontroacute un error dimensional el cual no se localizoacute pero se refleja en la seccioacuten requerida
en los largueros lo cual tambieacuten obligo a realizar una revisioacuten minuciosa en todos los
algoritmos del programa Obteniendo asiacute en la totalidad de los casos resueltos en Sistema
Ingleacutes y en Sistema Meacutetrico un factor de 001860 para la conversioacuten de cmsup3m a insup3ft Factor
que no se cumple en el caacutelculo de largueros realizado manualmente Se encontroacute que el valor
estaacute aumentado por 328 veces lo cual es el mismo valor de conversioacuten de metros a pies
demostrando la confiabilidad y bondad del programa GALA
Teniendo confianza en lo anterior se resuelven con el paquete aquellos casos cuando no
propone el elemento estructural que exista en el mercado En los casos analizados en este
estudio de Tablestacado siempre propone el elemento estructural pero en Entibacioacuten no
existen codales que cumplan las caracteriacutesticas que el ejercicio solicita por lo que es necesario
volver a calcular hasta encontrar la propuesta del programa de un codal adecuado
simplemente modificando la separacioacuten horizontal entre ellos en el caso de no llegar a
solucionarse asiacute el problema se recomienda modificar las separaciones verticales entre
codales respetando el uacuteltimo valor de separacioacuten entre la plantilla de la excavacioacuten y el uacuteltimo
codal
95
Fig
ura
53
1 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 6
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
96
Fig
ura
53
2 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 7
y C
aso
9 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
97
Fig
ura
53
3 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 8
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
98
Fig
ura
53
4 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 1
0 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
Page 43
86
1 le x le 175
En x = 175
M = -378 xsup3 + 5402 ( x ndash 1 )
6 ( 025 (7) )
M = 2122 kn-m
175 le x le 35
En x = 35
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
M = 0 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
A y B
En x = 230
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 )
-378 x + 8709 = 0 x = 230 m
M = 2703 kn-m
35 le x le 525
En x = 525
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
M= 2122 kn-m
Momento maacuteximo
entre el puntal
B y C
En x = 469
120597119910
120597119909 [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - frac12 (378 ( x ndash 175 ) sup2 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 )
-378 x + 17750 = 0 x = 469 m
M = 2703 kn-m
525 le x le 6
En x = 6
M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 ) +
5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 378 xsup3 - frac12( 378 ( x ndash 525 )sup2 )
6 ( 025 (7) )
M= -360 kn-m
6 le x le 7 M = [ frac12( -378 ( 175 ) ] [x - ( ⅔ ( 175 ) ] - (378 ( 350 ) ( x ndash 35 )
87
En x = 7
+ 5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 5402 ( x ndash 6 )
- frac12 ( 378 ( x ndash 525 )sup2 ) + 378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M= 0 kn-m
Mmax = 2703 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 2703 ( 1000 ) = 15669 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 529 Diagrama de Momentos Caso 10
S
U
E
L
O
La figura 530 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
88
Fig
ura
53
0 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
89
Una vez resueltos los ejercicios manualmente se obtuvo el resultado real y con el paquete
interactivo se obtuvo el resultado aproximado estos se comparan para mostrar la bondad del
programa GALA( Ver Tablas 51 a 510)
Caso 1
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 71 703 m 007 099
Longitud Total de
Tablestaca 121 1203 m 007 058
Momento Maacuteximo 20939 20957 kN-mm -018 -009
Seccioacuten Requerida 121738 121494 cmsup3m 244 020
Tabla 51 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 2
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 611 596 m 015 246
Longitud Total de
Tablestaca 1111 1096 m 015 135
Momento Maacuteximo ----- 2238 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 129742 cmsup3m ----- -----
Tabla 52 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 3
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 345 341 m 004 116
Longitud Total de
Tablestaca 895 891 m 004 045
Momento Maacuteximo 12742 12757 kN-mm -015 -012
Seccioacuten Requerida 74081 73759 cmsup3m 322 043
Tabla 53 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
90
Caso 4
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 533 53 m 003 056
Longitud Total de Tablestaca 1448 1445 m 003 021
Momento Maacuteximo ----- 35063 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 166967 cmsup3m ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 11487 11567 kN -08 -070
Separacioacuten entre Anclas ----- 086 m ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 1142 m ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 9968 kN ----- -----
Tabla 54 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 5
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 114 1136 ft 004 035
Longitud Total de Tablestaca 438 4376 ft 004 009
Momento Maacuteximo ----- 1383 kLb-ftft ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 663 insup3ft ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 629 314 kLb 315 5008
Separacioacuten entre Anclas ----- 527 ft ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 3475 ft ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 1657 kLb ----- -----
Tabla 55 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
91
Caso 6
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 2696 2697 kLb -001 -004
Fuerza en Puntal B 2097 2097 kLb 0 000
Fuerza en Puntal C 1198 1198 kLb 0 000
Fuerza en Puntal D 4793 4794 kLb -001 -002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 1294 394 insup3ft 9 6955
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 1048 307 insup3ft 741 7071
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 599 175 insup3ft 424 7078
Seccioacuten Requerida en
Larguero D 2301 701 insup3ft 16 6954
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 431 431 insup3ft 0 000
Tabla 56 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 7
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 273 273 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 91 91 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 4854 48534 kN 006 001
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 98913 98914 cmsup3m -001 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 32971 32971 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 17587 175846 cmsup3m 024 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 57 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
92
Caso 8
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 30689 30689 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 40514 40514 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 41344 41344 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 111194 111191 cmsup3m 003 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 146793 146791 cmsup3m 002 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 149801 149796 cmsup3m 005 000
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 22336 22547 cmsup3m -211 -094
Tabla 58 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 9
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 1092 1092 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 364 364 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 19416 19413 kN 003 002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 15826 15856 cmsup3m -03 -019
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 5275 5275 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 28139 28135 cmsup3m 004 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 59 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
93
Caso 10
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 16207 16207 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 2712 27122 kN -002 -001
Fuerza en Puntal C 16207 16207 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 58957 5896 cmsup3m -003 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 15669 15668 cmsup3m 001 001
Tabla 510 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Al revisar las comparaciones en el caso de tablestacado se obtubo un porcentaje alto el cual
se trata de la fuerza del ancla obtenida en el Caso 5 en el caacutelculo se encontroacute que se consideroacute
la DTeoacuterica en lugar de la D la cual ya estaacute afectada por el factor de seguridad demostrando
que el error se encuentra en el ejercicio resuelto manualmente
Los porcentajes de la profundidad de penetracioacuten de la tablestaca se consideran relativamente
altos pero hay que resaltar que su caacutelculo es por iteraciones y se busca un valor cerca del 0
mientras que el programa trata de resolver el valor lo maacutes cercano a 0 obteniendo asiacute maacutes
presicioacuten
En los casos de Entibacioacuten se presenta un error relativo que es un error fatal en el caacutelculo de
los largueros que ocurre en el Caso 6 esto fue inquietante puesto que el porcentaje resulta
superior al cincuenta por ciento esto obligoacute a revisar cuidadosamente el paquete en lo
94
referente a la conversioacuten de unidades en el cual su programacioacuten en el Sistema Ingleacutes que se
basa en el uso de factores de conversioacuten para resolver en Sistema Meacutetrico y asiacute regresar de
nuevo los valores en Sistema Ingleacutes
Se encontroacute un error dimensional el cual no se localizoacute pero se refleja en la seccioacuten requerida
en los largueros lo cual tambieacuten obligo a realizar una revisioacuten minuciosa en todos los
algoritmos del programa Obteniendo asiacute en la totalidad de los casos resueltos en Sistema
Ingleacutes y en Sistema Meacutetrico un factor de 001860 para la conversioacuten de cmsup3m a insup3ft Factor
que no se cumple en el caacutelculo de largueros realizado manualmente Se encontroacute que el valor
estaacute aumentado por 328 veces lo cual es el mismo valor de conversioacuten de metros a pies
demostrando la confiabilidad y bondad del programa GALA
Teniendo confianza en lo anterior se resuelven con el paquete aquellos casos cuando no
propone el elemento estructural que exista en el mercado En los casos analizados en este
estudio de Tablestacado siempre propone el elemento estructural pero en Entibacioacuten no
existen codales que cumplan las caracteriacutesticas que el ejercicio solicita por lo que es necesario
volver a calcular hasta encontrar la propuesta del programa de un codal adecuado
simplemente modificando la separacioacuten horizontal entre ellos en el caso de no llegar a
solucionarse asiacute el problema se recomienda modificar las separaciones verticales entre
codales respetando el uacuteltimo valor de separacioacuten entre la plantilla de la excavacioacuten y el uacuteltimo
codal
95
Fig
ura
53
1 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 6
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
96
Fig
ura
53
2 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 7
y C
aso
9 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
97
Fig
ura
53
3 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 8
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
98
Fig
ura
53
4 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 1
0 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
Page 44
87
En x = 7
+ 5402 ( x ndash 1 ) + 904 ( x ndash 35 ) + 5402 ( x ndash 6 )
- frac12 ( 378 ( x ndash 525 )sup2 ) + 378 xsup3
6 ( 025 (7) )
M= 0 kn-m
Mmax = 2703 kn-m
Seccioacuten requerida en la tablestaca
Sx = Mmax = 2703 ( 1000 ) = 15669 cmsup3m
σadm 1725
Diagrama de momentos
E
X
C
A
V
A
C
I
O
N
E
N
Z
A
N
J
A
Figura 529 Diagrama de Momentos Caso 10
S
U
E
L
O
La figura 530 muestra la solucioacuten del caso 6 resuelto en el programa GALA
88
Fig
ura
53
0 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
89
Una vez resueltos los ejercicios manualmente se obtuvo el resultado real y con el paquete
interactivo se obtuvo el resultado aproximado estos se comparan para mostrar la bondad del
programa GALA( Ver Tablas 51 a 510)
Caso 1
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 71 703 m 007 099
Longitud Total de
Tablestaca 121 1203 m 007 058
Momento Maacuteximo 20939 20957 kN-mm -018 -009
Seccioacuten Requerida 121738 121494 cmsup3m 244 020
Tabla 51 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 2
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 611 596 m 015 246
Longitud Total de
Tablestaca 1111 1096 m 015 135
Momento Maacuteximo ----- 2238 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 129742 cmsup3m ----- -----
Tabla 52 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 3
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 345 341 m 004 116
Longitud Total de
Tablestaca 895 891 m 004 045
Momento Maacuteximo 12742 12757 kN-mm -015 -012
Seccioacuten Requerida 74081 73759 cmsup3m 322 043
Tabla 53 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
90
Caso 4
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 533 53 m 003 056
Longitud Total de Tablestaca 1448 1445 m 003 021
Momento Maacuteximo ----- 35063 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 166967 cmsup3m ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 11487 11567 kN -08 -070
Separacioacuten entre Anclas ----- 086 m ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 1142 m ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 9968 kN ----- -----
Tabla 54 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 5
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 114 1136 ft 004 035
Longitud Total de Tablestaca 438 4376 ft 004 009
Momento Maacuteximo ----- 1383 kLb-ftft ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 663 insup3ft ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 629 314 kLb 315 5008
Separacioacuten entre Anclas ----- 527 ft ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 3475 ft ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 1657 kLb ----- -----
Tabla 55 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
91
Caso 6
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 2696 2697 kLb -001 -004
Fuerza en Puntal B 2097 2097 kLb 0 000
Fuerza en Puntal C 1198 1198 kLb 0 000
Fuerza en Puntal D 4793 4794 kLb -001 -002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 1294 394 insup3ft 9 6955
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 1048 307 insup3ft 741 7071
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 599 175 insup3ft 424 7078
Seccioacuten Requerida en
Larguero D 2301 701 insup3ft 16 6954
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 431 431 insup3ft 0 000
Tabla 56 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 7
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 273 273 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 91 91 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 4854 48534 kN 006 001
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 98913 98914 cmsup3m -001 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 32971 32971 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 17587 175846 cmsup3m 024 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 57 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
92
Caso 8
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 30689 30689 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 40514 40514 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 41344 41344 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 111194 111191 cmsup3m 003 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 146793 146791 cmsup3m 002 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 149801 149796 cmsup3m 005 000
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 22336 22547 cmsup3m -211 -094
Tabla 58 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 9
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 1092 1092 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 364 364 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 19416 19413 kN 003 002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 15826 15856 cmsup3m -03 -019
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 5275 5275 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 28139 28135 cmsup3m 004 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 59 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
93
Caso 10
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 16207 16207 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 2712 27122 kN -002 -001
Fuerza en Puntal C 16207 16207 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 58957 5896 cmsup3m -003 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 15669 15668 cmsup3m 001 001
Tabla 510 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Al revisar las comparaciones en el caso de tablestacado se obtubo un porcentaje alto el cual
se trata de la fuerza del ancla obtenida en el Caso 5 en el caacutelculo se encontroacute que se consideroacute
la DTeoacuterica en lugar de la D la cual ya estaacute afectada por el factor de seguridad demostrando
que el error se encuentra en el ejercicio resuelto manualmente
Los porcentajes de la profundidad de penetracioacuten de la tablestaca se consideran relativamente
altos pero hay que resaltar que su caacutelculo es por iteraciones y se busca un valor cerca del 0
mientras que el programa trata de resolver el valor lo maacutes cercano a 0 obteniendo asiacute maacutes
presicioacuten
En los casos de Entibacioacuten se presenta un error relativo que es un error fatal en el caacutelculo de
los largueros que ocurre en el Caso 6 esto fue inquietante puesto que el porcentaje resulta
superior al cincuenta por ciento esto obligoacute a revisar cuidadosamente el paquete en lo
94
referente a la conversioacuten de unidades en el cual su programacioacuten en el Sistema Ingleacutes que se
basa en el uso de factores de conversioacuten para resolver en Sistema Meacutetrico y asiacute regresar de
nuevo los valores en Sistema Ingleacutes
Se encontroacute un error dimensional el cual no se localizoacute pero se refleja en la seccioacuten requerida
en los largueros lo cual tambieacuten obligo a realizar una revisioacuten minuciosa en todos los
algoritmos del programa Obteniendo asiacute en la totalidad de los casos resueltos en Sistema
Ingleacutes y en Sistema Meacutetrico un factor de 001860 para la conversioacuten de cmsup3m a insup3ft Factor
que no se cumple en el caacutelculo de largueros realizado manualmente Se encontroacute que el valor
estaacute aumentado por 328 veces lo cual es el mismo valor de conversioacuten de metros a pies
demostrando la confiabilidad y bondad del programa GALA
Teniendo confianza en lo anterior se resuelven con el paquete aquellos casos cuando no
propone el elemento estructural que exista en el mercado En los casos analizados en este
estudio de Tablestacado siempre propone el elemento estructural pero en Entibacioacuten no
existen codales que cumplan las caracteriacutesticas que el ejercicio solicita por lo que es necesario
volver a calcular hasta encontrar la propuesta del programa de un codal adecuado
simplemente modificando la separacioacuten horizontal entre ellos en el caso de no llegar a
solucionarse asiacute el problema se recomienda modificar las separaciones verticales entre
codales respetando el uacuteltimo valor de separacioacuten entre la plantilla de la excavacioacuten y el uacuteltimo
codal
95
Fig
ura
53
1 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 6
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
96
Fig
ura
53
2 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 7
y C
aso
9 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
97
Fig
ura
53
3 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 8
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
98
Fig
ura
53
4 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 1
0 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
Page 45
88
Fig
ura
53
0 I
mp
resi
oacuten
de
resu
ltad
os
del
pro
gra
ma
GA
LA
89
Una vez resueltos los ejercicios manualmente se obtuvo el resultado real y con el paquete
interactivo se obtuvo el resultado aproximado estos se comparan para mostrar la bondad del
programa GALA( Ver Tablas 51 a 510)
Caso 1
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 71 703 m 007 099
Longitud Total de
Tablestaca 121 1203 m 007 058
Momento Maacuteximo 20939 20957 kN-mm -018 -009
Seccioacuten Requerida 121738 121494 cmsup3m 244 020
Tabla 51 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 2
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 611 596 m 015 246
Longitud Total de
Tablestaca 1111 1096 m 015 135
Momento Maacuteximo ----- 2238 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 129742 cmsup3m ----- -----
Tabla 52 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 3
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 345 341 m 004 116
Longitud Total de
Tablestaca 895 891 m 004 045
Momento Maacuteximo 12742 12757 kN-mm -015 -012
Seccioacuten Requerida 74081 73759 cmsup3m 322 043
Tabla 53 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
90
Caso 4
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 533 53 m 003 056
Longitud Total de Tablestaca 1448 1445 m 003 021
Momento Maacuteximo ----- 35063 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 166967 cmsup3m ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 11487 11567 kN -08 -070
Separacioacuten entre Anclas ----- 086 m ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 1142 m ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 9968 kN ----- -----
Tabla 54 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 5
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 114 1136 ft 004 035
Longitud Total de Tablestaca 438 4376 ft 004 009
Momento Maacuteximo ----- 1383 kLb-ftft ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 663 insup3ft ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 629 314 kLb 315 5008
Separacioacuten entre Anclas ----- 527 ft ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 3475 ft ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 1657 kLb ----- -----
Tabla 55 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
91
Caso 6
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 2696 2697 kLb -001 -004
Fuerza en Puntal B 2097 2097 kLb 0 000
Fuerza en Puntal C 1198 1198 kLb 0 000
Fuerza en Puntal D 4793 4794 kLb -001 -002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 1294 394 insup3ft 9 6955
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 1048 307 insup3ft 741 7071
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 599 175 insup3ft 424 7078
Seccioacuten Requerida en
Larguero D 2301 701 insup3ft 16 6954
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 431 431 insup3ft 0 000
Tabla 56 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 7
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 273 273 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 91 91 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 4854 48534 kN 006 001
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 98913 98914 cmsup3m -001 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 32971 32971 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 17587 175846 cmsup3m 024 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 57 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
92
Caso 8
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 30689 30689 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 40514 40514 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 41344 41344 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 111194 111191 cmsup3m 003 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 146793 146791 cmsup3m 002 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 149801 149796 cmsup3m 005 000
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 22336 22547 cmsup3m -211 -094
Tabla 58 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 9
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 1092 1092 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 364 364 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 19416 19413 kN 003 002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 15826 15856 cmsup3m -03 -019
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 5275 5275 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 28139 28135 cmsup3m 004 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 59 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
93
Caso 10
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 16207 16207 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 2712 27122 kN -002 -001
Fuerza en Puntal C 16207 16207 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 58957 5896 cmsup3m -003 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 15669 15668 cmsup3m 001 001
Tabla 510 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Al revisar las comparaciones en el caso de tablestacado se obtubo un porcentaje alto el cual
se trata de la fuerza del ancla obtenida en el Caso 5 en el caacutelculo se encontroacute que se consideroacute
la DTeoacuterica en lugar de la D la cual ya estaacute afectada por el factor de seguridad demostrando
que el error se encuentra en el ejercicio resuelto manualmente
Los porcentajes de la profundidad de penetracioacuten de la tablestaca se consideran relativamente
altos pero hay que resaltar que su caacutelculo es por iteraciones y se busca un valor cerca del 0
mientras que el programa trata de resolver el valor lo maacutes cercano a 0 obteniendo asiacute maacutes
presicioacuten
En los casos de Entibacioacuten se presenta un error relativo que es un error fatal en el caacutelculo de
los largueros que ocurre en el Caso 6 esto fue inquietante puesto que el porcentaje resulta
superior al cincuenta por ciento esto obligoacute a revisar cuidadosamente el paquete en lo
94
referente a la conversioacuten de unidades en el cual su programacioacuten en el Sistema Ingleacutes que se
basa en el uso de factores de conversioacuten para resolver en Sistema Meacutetrico y asiacute regresar de
nuevo los valores en Sistema Ingleacutes
Se encontroacute un error dimensional el cual no se localizoacute pero se refleja en la seccioacuten requerida
en los largueros lo cual tambieacuten obligo a realizar una revisioacuten minuciosa en todos los
algoritmos del programa Obteniendo asiacute en la totalidad de los casos resueltos en Sistema
Ingleacutes y en Sistema Meacutetrico un factor de 001860 para la conversioacuten de cmsup3m a insup3ft Factor
que no se cumple en el caacutelculo de largueros realizado manualmente Se encontroacute que el valor
estaacute aumentado por 328 veces lo cual es el mismo valor de conversioacuten de metros a pies
demostrando la confiabilidad y bondad del programa GALA
Teniendo confianza en lo anterior se resuelven con el paquete aquellos casos cuando no
propone el elemento estructural que exista en el mercado En los casos analizados en este
estudio de Tablestacado siempre propone el elemento estructural pero en Entibacioacuten no
existen codales que cumplan las caracteriacutesticas que el ejercicio solicita por lo que es necesario
volver a calcular hasta encontrar la propuesta del programa de un codal adecuado
simplemente modificando la separacioacuten horizontal entre ellos en el caso de no llegar a
solucionarse asiacute el problema se recomienda modificar las separaciones verticales entre
codales respetando el uacuteltimo valor de separacioacuten entre la plantilla de la excavacioacuten y el uacuteltimo
codal
95
Fig
ura
53
1 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 6
en
el
pro
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96
Fig
ura
53
2 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 7
y C
aso
9 e
n e
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rog
ram
a G
AL
A
97
Fig
ura
53
3 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 8
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
98
Fig
ura
53
4 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 1
0 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
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89
Una vez resueltos los ejercicios manualmente se obtuvo el resultado real y con el paquete
interactivo se obtuvo el resultado aproximado estos se comparan para mostrar la bondad del
programa GALA( Ver Tablas 51 a 510)
Caso 1
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 71 703 m 007 099
Longitud Total de
Tablestaca 121 1203 m 007 058
Momento Maacuteximo 20939 20957 kN-mm -018 -009
Seccioacuten Requerida 121738 121494 cmsup3m 244 020
Tabla 51 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 2
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 611 596 m 015 246
Longitud Total de
Tablestaca 1111 1096 m 015 135
Momento Maacuteximo ----- 2238 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 129742 cmsup3m ----- -----
Tabla 52 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 3
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 345 341 m 004 116
Longitud Total de
Tablestaca 895 891 m 004 045
Momento Maacuteximo 12742 12757 kN-mm -015 -012
Seccioacuten Requerida 74081 73759 cmsup3m 322 043
Tabla 53 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
90
Caso 4
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 533 53 m 003 056
Longitud Total de Tablestaca 1448 1445 m 003 021
Momento Maacuteximo ----- 35063 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 166967 cmsup3m ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 11487 11567 kN -08 -070
Separacioacuten entre Anclas ----- 086 m ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 1142 m ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 9968 kN ----- -----
Tabla 54 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 5
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 114 1136 ft 004 035
Longitud Total de Tablestaca 438 4376 ft 004 009
Momento Maacuteximo ----- 1383 kLb-ftft ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 663 insup3ft ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 629 314 kLb 315 5008
Separacioacuten entre Anclas ----- 527 ft ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 3475 ft ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 1657 kLb ----- -----
Tabla 55 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
91
Caso 6
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 2696 2697 kLb -001 -004
Fuerza en Puntal B 2097 2097 kLb 0 000
Fuerza en Puntal C 1198 1198 kLb 0 000
Fuerza en Puntal D 4793 4794 kLb -001 -002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 1294 394 insup3ft 9 6955
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 1048 307 insup3ft 741 7071
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 599 175 insup3ft 424 7078
Seccioacuten Requerida en
Larguero D 2301 701 insup3ft 16 6954
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 431 431 insup3ft 0 000
Tabla 56 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 7
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 273 273 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 91 91 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 4854 48534 kN 006 001
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 98913 98914 cmsup3m -001 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 32971 32971 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 17587 175846 cmsup3m 024 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 57 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
92
Caso 8
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 30689 30689 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 40514 40514 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 41344 41344 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 111194 111191 cmsup3m 003 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 146793 146791 cmsup3m 002 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 149801 149796 cmsup3m 005 000
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 22336 22547 cmsup3m -211 -094
Tabla 58 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 9
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 1092 1092 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 364 364 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 19416 19413 kN 003 002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 15826 15856 cmsup3m -03 -019
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 5275 5275 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 28139 28135 cmsup3m 004 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 59 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
93
Caso 10
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 16207 16207 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 2712 27122 kN -002 -001
Fuerza en Puntal C 16207 16207 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 58957 5896 cmsup3m -003 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 15669 15668 cmsup3m 001 001
Tabla 510 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Al revisar las comparaciones en el caso de tablestacado se obtubo un porcentaje alto el cual
se trata de la fuerza del ancla obtenida en el Caso 5 en el caacutelculo se encontroacute que se consideroacute
la DTeoacuterica en lugar de la D la cual ya estaacute afectada por el factor de seguridad demostrando
que el error se encuentra en el ejercicio resuelto manualmente
Los porcentajes de la profundidad de penetracioacuten de la tablestaca se consideran relativamente
altos pero hay que resaltar que su caacutelculo es por iteraciones y se busca un valor cerca del 0
mientras que el programa trata de resolver el valor lo maacutes cercano a 0 obteniendo asiacute maacutes
presicioacuten
En los casos de Entibacioacuten se presenta un error relativo que es un error fatal en el caacutelculo de
los largueros que ocurre en el Caso 6 esto fue inquietante puesto que el porcentaje resulta
superior al cincuenta por ciento esto obligoacute a revisar cuidadosamente el paquete en lo
94
referente a la conversioacuten de unidades en el cual su programacioacuten en el Sistema Ingleacutes que se
basa en el uso de factores de conversioacuten para resolver en Sistema Meacutetrico y asiacute regresar de
nuevo los valores en Sistema Ingleacutes
Se encontroacute un error dimensional el cual no se localizoacute pero se refleja en la seccioacuten requerida
en los largueros lo cual tambieacuten obligo a realizar una revisioacuten minuciosa en todos los
algoritmos del programa Obteniendo asiacute en la totalidad de los casos resueltos en Sistema
Ingleacutes y en Sistema Meacutetrico un factor de 001860 para la conversioacuten de cmsup3m a insup3ft Factor
que no se cumple en el caacutelculo de largueros realizado manualmente Se encontroacute que el valor
estaacute aumentado por 328 veces lo cual es el mismo valor de conversioacuten de metros a pies
demostrando la confiabilidad y bondad del programa GALA
Teniendo confianza en lo anterior se resuelven con el paquete aquellos casos cuando no
propone el elemento estructural que exista en el mercado En los casos analizados en este
estudio de Tablestacado siempre propone el elemento estructural pero en Entibacioacuten no
existen codales que cumplan las caracteriacutesticas que el ejercicio solicita por lo que es necesario
volver a calcular hasta encontrar la propuesta del programa de un codal adecuado
simplemente modificando la separacioacuten horizontal entre ellos en el caso de no llegar a
solucionarse asiacute el problema se recomienda modificar las separaciones verticales entre
codales respetando el uacuteltimo valor de separacioacuten entre la plantilla de la excavacioacuten y el uacuteltimo
codal
95
Fig
ura
53
1 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 6
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
96
Fig
ura
53
2 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 7
y C
aso
9 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
97
Fig
ura
53
3 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 8
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
98
Fig
ura
53
4 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 1
0 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
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90
Caso 4
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 533 53 m 003 056
Longitud Total de Tablestaca 1448 1445 m 003 021
Momento Maacuteximo ----- 35063 kN-mm ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 166967 cmsup3m ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 11487 11567 kN -08 -070
Separacioacuten entre Anclas ----- 086 m ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 1142 m ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 9968 kN ----- -----
Tabla 54 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 5
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Profundidad de Penetracioacuten 114 1136 ft 004 035
Longitud Total de Tablestaca 438 4376 ft 004 009
Momento Maacuteximo ----- 1383 kLb-ftft ----- -----
Seccioacuten Requerida ----- 663 insup3ft ----- -----
Fuerza Ejercida por el Ancla 629 314 kLb 315 5008
Separacioacuten entre Anclas ----- 527 ft ----- -----
Profundidad de Anclaje ----- 3475 ft ----- -----
Esfuerzo Admisible de la
Placa ----- 1657 kLb ----- -----
Tabla 55 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
91
Caso 6
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 2696 2697 kLb -001 -004
Fuerza en Puntal B 2097 2097 kLb 0 000
Fuerza en Puntal C 1198 1198 kLb 0 000
Fuerza en Puntal D 4793 4794 kLb -001 -002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 1294 394 insup3ft 9 6955
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 1048 307 insup3ft 741 7071
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 599 175 insup3ft 424 7078
Seccioacuten Requerida en
Larguero D 2301 701 insup3ft 16 6954
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 431 431 insup3ft 0 000
Tabla 56 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 7
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 273 273 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 91 91 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 4854 48534 kN 006 001
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 98913 98914 cmsup3m -001 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 32971 32971 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 17587 175846 cmsup3m 024 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 57 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
92
Caso 8
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 30689 30689 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 40514 40514 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 41344 41344 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 111194 111191 cmsup3m 003 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 146793 146791 cmsup3m 002 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 149801 149796 cmsup3m 005 000
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 22336 22547 cmsup3m -211 -094
Tabla 58 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 9
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 1092 1092 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 364 364 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 19416 19413 kN 003 002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 15826 15856 cmsup3m -03 -019
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 5275 5275 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 28139 28135 cmsup3m 004 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 59 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
93
Caso 10
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 16207 16207 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 2712 27122 kN -002 -001
Fuerza en Puntal C 16207 16207 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 58957 5896 cmsup3m -003 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 15669 15668 cmsup3m 001 001
Tabla 510 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Al revisar las comparaciones en el caso de tablestacado se obtubo un porcentaje alto el cual
se trata de la fuerza del ancla obtenida en el Caso 5 en el caacutelculo se encontroacute que se consideroacute
la DTeoacuterica en lugar de la D la cual ya estaacute afectada por el factor de seguridad demostrando
que el error se encuentra en el ejercicio resuelto manualmente
Los porcentajes de la profundidad de penetracioacuten de la tablestaca se consideran relativamente
altos pero hay que resaltar que su caacutelculo es por iteraciones y se busca un valor cerca del 0
mientras que el programa trata de resolver el valor lo maacutes cercano a 0 obteniendo asiacute maacutes
presicioacuten
En los casos de Entibacioacuten se presenta un error relativo que es un error fatal en el caacutelculo de
los largueros que ocurre en el Caso 6 esto fue inquietante puesto que el porcentaje resulta
superior al cincuenta por ciento esto obligoacute a revisar cuidadosamente el paquete en lo
94
referente a la conversioacuten de unidades en el cual su programacioacuten en el Sistema Ingleacutes que se
basa en el uso de factores de conversioacuten para resolver en Sistema Meacutetrico y asiacute regresar de
nuevo los valores en Sistema Ingleacutes
Se encontroacute un error dimensional el cual no se localizoacute pero se refleja en la seccioacuten requerida
en los largueros lo cual tambieacuten obligo a realizar una revisioacuten minuciosa en todos los
algoritmos del programa Obteniendo asiacute en la totalidad de los casos resueltos en Sistema
Ingleacutes y en Sistema Meacutetrico un factor de 001860 para la conversioacuten de cmsup3m a insup3ft Factor
que no se cumple en el caacutelculo de largueros realizado manualmente Se encontroacute que el valor
estaacute aumentado por 328 veces lo cual es el mismo valor de conversioacuten de metros a pies
demostrando la confiabilidad y bondad del programa GALA
Teniendo confianza en lo anterior se resuelven con el paquete aquellos casos cuando no
propone el elemento estructural que exista en el mercado En los casos analizados en este
estudio de Tablestacado siempre propone el elemento estructural pero en Entibacioacuten no
existen codales que cumplan las caracteriacutesticas que el ejercicio solicita por lo que es necesario
volver a calcular hasta encontrar la propuesta del programa de un codal adecuado
simplemente modificando la separacioacuten horizontal entre ellos en el caso de no llegar a
solucionarse asiacute el problema se recomienda modificar las separaciones verticales entre
codales respetando el uacuteltimo valor de separacioacuten entre la plantilla de la excavacioacuten y el uacuteltimo
codal
95
Fig
ura
53
1 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 6
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
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Fig
ura
53
2 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 7
y C
aso
9 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
97
Fig
ura
53
3 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 8
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
98
Fig
ura
53
4 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 1
0 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
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91
Caso 6
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 2696 2697 kLb -001 -004
Fuerza en Puntal B 2097 2097 kLb 0 000
Fuerza en Puntal C 1198 1198 kLb 0 000
Fuerza en Puntal D 4793 4794 kLb -001 -002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 1294 394 insup3ft 9 6955
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 1048 307 insup3ft 741 7071
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 599 175 insup3ft 424 7078
Seccioacuten Requerida en
Larguero D 2301 701 insup3ft 16 6954
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 431 431 insup3ft 0 000
Tabla 56 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 7
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 273 273 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 91 91 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 4854 48534 kN 006 001
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 98913 98914 cmsup3m -001 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 32971 32971 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 17587 175846 cmsup3m 024 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 57 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
92
Caso 8
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 30689 30689 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 40514 40514 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 41344 41344 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 111194 111191 cmsup3m 003 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 146793 146791 cmsup3m 002 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 149801 149796 cmsup3m 005 000
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 22336 22547 cmsup3m -211 -094
Tabla 58 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 9
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 1092 1092 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 364 364 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 19416 19413 kN 003 002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 15826 15856 cmsup3m -03 -019
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 5275 5275 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 28139 28135 cmsup3m 004 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 59 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
93
Caso 10
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 16207 16207 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 2712 27122 kN -002 -001
Fuerza en Puntal C 16207 16207 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 58957 5896 cmsup3m -003 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 15669 15668 cmsup3m 001 001
Tabla 510 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Al revisar las comparaciones en el caso de tablestacado se obtubo un porcentaje alto el cual
se trata de la fuerza del ancla obtenida en el Caso 5 en el caacutelculo se encontroacute que se consideroacute
la DTeoacuterica en lugar de la D la cual ya estaacute afectada por el factor de seguridad demostrando
que el error se encuentra en el ejercicio resuelto manualmente
Los porcentajes de la profundidad de penetracioacuten de la tablestaca se consideran relativamente
altos pero hay que resaltar que su caacutelculo es por iteraciones y se busca un valor cerca del 0
mientras que el programa trata de resolver el valor lo maacutes cercano a 0 obteniendo asiacute maacutes
presicioacuten
En los casos de Entibacioacuten se presenta un error relativo que es un error fatal en el caacutelculo de
los largueros que ocurre en el Caso 6 esto fue inquietante puesto que el porcentaje resulta
superior al cincuenta por ciento esto obligoacute a revisar cuidadosamente el paquete en lo
94
referente a la conversioacuten de unidades en el cual su programacioacuten en el Sistema Ingleacutes que se
basa en el uso de factores de conversioacuten para resolver en Sistema Meacutetrico y asiacute regresar de
nuevo los valores en Sistema Ingleacutes
Se encontroacute un error dimensional el cual no se localizoacute pero se refleja en la seccioacuten requerida
en los largueros lo cual tambieacuten obligo a realizar una revisioacuten minuciosa en todos los
algoritmos del programa Obteniendo asiacute en la totalidad de los casos resueltos en Sistema
Ingleacutes y en Sistema Meacutetrico un factor de 001860 para la conversioacuten de cmsup3m a insup3ft Factor
que no se cumple en el caacutelculo de largueros realizado manualmente Se encontroacute que el valor
estaacute aumentado por 328 veces lo cual es el mismo valor de conversioacuten de metros a pies
demostrando la confiabilidad y bondad del programa GALA
Teniendo confianza en lo anterior se resuelven con el paquete aquellos casos cuando no
propone el elemento estructural que exista en el mercado En los casos analizados en este
estudio de Tablestacado siempre propone el elemento estructural pero en Entibacioacuten no
existen codales que cumplan las caracteriacutesticas que el ejercicio solicita por lo que es necesario
volver a calcular hasta encontrar la propuesta del programa de un codal adecuado
simplemente modificando la separacioacuten horizontal entre ellos en el caso de no llegar a
solucionarse asiacute el problema se recomienda modificar las separaciones verticales entre
codales respetando el uacuteltimo valor de separacioacuten entre la plantilla de la excavacioacuten y el uacuteltimo
codal
95
Fig
ura
53
1 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 6
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
96
Fig
ura
53
2 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 7
y C
aso
9 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
97
Fig
ura
53
3 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 8
en
el
pro
gra
ma
GA
LA
98
Fig
ura
53
4 R
eso
luci
oacuten
del
Cas
o 1
0 e
n e
l p
rog
ram
a G
AL
A
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92
Caso 8
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 30689 30689 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 40514 40514 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 41344 41344 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 111194 111191 cmsup3m 003 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 146793 146791 cmsup3m 002 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 149801 149796 cmsup3m 005 000
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 22336 22547 cmsup3m -211 -094
Tabla 58 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Caso 9
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 1092 1092 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 364 364 kN 0 000
Fuerza en Puntal C 19416 19413 kN 003 002
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 15826 15856 cmsup3m -03 -019
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 5275 5275 cmsup3m 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 28139 28135 cmsup3m 004 001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 28133 28135 cmsup3m -002 -001
Tabla 59 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
93
Caso 10
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 16207 16207 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 2712 27122 kN -002 -001
Fuerza en Puntal C 16207 16207 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 58957 5896 cmsup3m -003 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 15669 15668 cmsup3m 001 001
Tabla 510 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Al revisar las comparaciones en el caso de tablestacado se obtubo un porcentaje alto el cual
se trata de la fuerza del ancla obtenida en el Caso 5 en el caacutelculo se encontroacute que se consideroacute
la DTeoacuterica en lugar de la D la cual ya estaacute afectada por el factor de seguridad demostrando
que el error se encuentra en el ejercicio resuelto manualmente
Los porcentajes de la profundidad de penetracioacuten de la tablestaca se consideran relativamente
altos pero hay que resaltar que su caacutelculo es por iteraciones y se busca un valor cerca del 0
mientras que el programa trata de resolver el valor lo maacutes cercano a 0 obteniendo asiacute maacutes
presicioacuten
En los casos de Entibacioacuten se presenta un error relativo que es un error fatal en el caacutelculo de
los largueros que ocurre en el Caso 6 esto fue inquietante puesto que el porcentaje resulta
superior al cincuenta por ciento esto obligoacute a revisar cuidadosamente el paquete en lo
94
referente a la conversioacuten de unidades en el cual su programacioacuten en el Sistema Ingleacutes que se
basa en el uso de factores de conversioacuten para resolver en Sistema Meacutetrico y asiacute regresar de
nuevo los valores en Sistema Ingleacutes
Se encontroacute un error dimensional el cual no se localizoacute pero se refleja en la seccioacuten requerida
en los largueros lo cual tambieacuten obligo a realizar una revisioacuten minuciosa en todos los
algoritmos del programa Obteniendo asiacute en la totalidad de los casos resueltos en Sistema
Ingleacutes y en Sistema Meacutetrico un factor de 001860 para la conversioacuten de cmsup3m a insup3ft Factor
que no se cumple en el caacutelculo de largueros realizado manualmente Se encontroacute que el valor
estaacute aumentado por 328 veces lo cual es el mismo valor de conversioacuten de metros a pies
demostrando la confiabilidad y bondad del programa GALA
Teniendo confianza en lo anterior se resuelven con el paquete aquellos casos cuando no
propone el elemento estructural que exista en el mercado En los casos analizados en este
estudio de Tablestacado siempre propone el elemento estructural pero en Entibacioacuten no
existen codales que cumplan las caracteriacutesticas que el ejercicio solicita por lo que es necesario
volver a calcular hasta encontrar la propuesta del programa de un codal adecuado
simplemente modificando la separacioacuten horizontal entre ellos en el caso de no llegar a
solucionarse asiacute el problema se recomienda modificar las separaciones verticales entre
codales respetando el uacuteltimo valor de separacioacuten entre la plantilla de la excavacioacuten y el uacuteltimo
codal
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Fig
ura
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eso
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del
Cas
o 6
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del
Cas
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Caso 10
LISTA DE RESULTADOS
RESULTADO RESULTADO
APROXIMADO UNIDAD ERROR
ERROR
RELATIVO REAL
Fuerza en Puntal A 16207 16207 kN 0 000
Fuerza en Puntal B 2712 27122 kN -002 -001
Fuerza en Puntal C 16207 16207 kN 0 000
Seccioacuten Requerida en
Larguero A 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero B 58957 5896 cmsup3m -003 -001
Seccioacuten Requerida en
Larguero C 3523 35232 cmsup3m -002 -001
Seccioacuten Requerida en
Tablestaca 15669 15668 cmsup3m 001 001
Tabla 510 Comparacioacuten de resultados de los problemas realizados a mano contra los realizados en GALA
Al revisar las comparaciones en el caso de tablestacado se obtubo un porcentaje alto el cual
se trata de la fuerza del ancla obtenida en el Caso 5 en el caacutelculo se encontroacute que se consideroacute
la DTeoacuterica en lugar de la D la cual ya estaacute afectada por el factor de seguridad demostrando
que el error se encuentra en el ejercicio resuelto manualmente
Los porcentajes de la profundidad de penetracioacuten de la tablestaca se consideran relativamente
altos pero hay que resaltar que su caacutelculo es por iteraciones y se busca un valor cerca del 0
mientras que el programa trata de resolver el valor lo maacutes cercano a 0 obteniendo asiacute maacutes
presicioacuten
En los casos de Entibacioacuten se presenta un error relativo que es un error fatal en el caacutelculo de
los largueros que ocurre en el Caso 6 esto fue inquietante puesto que el porcentaje resulta
superior al cincuenta por ciento esto obligoacute a revisar cuidadosamente el paquete en lo
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referente a la conversioacuten de unidades en el cual su programacioacuten en el Sistema Ingleacutes que se
basa en el uso de factores de conversioacuten para resolver en Sistema Meacutetrico y asiacute regresar de
nuevo los valores en Sistema Ingleacutes
Se encontroacute un error dimensional el cual no se localizoacute pero se refleja en la seccioacuten requerida
en los largueros lo cual tambieacuten obligo a realizar una revisioacuten minuciosa en todos los
algoritmos del programa Obteniendo asiacute en la totalidad de los casos resueltos en Sistema
Ingleacutes y en Sistema Meacutetrico un factor de 001860 para la conversioacuten de cmsup3m a insup3ft Factor
que no se cumple en el caacutelculo de largueros realizado manualmente Se encontroacute que el valor
estaacute aumentado por 328 veces lo cual es el mismo valor de conversioacuten de metros a pies
demostrando la confiabilidad y bondad del programa GALA
Teniendo confianza en lo anterior se resuelven con el paquete aquellos casos cuando no
propone el elemento estructural que exista en el mercado En los casos analizados en este
estudio de Tablestacado siempre propone el elemento estructural pero en Entibacioacuten no
existen codales que cumplan las caracteriacutesticas que el ejercicio solicita por lo que es necesario
volver a calcular hasta encontrar la propuesta del programa de un codal adecuado
simplemente modificando la separacioacuten horizontal entre ellos en el caso de no llegar a
solucionarse asiacute el problema se recomienda modificar las separaciones verticales entre
codales respetando el uacuteltimo valor de separacioacuten entre la plantilla de la excavacioacuten y el uacuteltimo
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referente a la conversioacuten de unidades en el cual su programacioacuten en el Sistema Ingleacutes que se
basa en el uso de factores de conversioacuten para resolver en Sistema Meacutetrico y asiacute regresar de
nuevo los valores en Sistema Ingleacutes
Se encontroacute un error dimensional el cual no se localizoacute pero se refleja en la seccioacuten requerida
en los largueros lo cual tambieacuten obligo a realizar una revisioacuten minuciosa en todos los
algoritmos del programa Obteniendo asiacute en la totalidad de los casos resueltos en Sistema
Ingleacutes y en Sistema Meacutetrico un factor de 001860 para la conversioacuten de cmsup3m a insup3ft Factor
que no se cumple en el caacutelculo de largueros realizado manualmente Se encontroacute que el valor
estaacute aumentado por 328 veces lo cual es el mismo valor de conversioacuten de metros a pies
demostrando la confiabilidad y bondad del programa GALA
Teniendo confianza en lo anterior se resuelven con el paquete aquellos casos cuando no
propone el elemento estructural que exista en el mercado En los casos analizados en este
estudio de Tablestacado siempre propone el elemento estructural pero en Entibacioacuten no
existen codales que cumplan las caracteriacutesticas que el ejercicio solicita por lo que es necesario
volver a calcular hasta encontrar la propuesta del programa de un codal adecuado
simplemente modificando la separacioacuten horizontal entre ellos en el caso de no llegar a
solucionarse asiacute el problema se recomienda modificar las separaciones verticales entre
codales respetando el uacuteltimo valor de separacioacuten entre la plantilla de la excavacioacuten y el uacuteltimo
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