Ppt sessio 1_v2011-01

Postgrau de Patologia i Estudi Estructural de Construccions GEOTÈCNIA

Sessió 1 diap. 1

POSTGRAU DE PATOLOGIA I ESTUDI ESTRUCTURAL DE CONSTRUCCIONS

GEOTÈCNIA

SESSIÓ 1: Processos relacionats amb el comportament del terreny

Aquest document està protegit per una llicència Creative Commons de classe by-nc-nd. Podeu trobar la font i les condicions d’ús al següent link: http://www.estudiosgeotecnicos.info

Sessió 1 diap. 2

Contingut de matèries relatives a geotècnia durant el curs

Sessió 1 diap. 3

Sessió 1: processos relacionats amb el comportament del terreny

Accions: edificació sòl

Falla del terreny

Assentament

Expansivitat

Col·lapse

Incidències sobre l’aqüífer

Sessió 2: el reconeixement geotècnic en la rehabilitació

Sessió 3: rehabilitació de fonamentacions i millora del terreny

OBJECTIUS DEL DIA:

- IDENTIFICAR ELS PROCESSOS I AGENTS QUE RELACIONEN EL TERRENY AMB L’EDIFICI I QUE SÓN SUSCEPTIBLES DE

DESENVOLUPAR DANYS / PATOLOGIES

- ENTENDRE LA RELACIÓ ENTRE EL TERRENY I L’EDIFICI, ESPECIALMENT A EFECTES DE LES ACCIONS QUE PODEN

CONDUIR A DANYS / PATOLOGIES

Sessió 1 diap. 4

Influència de l’edificació sobre el sòl

Sessió 1 diap. 5

Accions de l’edificació (o del procés constructiu) sobre el sòl

Sessió 1 diap. 6

Modificacions de l’estat

de càrregues

Excavacions / descàrrega (h / v)Fonamentacions / càrrega (v)Contenció activa / càrrega (h)

Modificació de la dinàmica

hídrica (gradients)

Abatiment del nivell freàtic (cons.)Recàrrega d’aqüífersEfecte pantalla de soterranis

Modificació de la humitat Alteració d’equilibri evapotranspiracióDessecacióAccés d’aigua al sòl

Arrossegament / rentat de fins / sifonament

Alteració de sòls metaestables

Reaccions del sòl vers les accions de l’edificació

Sessió 1 diap. 7

Sessió 1 diap. 8

Modificacions de l’estat de càrregues per descàrrega: moviments

Sessió 1 diap. 9

Modificacions de l’estat de càrregues per càrrega

assentament

Sessió 1 diap. 10

Modificacions de l’estat de càrregues per empentes: moviments diferits

Sessió 1 diap. 11

Modificació de la dinàmica hídrica Empentes lateralsInestabilitat de talussosHumitats

-modificacions de l’estat tensional

- alteracions del gradient

- alteracions del terreny per modificacions del gradient

edifici

terreny

Sessió 1 diap. 12

Modificació de la humitat

Expansivitat / col·lapse

Danys per falla generalitzada del terreny

Sessió 1 diap. 13

Falla generalitzada del terreny: Ll. Mohr – Coul. i P. De Terzaghi

Sessió 1 diap. 14

Condicions d’estabilitat d’un fonament

Estat límit últim del sòl

Estat límit de servei de l’estructura

Cohesió

Angle de fregament intern

Paràmetres resistents del terreny

Criteri o “llei” de Mohr – Coulomb: Tf = C + σ tg ϕ

Principi de Terzaghi: Tots els processos de tipus mecànic (resistència i deformació entre ells) estan governats per les tensions efectives

σ ’ = σ - u Tf = C’ + σ ’ tg ϕ ’

LLEIS FONAMENTALS:

cohesió i angle de fregament intern

Sessió 1 diap. 15

La condició per a l'inici dels lliscament s'estableix segons les següents expressions:

)()tgN( T Ac+≥ φ

+≥ φtgN

c+≥ )tg( φστ

paràmetres resistents: el criteri de Coulomb

Sessió 1 diap. 16

estudi sobre els murs de conenció

τ f = c + σ n * tg Φ

paràmetres resistents: les tensions efectivesllei de Terzaghi

Sessió 1 diap. 17

Tots els processos de tipus mecànic dels sòls (resistència i deformació entre ells) estan governats per les tensions efectives

σ ’ = σ - u τ = C’ + σ’ tg ϕ ’

uNN i −−=

forces considerades per Coulomb

Falla generalitzada del terreny: expressió generalde Brinch - Hansen

Sessió 1 diap. 18

Falla generalitzada del terreny: expressió per sòls coherents saturats en situació “no drenada” (φ = 0)

Sessió 1 diap. 19

pvh = q + 5.14 Su (1 + sc + dc - ic - bc – gc)

El coeficient de seguretat total

Sessió 1 diap. 20

F = 3?

Perquè?

Danys per falla generalitzada del fonament

Sessió 1 diap. 21

Falla generalitzada del terreny

Sessió 1 diap. 22

Falla generalitzada del terreny: danys

Sessió 1 diap. 23

falla generalitzada: intervenció

Sessió 1 diap. 24

-L’enfonsament d’una fonamentació o el trencament d’un talús depèn de:

- Les característiques pròpies del sòl (cohesió, angle de fregament intern)

- La pressió intersticial

- La sobrecàrrega de terres

exercici: comentar quines situacions poden donar lloc a l’enfonsament d’una fonamentació que fins al moment havia estat estable

SI hi podem inervenir fàcilment

NO hi podem inervenir o la intervenció és costosa

Danys per assentament

Sessió 1 diap. 25

Assentaments: evolució amb el temps i deformació del sòl

Sessió 1 diap. 26

Si: assentament immediat

Sc: assentament per consolidació

Ss: assentament per consolidació secundària o fluència

Principis teòric del càlcul d’assentaments

Sessió 1 diap. 27

Mòdul de deformació elàstica (E)

Coeficient de compressió (Cc’)

Paràmetres “deformacionals” del terreny

Model de Winkler: ks = q / s

“Llei” elàstica ajustada: dH = (H·Dp) / Es

(dH = assentament; H: gruix del nivell en qüestió; Es = mòdul elàstic equivalent del terreny; Dp

= sobrepressió induïda per la fonamentació) “Llei” de la consolidació: dh=H×Cr'×log((po'+Dp1)/po')+H×Cc'×log((pc'+Dp2)/pc'))

(dh: assentament de la capa de sòl de gruix H; Cr’: coeficient de recompressió; Cc’: coeficient de compressió; Dp1: valor mínim entre Dp i pc’)

Assentaments en sòls coherents:evolució amb el temps i deformació del sòl

Sessió 1 diap. 28

Danys per assentament / definicions

Sessió 1 diap. 29

Definicions bàsiques del moviment de fonamentacions

s: assentament: sa

δs: assentament diferencial: sb-sa

β: distorsió angular: (sb-sa)/La-b

ω: inclinació: angle girat respecte a la vertical segons la línia mitja que defineix la posició deformada de la fonamentació

Valors límit de deformabilitat (CTE DB SE-C)

Sessió 1 diap. 30

Deformacions en arruf o “quebrant”

Sessió 1 diap. 31

Arcs de descàrrega per assentament d’arruf

Sessió 1 diap. 32

Esquerdes divergents per trencament “a quebrant”

Sessió 1 diap. 33

Esquerdes típiques de cantonada

Sessió 1 diap. 34

Sessió 1 diap. 35

Resposta unitària de l’estructura Esquerda per assentament diferencial d’un mur

Sessió 1 diap. 36

Esquerda per assentament d’un pilar en la junció amb l’envà

Sessió 1 diap. 37

Esquerda per assentament d’un envà afavorida per la presència d’una finestra

Sessió 1 diap. 38

Esquerdes per flexió de murs de càrrega

Sessió 1 diap. 39

Assentament generalitzat d’un replè estructural: afecció a coberta

Sessió 1 diap. 40

Assentament generalitzat d’un replè: deformació coberta

Sessió 1 diap. 41

Assentament generalitzat d’un replè: trencament envans

Sessió 1 diap. 42

Assentament generalitzat d’un replè: distorsió finestrals

Sessió 1 diap. 43

Assentament generalitzat d’un replè: distorsions

Sessió 1 diap. 44

Assentament generalitzat d’un replè: trencament envans - forjat

Sessió 1 diap. 45

Assentament generalitzat d’un replè (detall afecció forjat i pilar)

Sessió 1 diap. 46

Assentament generalitzat d’un replè: sostre, envans, distorsions

Sessió 1 diap. 47

Assentament generalitzat d’un replè, detalls

Sessió 1 diap. 48

comentar: direcció dels moviments?

Sessió 1 diap. 49

Estructura de contenció del replè estructural: comentar direcció dels moviments

Assentaments: proposta d’exercici (grups de 3-4 persones)

Sessió 1 diap. 50

Hem sol·licitat un estudi geotècnic per a un projecte de rehabilitació. En l’apartat de recomanacions, el capítol destinat a assentaments diu textualment:

-L’assentament màxim que s’estima pugui assolir l’edifici sota les condicions que haurà de suportar el terreny sota la fonamentació és de 2.54 cm, un valor que permet assegurar una correcta admissibilitat de l’estructura a les deformacions induïdes per les càrregues que haurà d’assumir la fonamentació.

Discutir la suficiència de l’anàlisi. Comentar la validesa de la informació. Valorar les repercussions d’un assentament com el que s’ha estimat sobre una estructura nova i sobre una estructura que es preveu rehabilitar.

Col·lapse de sòls

Sessió 1 diap. 51

Col·lapse de sòls: naturalesa

Sessió 1 diap. 52

-Sòls col·lapsables o metaestables: pateixen un assentament sense necessitat de càrrega per efecte de l’increment d’humitat.

-Causes:

-Sòls granulars amb compacitat molt baixa

-Sòls granulars feblement cimentats per un component soluble

-Sòls o roques formats per íntegrament components solubles

-Sòls susceptibles a la tubificació

Col·lapse de sòls: efectes

Sessió 1 diap. 53

-Amb molta posterioritat a la construcció de l’edificació pot produir un assentament molt important i sobtat per efecte de col·lapse.

-Problemes importants en casos en que es canvien les condicions d’ús d’edificacions situades sobre aquests materials que durant molt temps no han patit problemes.

-Risc proper: baix. Alguns casos a considerar en:

-Sòls llimosos susceptibles de tubificació a la Conca d’Igualada

-Formacions evaporítiques de la conca central

Col·lapse de sòls: estats de consistència

Sessió 1 diap. 54

fragilitat

elasticitat

plasticitat

resistència nul·la

sobresaturat

subsaturat

Límite líquido(WL)

Límite plástico(WP)

Límite de retracción(WP)

Estado líquido

Estado plástico

Estado semisólido

Estado sólido

Mezcla fluidade agua y suelo

Suelo seco

Valoració de la col·lapsabilitat d’un sòl: criteri de Gibbs

Sessió 1 diap. 55

Col·lapsable si Gseca < 2.6

1+(0,026·wL)

Valoració de la col·lapsabilitat d’un sòl: assaig en edòmetre

Sessió 1 diap. 56

Assaig de col·lapse en edòmetre

Sessió 1 diap. 57

Expansivitat

Sessió 1 diap. 58

Expansivitat

Sessió 1 diap. 59

-Conceptes bàsics:

-Estructura mineralògica de les argiles

-Humitat de saturació / estats de consistència en relació al potencial expansiu.

-Qüestió:

-Hi ha argiles expansives o condicions favorables a l’expansivitat?

Expansivitat: zones de risc

Sessió 1 diap. 60

Expansivitat: factors condicionants

Sessió 1 diap. 61

-Mineralogia del sòl: Esmectites Na > Esmectita Ca > Illita > Caolinita

-Densitat (+Gn +Sw)

-Estat de tensions (+σ - Sw)

-Humitat inicial (+H - Sw)

Expansivitat: factors determinants

-Canvis d’humitat periòdics (clima)

-Canvis d’humitat en relació al procés constructiu, a la rehabilitació o l’ús de l’edificació

-Presència de plantes amb necessitats d’aigua estacionals

Expansivitat: la capa activa

Sessió 1 diap. 62

IL = (w – wp) / Ip

Danys per processos d’expansivitat

Sessió 1 diap. 63

-Equivalents (en “sentit contrari”) als descrits pels fenòmes d’assentament.

-Danys lleus: deformacions lleus de paviments i de marcs de portes o finestres (problemes d’ús)

-Danys mitjans: deformacions importants de paviments, afecció inicial a estructura. Aparició d’esquerdes en tancaments.

-Danys importants: aixecament de fonamentacions superant el límit admissible de servei (tancaments, conduccions afectades...)

-Danys severs: aixecament de fonamentacions superant el límit últim de l’estructura.

Evolució del procés

Valoració preliminar de l’expansivitat d’un sòl

Sessió 1 diap. 64

Potencial de expansión

Límite líquido wl

Límite de retracción wr

Índice de plasticidad Ip

% partículasD < 1 micra

Muy algo > 63 < 10 > 32 > 37

Alto 50 - 63 6 - 12 23 - 45 18 - 37

Medio 39 - 50 8 - 18 12 - 34 12 - 27

Bajo < 39 > 13 < 20 < 17

Valoració de l’expansivitat d’un sòl: assaig en edòmetre

Sessió 1 diap. 65

risc potenciald'inflament

inflament lliure%

tensió màxima d'inflament kPa

baix < 10 < 30

mitjà 10 - 20 30 - 120

alt 20 - 30 120 - 250

molt alt > 30 > 250

Valoració de l’expansivitat d’un sòl: assaig LambeNOMÉSQUALITATIVA

Sessió 1 diap. 66

Evolució típica d’un problema d’expansivitat

Sessió 1 diap. 67

-Estat inicia d’ús de l’habitatge increment de la humitat en la zona interior edificada per descompensació de l’equilíbri hídric del sòl danys menors (portes que no tanquen, paviments lleugerament deformats). El procés s’estabilitza en poc temps (dos anys...)

-Aportació d’aigua per rec continuat i intens o pèrdues lleus de canonades deformacions inicials de l’estructura. Esquerdes properes als tancaments.

-Aportacions d’aigua importants (pèrdues de piscines, trencament de canonades...) aixecament localitzat d’algunes fonamentacions, problemes estructurals greus.

-Zones amb règim climàtic àrid sever en presència d’argiles altament expansives ruïna de les estructures.

Casos propers a tenir en compte

Sessió 1 diap. 68

-Algunes formacions de sòls i sediments terciaris de les conques prelitorals (Vallès – Penedès).

-Casos més significatius en formacions terciàries de la fossa del Camp (p.e. Santa Oliva).

-Materials margosos del Pliocè del pla de Barcelona en cas de descàrrega significativament important per la construcció de soterranis.

Aqüífers i construccions sota rasant

Sessió 1 diap. 69

Efectes recíprocs aqüífer - edifici

Sessió 1 diap. 70

Efectes aqüífer – edifici (directes):

- modificacions estat de càrregues- intrusions

Efectes obra –> aqüífer -> terreny -> edifici / obra

- modificacions estat de tensions- efecte dren- efecte pantalla- rentat de fins- sifonament

Efectes / accions directes de l’aqüífer sobre l’edifici

modificació de l’estat de càrregues

Sessió 1 diap. 71

Ascens de la cota piezomètrica

NovaEmpentahidràulica

Efectes / accions directes de l’aqüífer sobre l’edifici

intrusions

Sessió 1 diap. 72

Efectes de l’obra en execució sobre l’aqüífer i el seu contextmodificació de l’estat de tensions local

Sessió 1 diap. 73

Descens deNivell freàtic

Situació inicial

¿ Q(f) = Q(i) ?

Efectes de l’obra sobre l’aqüífer

efecte dren de l’edifici -> abatiment del N.F.

Sessió 1 diap. 74

Efectes de l’obra sobre l’aqüífer

efecte pantalla de l’edifici -> ascens / abatiment del N.F.

Sessió 1 diap. 75

barreraflux

Efectes de l’obra en execució sobre l’aqüífer -> el terreny

rentat de fins per bombament

Sessió 1 diap. 76

flux hídric

grans arrossegats

Sinkholes: cas extrem de dissolució + arrossegament de finsprof = 100 m

Sessió 1 diap. 77

Sinkholes domèstics... Prof = 12 m

Sessió 1 diap. 78

Sinkholes... a Bellaterra (v = 350 m3)

Sessió 1 diap. 79

Efectes de l’obra en execució sobre l’aqüífer -> el terreny

sifonament

Sessió 1 diap. 80

σ’ = σ - u ; (si C = 0) --> τ = σ’ tg ϕ’ ... si u = σ ... σ’ = 0 --> ?

Sifonament... cas pràctic

Sessió 1 diap. 81

Danys per efecte de sisme

Sessió 1 diap. 82

Danys per efecte de sisme

Sessió 1 diap. 83

-incidència directa sobre el terreny: liqüefacció del sòl i falla general de la superestructura

-Incidència directa sobre l’estructura:

-Cisalla

-Ressonància

-Palmeig

Dany per sisme: liqüifacció del sòl (Nagata)

Sessió 1 diap. 84

Danys per sisme: esquerdes en “creu de Sant Andreu” (Cali)

Sessió 1 diap. 85

Dany per sisme: cisalla a nivell dels forjats (Cali)

Sessió 1 diap. 86

Danys per sisme: ressonància

Sessió 1 diap. 87

Danys per sisme: “palmeig” (Ciutat de Mèxic)

Sessió 1 diap. 88

Sessió 1 diap. 89

RESUM DEL DIA

PROCESSOS I AGENTS QUE RELACIONEN EL TERRENY AMB L’EDIFICI I QUE SÓN SUSCEPTIBLES DE DESENVOLUPAR DANYS / PATOLOGIES:

- PÈRDUA DE CONFINAMENT LATERAL- SOBRECÀRREGA- CANVIS EN EL GRADIENT HIDRÀULIC- CANVIS D’HUMITAT

EFECTES DE LES ACCIONS QUE PODEN CONDUIR A DANYS / PATOLOGIES

- FALLA GENERALITZADA- ASSENTAMENT- AFECCIONS PER O SOBRE L’AQÜÍFER- INFLAMENT / COL·LAPSE- SISME

moltes gràcies per la vostra atenció

Sessió 1 diap. 90

Ppt sessio 1_v2011-01

Documents

Transcript of Ppt sessio 1_v2011-01

Sessio Branding Web

01 gui 01.ppt

datawarehouse ppt 01

01 INTRODUCCIÓN PPT

PPT SESIÓN 01

Sessio orientacio batxillerat_alumnat

5ena sessio knktatbaixemporda14

5ena sessio #knktatMaresme15

Sessio 3: Arxius

Sessio General

Sessio 3 arxius

Sessio achos

Sessio orientacio 3r

Sessio orientacio batxillerat

Ppt Situacion 01

1a 2a sessio

INFRACCIONES 01.ppt

Sessio 3 ambit_a

Snc Segona Sessio

Presentació sessio 1