Apuntes de Escuela Cimentaciones Superficiales
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Tema IV: Cimentaciones Superficiales 1
Asignatura: GEOTECNIA Y CIMIENTOS I
Bloque II: GEOTECNOLOGÍA
TEMATEMA 4: 4:
CIMENTACIONES SUPERFICIALESCIMENTACIONES SUPERFICIALES
E.T.S.I. CAMINOS, CANALES Y PUERTOS
DPTO. INGENIERÍA DEL TERRENO
BIBLIOGRAFÍA:Cuestiones de Geotecnia y Cimientos.
Francisco A. Izquierdo Silvestre. Ed. UPV.
Curso aplicado de cimentaciones.José Mª Rodríguez Ortiz et alt. COAM. ( 1995)
Geotecnia y Cimientos II.Prof. Jiménez Salas et alt. Editorial Rueda.
Ingeniería geológica.Luís I. González de Vallejo. Ed. Pearson. Prentice Hall.( 2004)
Curso práctico de mecánica de suelos.J. Costet y G. Sanglerat. Ed. Omega ( 1975).
Cimentaciones.W. E. Schultze. Ed. Blume ( 1970)
Foundation Engeineering Handbook.Hans F. Winterkorn–Hsai Yang Fang. Ed. Van Nostrand Reinhold Company
TEMA 4: CIMENTACIONES SUPERFICIALES
4.1. CONCEPTOS PREVIOS
4.2. HUNDIMIENTO DE UNA CIMENTACIÓN SUPERFICIAL. MECANISMOS DE ROTURA.
4.3. CÁLCULO DE CARGA DE HUNDIMIENTO.
4.4. ASIENTOS. TIPOS Y CÁLCULO. ASIENTO ADMISIBLE.
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4.1. CONCEPTOS PREVIOS.
Cimentación es la parte de la estructura encargada de transmitir las cargas de ésta al terreno de forma compatible con ambos.
Clases de cimentación:
· Superficiales: D≤ 5BTipos: zapatas ( aisladas, corridaso combinadas) y losas de
cimentación
· Semiprofundas: 5B ≤ D ≤ 8BTipos: pozos de cimentación y
pozos indios.
· Profundas: D ≥ 8BTipos: pilotes, Muros pantalla,Pantallas de tablestacas, etc.. Siendo:
D: profundidad del plano de cimentación.B: lado menor de la cimentación.
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TEMA 4: CIMENTACIONES SUPERFICIALES
4.1. CONCEPTOS PREVIOS
4.2. HUNDIMIENTO DE UNA CIMENTACIÓN SUPERFICIAL. MECANISMOS DE ROTURA.
4.3. CÁLCULO DE CARGA DE HUNDIMIENTO.
4.4. ASIENTOS. TIPOS Y CÁLCULO. ASIENTO ADMISIBLE.
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TEMA 4: CIMENTACIONES SUPERFICIALES
4.1. CONCEPTOS PREVIOS
4.2. HUNDIMIENTO DE UNA CIMENTACIÓN SUPERFICIAL. MECANISMOS DE ROTURA.
4.3. CÁLCULO DE CARGA DE HUNDIMIENTO.
4.4. ASIENTOS. TIPOS Y CÁLCULO. ASIENTO ADMISIBLE.
Pilote flotante Pilote columna
Clasificación de las cimentaciones profundas:
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TEMA 4: CIMENTACIONES SUPERFICIALES
4.1. CONCEPTOS PREVIOS
4.2. HUNDIMIENTO DE UNA CIMENTACIÓN SUPERFICIAL. MECANISMOS DE ROTURA.
4.3. CÁLCULO DE CARGA DE HUNDIMIENTO.
4.4. ASIENTOS. TIPOS Y CÁLCULO. ASIENTO ADMISIBLE.
Condiciones que ha de cumplir de una cimentación ( diseño ):
A. ha de transmitir al terreno las cargas sin romperlo, sin superar la resistencia de corte de éste ( seguridad frente al hundimiento y al deslizamiento).
B. la deformación que produce en el terreno ha de ser compatible con la que la estructura puede aguantar ( limitación de asientos).
C. ha de poseer suficiente resistencia como elemento estructural.
D. la cimentación ha de estar ubicada en una capa:
a) No sujeta a variaciones estacionales de las características del suelo o de sus propiedades: oscilación del nivel freático, heladas, hinchamiento del suelo, agresión suelos con sulfatos, etc..
b) Que no se vea afectada por la erosión o la socavación por efecto del agua, del flujo de agua o de aire.
c) Que no sea afectada por los usos del suelo: excavaciones, medianerías, sobrecargas no consideradas, etc...
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TEMA 4: CIMENTACIONES SUPERFICIALES
4.1. CONCEPTOS PREVIOS
4.2. HUNDIMIENTO DE UNA CIMENTACIÓN SUPERFICIAL. MECANISMOS DE ROTURA.
4.3. CÁLCULO DE CARGA DE HUNDIMIENTO.
4.4. ASIENTOS. TIPOS Y CÁLCULO. ASIENTO ADMISIBLE.
Cimentaciones Superficiales:
Definición: S/ Rodríguez Ortiz:“...elemento que transmite las cargas al terreno a través de superficies de apoyo considerablemente más grandes que su canto o dimensión vertical. ( .....). El nivel de apoyo suele ser reducido ( ≤ 3 m) en el caso de zapatas pero puede ser importante en el caso delosas ( por ejem. cimentación de edificio con varias plantas de sótano). Por ello, el concepto superficial se refiere más a su extensión en planta que a la cota de apoyo.”
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TEMA 4: CIMENTACIONES SUPERFICIALES
4.1. CONCEPTOS PREVIOS
4.2. HUNDIMIENTO DE UNA CIMENTACIÓN SUPERFICIAL. MECANISMOS DE ROTURA.
4.3. CÁLCULO DE CARGA DE HUNDIMIENTO.
4.4. ASIENTOS. TIPOS Y CÁLCULO. ASIENTO ADMISIBLE.
Se llama presión admisible ( o de trabajo) a la máxima carga ( presión transmitida neta) que puede transmitirse desde la estructura sin que provoque el hundimiento de la cimentación ( contando con un coeficiente de seguridad) o asientos incompatibles con el uso de la estructura.
qq admadm = min = min {{ q q admadm htohto , , qqadmadm astoasto }}
La presiLa presióón admisible no es n admisible no es una propiedad intruna propiedad intríínseca del nseca del terreno.terreno.
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TEMA 4: CIMENTACIONES SUPERFICIALES
4.1. CONCEPTOS PREVIOS
4.2. HUNDIMIENTO DE UNA CIMENTACIÓN SUPERFICIAL. MECANISMOS DE ROTURA.
4.3. CÁLCULO DE CARGA DE HUNDIMIENTO.
4.4. ASIENTOS. TIPOS Y CÁLCULO. ASIENTO ADMISIBLE.
Proceso de diseño de un cimentación superficial:
1.- Determinación de la carga de hundimiento del terrenocarga de hundimiento del terreno ( para unas dimensiones de cimentación aproximadas): qh
2.- Determinación de la carga de hundimiento netacarga de hundimiento neta:
qhn = qh - qo
con qo= tensión total vertical del terreno en el plano de cimentación.
3.- Obtención de la presipresióón de trabajo o admisiblen de trabajo o admisible, qadm. introduciendo coeficientes de seguridad ( normalmente F ≥ 3 ).
4.- Comparación con la carga transmitida neta carga transmitida neta ( qtn < qadm ).
siendo: qtn = qt - qo con qt= carga transmitida por la estructura
5.- Reajuste de las dimensiones de la cimentación, si procede.
6.- Cálculo de los asientos esperablesasientos esperables, scal.
7.- Modificación de las dimensiones si los asientosasientos no son
admisiblesadmisibles ( scal < sadm ).
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TEMA 4: CIMENTACIONES SUPERFICIALES
4.1. CONCEPTOS PREVIOS
4.2. HUNDIMIENTO DE UNA CIMENTACIÓN SUPERFICIAL. MECANISMOS DE ROTURA.
4.3. CÁLCULO DE CARGA DE HUNDIMIENTO.
4.4. ASIENTOS. TIPOS Y CÁLCULO. ASIENTO ADMISIBLE.
Carga admisible en función de los resultados de ensayos in situ ( SPT, penetrómetro estático,..)
En suelos granulares: las cargas de hundimiento suele ser muy elevadas pero los asientos pueden ser no admisibles.
Presión admisible: se calcula en función de la carga que produce un asiento igual al admisible. Los parámetros se suelen fijar a partir de ensayos realizados in situ ( SPT, penetraciones estáticas, etc..)
Peck, Hanson y Thornburn( 1974) propusieron para el cálculo de la carga admisible de zapatas cuadradas o rectángulares en arenas las siguientes expresiones en función del SPT:
qqaa ( ( kgkg/cm/cm22) ) = 0,105 N´B = 0,105 N´B para B<1 mpara B<1 m
qqaa ( ( kgkg/cm/cm22) ) = 0,105 N´ = 0,105 N´ para Bpara B≥≥1 m1 m
N´= valor medio de los valores N* obtenidos en una profundidad B por debajo del plano de cimentación
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TEMA 4: CIMENTACIONES SUPERFICIALES
4.1. CONCEPTOS PREVIOS
4.2. HUNDIMIENTO DE UNA CIMENTACIÓN SUPERFICIAL. MECANISMOS DE ROTURA.
4.3. CÁLCULO DE CARGA DE HUNDIMIENTO.
4.4. ASIENTOS. TIPOS Y CÁLCULO. ASIENTO ADMISIBLE.
Con:
N*: valor corregido de los valores N medidos in situ:
N*=N.CN.Cw
CN: coeficiente que normaliza el golpeo N al nivel de las tensiones in situ:
CN= 0,77 log (20,9/σ´)
σ´= presión efectiva en kg/cm2 existente a la profundidad del ensayo.
Cw: coeficiente corrector por efecto de nivel freático no detectado en el momento de realizar el ensayo.
( )BDDDC w
w ++
+=5,05,0
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TEMA 4: CIMENTACIONES SUPERFICIALES
4.1. CONCEPTOS PREVIOS
4.2. HUNDIMIENTO DE UNA CIMENTACIÓN SUPERFICIAL. MECANISMOS DE ROTURA.
4.3. CÁLCULO DE CARGA DE HUNDIMIENTO.
4.4. ASIENTOS. TIPOS Y CÁLCULO. ASIENTO ADMISIBLE.
4.2 .Hundimiento de una cimentación superficial. Mecanismos de rotura.
Según la estructura y el tipo de terreno ( compresibilidad) : tres tipos de rotura posibles:
Rotura generalRotura generalRotura por Rotura por punzonamientopunzonamientoRotura localRotura local
La aplicación de una carga QLa aplicación de una carga Q a través de la cimentación induce deformacionesinduce deformaciones en el terreno movilizando su movilizando su resistencia a corte.resistencia a corte.
El hundimiento de la cimentaciónhundimiento de la cimentación se produce cuando se se supera la máxima resistencia a cortesupera la máxima resistencia a corte, definiendo unas superficies de rotura.
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TEMA 4: CIMENTACIONES SUPERFICIALES
4.1. CONCEPTOS PREVIOS
4.2. HUNDIMIENTO DE UNA CIMENTACIÓN SUPERFICIAL. MECANISMOS DE ROTURA.
4.3. CÁLCULO DE CARGA DE HUNDIMIENTO.
4.4. ASIENTOS. TIPOS Y CÁLCULO. ASIENTO ADMISIBLE.
Rotura de tipo generalRotura de tipo general
Superficie de rotura continua, bien definida (Arranca en la base de la zapata y aflora a un lado de la misma, a una cierta distancia).
En teoría: rotura simétrica. En la realidad: pequeños desequilibrios o irregularidades hacen que el fallo se manifieste de modo asimétrico, con giros más o menos importantes .
Puede dar lugar a un fallo repentino y catastrófico.
Tipo de rotura típico de los suelos de baja compresibilidad, arenas muy densas y de las arcillas blandas a medias saturadas en condiciones de carga rápida, sin drenaje.
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TEMA 4: CIMENTACIONES SUPERFICIALES
4.1. CONCEPTOS PREVIOS
4.2. HUNDIMIENTO DE UNA CIMENTACIÓN SUPERFICIAL. MECANISMOS DE ROTURA.
4.3. CÁLCULO DE CARGA DE HUNDIMIENTO.
4.4. ASIENTOS. TIPOS Y CÁLCULO. ASIENTO ADMISIBLE.
Rotura por Rotura por punzonamientopunzonamiento
-La cimentación se hunde poco a poco cortando el terreno. Difícil de observar, la rotura no es catastrófica, no se producen levantamientos laterales ni giros.
-Desplazamiento aprox. vertical, afecta poco al terreno adyacente, las superficies de deslizamiento están bien definidas únicamente bajo la cimentación.
- Se da en materiales muy compresibles y poco resistentes(turbas, arenas muy sueltas, arcillas parcialmente saturadas y arcillas n.c. en condiciones de drenaje) o en zapatas sobre capas delgadas apoyadas en estratos blandos.
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TEMA 4: CIMENTACIONES SUPERFICIALES
4.1. CONCEPTOS PREVIOS
4.2. HUNDIMIENTO DE UNA CIMENTACIÓN SUPERFICIAL. MECANISMOS DE ROTURA.
4.3. CÁLCULO DE CARGA DE HUNDIMIENTO.
4.4. ASIENTOS. TIPOS Y CÁLCULO. ASIENTO ADMISIBLE.
Rotura de tipo localRotura de tipo local
- Situación intermedia entre rotura general y rotura por punzonamiento.
- Es típica de suelos de compresibilidad media ( algunas arcillas y limos blandos y de arenas medias a flojas).
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TEMA 4: CIMENTACIONES SUPERFICIALES
4.1. CONCEPTOS PREVIOS
4.2. HUNDIMIENTO DE UNA CIMENTACIÓN SUPERFICIAL. MECANISMOS DE ROTURA.
4.3. CÁLCULO DE CARGA DE HUNDIMIENTO.
4.4. ASIENTOS. TIPOS Y CÁLCULO. ASIENTO ADMISIBLE.
4.3.- Cálculo de la carga de hundimiento
El hundimiento de una cimentación se produce cuando la presión transmitida supera la resistencia a corte del terreno.
DETERMINACIDETERMINACIÓÓN TEN TEÓÓRICA DE LA PRESIRICA DE LA PRESIÓÓN DE N DE HUNDIMIENTOHUNDIMIENTO ( ( qqhh).).
Teoría de la Plasticidad
Mecanismo de rotura bidimensional.
Equilibrio entre fuerzas exteriores y las desarrolladas por el terreno.
a) SOLUCIÓN DE PRANDTL ( 1920). Hipótesis:
Terreno sin peso.
Zapata corrida
Deformación plana.
qh = qo Nq + c Nc
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TEMA 4: CIMENTACIONES SUPERFICIALES
4.1. CONCEPTOS PREVIOS
4.2. HUNDIMIENTO DE UNA CIMENTACIÓN SUPERFICIAL. MECANISMOS DE ROTURA.
4.3. CÁLCULO DE CARGA DE HUNDIMIENTO.
4.4. ASIENTOS. TIPOS Y CÁLCULO. ASIENTO ADMISIBLE.
qh = qo Nq + c Nc
q0 : tensión total vertical a la profundidad del plano de cimentación
Nq y Nc : factores de capacidad de carga ( son función de son función de φ´ )
+=
242 φπφπ tgeNq tg ( ) φgNqNc cot1−=
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TEMA 4: CIMENTACIONES SUPERFICIALES
4.1. CONCEPTOS PREVIOS
4.2. HUNDIMIENTO DE UNA CIMENTACIÓN SUPERFICIAL. MECANISMOS DE ROTURA.
4.3. CÁLCULO DE CARGA DE HUNDIMIENTO.
4.4. ASIENTOS. TIPOS Y CÁLCULO. ASIENTO ADMISIBLE.
b) SOLUCIÓN DE TERZAGHI ( 1943).
Hipótesis: Terreno con peso específico γ.
qh = c Nc + qo Nq + 0,5 γ B Nγ
Nγ ≈ 1,5 ( Nq - 1) tg φ
qh = c Nc sc.ic.dc+ q0 Nq sq.iq.dq + ½ γ B´ Nγ s γ.i γ .d γ
c) SOLUCIÓN DE BRINCH HANSEN ( 1970). Hipótesis:Zapata finita ( forma: cuadrada, rectangular, circular)Cargas inclinadas y/o excéntricas.Efecto de la profundidad.
B´= ancho eficaz de la cimentación. B´= B – 2 eB
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TEMA 4: CIMENTACIONES SUPERFICIALES
4.1. CONCEPTOS PREVIOS
4.2. HUNDIMIENTO DE UNA CIMENTACIÓN SUPERFICIAL. MECANISMOS DE ROTURA.
4.3. CÁLCULO DE CARGA DE HUNDIMIENTO.
4.4. ASIENTOS. TIPOS Y CÁLCULO. ASIENTO ADMISIBLE.
⌦ Para evaluar situaciones a largo plazo ( con drenaje): carga carga de hundimiento en efectivas:de hundimiento en efectivas:
q´h = c´ Nc sc.ic.dc+ q´0 Nq sq.iq.dq + ½ γ* B´ Nγ s γ.i γ .d γ
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TEMA 4: CIMENTACIONES SUPERFICIALES
4.1. CONCEPTOS PREVIOS
4.2. HUNDIMIENTO DE UNA CIMENTACIÓN SUPERFICIAL. MECANISMOS DE ROTURA.
4.3. CÁLCULO DE CARGA DE HUNDIMIENTO.
4.4. ASIENTOS. TIPOS Y CÁLCULO. ASIENTO ADMISIBLE.
Valor de γ*:Valor de γ*:
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TEMA 4: CIMENTACIONES SUPERFICIALES
4.1. CONCEPTOS PREVIOS
4.2. HUNDIMIENTO DE UNA CIMENTACIÓN SUPERFICIAL. MECANISMOS DE ROTURA.
4.3. CÁLCULO DE CARGA DE HUNDIMIENTO.
4.4. ASIENTOS. TIPOS Y CÁLCULO. ASIENTO ADMISIBLE.
CORRECCIÓN POR EFECTO DE LA FORMA DE LA CIMENTACIÓN:FACTORES DE FORMA:FACTORES DE FORMA:
1+(B´/L´) tgφ
1
1- 0,4 B´/L´
1- 0,4 B´/L´
φ´ ≠ 0
sc sq sγ
φ = 0 1+ 0,2 (B´/L´)
(Nq . sq – 1) / ( Nq –1)
CORRECCIÓN POR EFECTO DE LA EXCENTRICIDAD E INCLINACIÓN DE LA CARGA:
POR LA EXCENTRICIDAD DE LA CARGA:POR LA EXCENTRICIDAD DE LA CARGA:
Q
B´
L
L´
AREA EFECTIVA O EFICAZ:
A´= B´. L´A´= B´. L´
B´= B- 2eB
L´= L- 2eLeB
eL
B
P
R
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TEMA 4: CIMENTACIONES SUPERFICIALES
4.1. CONCEPTOS PREVIOS
4.2. HUNDIMIENTO DE UNA CIMENTACIÓN SUPERFICIAL. MECANISMOS DE ROTURA.
4.3. CÁLCULO DE CARGA DE HUNDIMIENTO.
4.4. ASIENTOS. TIPOS Y CÁLCULO. ASIENTO ADMISIBLE.
CORRECCIÓN POR EFECTO DE LA PROFUNDIDAD DE LA CIMENTACIÓN:
POR LA INCLINACIÓN DE LA CARGA: factores de inclinaciónPOR LA INCLINACIÓN DE LA CARGA: factores de inclinación
NOTA: Q´= Q- U
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TEMA 4: CIMENTACIONES SUPERFICIALES
4.1. CONCEPTOS PREVIOS
4.2. HUNDIMIENTO DE UNA CIMENTACIÓN SUPERFICIAL. MECANISMOS DE ROTURA.
4.3. CÁLCULO DE CARGA DE HUNDIMIENTO.
4.4. ASIENTOS. TIPOS Y CÁLCULO. ASIENTO ADMISIBLE.
Terreno estratificado:Terreno estratificado:
Sean T1 y T2 dos capas del terreno de diferentes características geotécnicas, siendo el estrato T1 más resistente que el T2: qh1 > qh2
CASO ACASO A: terreno menos competente arriba
7,0>Bt
7,0<Bt
netahnetah qq 2=
Btqqqq netahnetah
netahnetah ⋅−
−=7,0
211
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TEMA 4: CIMENTACIONES SUPERFICIALES
4.1. CONCEPTOS PREVIOS
4.2. HUNDIMIENTO DE UNA CIMENTACIÓN SUPERFICIAL. MECANISMOS DE ROTURA.
4.3. CÁLCULO DE CARGA DE HUNDIMIENTO.
4.4. ASIENTOS. TIPOS Y CÁLCULO. ASIENTO ADMISIBLE.
CASO BCASO B: terreno más competente arriba
2,0<Bt
1>Bt
netahnetah qq 1=
−⋅
−+= 2,0
8,021
2 Btqqqq netahnetah
netahnetah
netahnetah qq 2=
12,0 <≤Bt
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TEMA 4: CIMENTACIONES SUPERFICIALES
4.1. CONCEPTOS PREVIOS
4.2. HUNDIMIENTO DE UNA CIMENTACIÓN SUPERFICIAL. MECANISMOS DE ROTURA.
4.3. CÁLCULO DE CARGA DE HUNDIMIENTO.
4.4. ASIENTOS. TIPOS Y CÁLCULO. ASIENTO ADMISIBLE.
Coeficiente de seguridad frente al Coeficiente de seguridad frente al hundimiento:hundimiento:
0
0
qqqq
qqF
t
h
tn
hnhto −
−==
Cimentación compensada: no introduce ningún incremento de tensión en el suelo
qtn = qt-q0=0
La carga transmitida neta en totales coincide con la carga transmitida neta en efectivas: ya que se trata del incremento de tensión que la cimentación supone sobre el terreno.
0 0 0
NOTAS:
´AQqt =
Si fuerza vertical transmitida a cota de cimentación Q excéntrica: considerar área efectiva: A´
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TEMA 4: CIMENTACIONES SUPERFICIALES
4.1. CONCEPTOS PREVIOS
4.2. HUNDIMIENTO DE UNA CIMENTACIÓN SUPERFICIAL. MECANISMOS DE ROTURA.
4.3. CÁLCULO DE CARGA DE HUNDIMIENTO.
4.4. ASIENTOS. TIPOS Y CÁLCULO. ASIENTO ADMISIBLE.
4.4 CALCULO DE ASIENTOS EN CIMENTACIONES SUPERFICIALES
Al aplicar una carga sobre un terreno se producen una serie de asientos a lo largo del tiempo:
•Asiento inmediato o instantáneo.
•Asiento de consolidación.
•Asiento de consolidación secundaria.
Tema IV: Cimentaciones Superficiales 26
TEMA 4: CIMENTACIONES SUPERFICIALES
4.1. CONCEPTOS PREVIOS
4.2. HUNDIMIENTO DE UNA CIMENTACIÓN SUPERFICIAL. MECANISMOS DE ROTURA.
4.3. CÁLCULO DE CARGA DE HUNDIMIENTO.
4.4. ASIENTOS. TIPOS Y CÁLCULO. ASIENTO ADMISIBLE.
CALCULO DE ASIENTOS EN ARCILLAS:CALCULO DE ASIENTOS EN ARCILLAS:
cscinsttotal ssss ++=
MÉTODOS DE CÁLCULO:
1.1.-- Método elástico:Método elástico: supone un comportamiento elástico del terreno: utilizar las fórmulas vistas en la Tria de la Elasticidad.
Sinst = f( Eu, ν=0,5)
Stotal =f( E´, ν´)
2.2.-- Método Método edométricoedométrico:: supone un proceso idéntico al del edómetro, sólo deformaciones verticales( laterales impedidas): utilizar las fórmulas vistas en la Tria
de la Consolidación Unidimensional ( incrementos de tensión en cada punto del terreno se obtienen con las fórmulas de la Tria de la Elasticidad). Es válido sobre todo para arcillas saturadas.
Ventajas: fácil aplicación, se puede aplicar en terrenos heterogéneos.
Inconvenientes: no distingue el asiento instantáneo.
0
110
0
0
00 ´
´log11 σ
σ∗
+=
+∆
⋅=∆== Ce
HeeHHss edomtotal
C*= Cc ó Cs , según corresponda.Tema IV: Cimentaciones Superficiales 27
TEMA 4: CIMENTACIONES SUPERFICIALES
4.1. CONCEPTOS PREVIOS
4.2. HUNDIMIENTO DE UNA CIMENTACIÓN SUPERFICIAL. MECANISMOS DE ROTURA.
4.3. CÁLCULO DE CARGA DE HUNDIMIENTO.
4.4. ASIENTOS. TIPOS Y CÁLCULO. ASIENTO ADMISIBLE.
3.3.-- Método de Método de SkemptonSkempton--BjerrumBjerrum ( 1957):( 1957):
cinsttotal sss +=
Con: µ =A + α ( 1-A )A= parámetro de presión intersticialα = coef. que depende del espesor H y de la anchura de la cimentación B. (Valores
en tabla siguiente )
( )5,0, == νuinst Efs
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TEMA 4: CIMENTACIONES SUPERFICIALES
4.1. CONCEPTOS PREVIOS
4.2. HUNDIMIENTO DE UNA CIMENTACIÓN SUPERFICIAL. MECANISMOS DE ROTURA.
4.3. CÁLCULO DE CARGA DE HUNDIMIENTO.
4.4. ASIENTOS. TIPOS Y CÁLCULO. ASIENTO ADMISIBLE.
CALCULO DE ASIENTOS EN ARENAS:CALCULO DE ASIENTOS EN ARENAS:
Los métodos de cálculo más habituales se basan en fórmulas empíricas que utilizan los resultados de los ensayos de penetración ( estática: qc, o dinámica (SPT): N ).
1.1.-- Método de Método de MeyerhoffMeyerhoff ( 1965 ):( 1965 ): utiliza los resultados de un ensayo de penetración dinámica.
Tema IV: Cimentaciones Superficiales 29
TEMA 4: CIMENTACIONES SUPERFICIALES
4.1. CONCEPTOS PREVIOS
4.2. HUNDIMIENTO DE UNA CIMENTACIÓN SUPERFICIAL. MECANISMOS DE ROTURA.
4.3. CÁLCULO DE CARGA DE HUNDIMIENTO.
4.4. ASIENTOS. TIPOS Y CÁLCULO. ASIENTO ADMISIBLE.
2.2.-- Método de Método de SchmertmannSchmertmann ( 1970 ):( 1970 ): utiliza los resultados de un ensayo de penetración estática.
Para una zapata cuadrada o circular:
Para una zapata corrida:
vq
tnzp
qIσ ′
+= 1.05.0
5.0´5.01 01 ≥
−=
tnqC σ
Con:
Iz = coeficiente de influencia que se deduce de la figura anterior
Tema IV: Cimentaciones Superficiales 30
TEMA 4: CIMENTACIONES SUPERFICIALES
4.1. CONCEPTOS PREVIOS
4.2. HUNDIMIENTO DE UNA CIMENTACIÓN SUPERFICIAL. MECANISMOS DE ROTURA.
4.3. CÁLCULO DE CARGA DE HUNDIMIENTO.
4.4. ASIENTOS. TIPOS Y CÁLCULO. ASIENTO ADMISIBLE.
E es el módulo de elasticidad, que puede estimarse por (Schmertmann):
E = 2,5 qc para zapatas cuadradas o circulares
E = 3,5 qc para zapatas corridas
siendo qc la resistencia a la penetración estática con cono, que puede relacionarse con el N del ensayo estándar mediante:
Tipo de suelo qc/N (kp/cm2) Arcilla blanda, turba 2
Limos 3
Arena fina limosa 3-4
Arena media 4-5
Arena gruesa 5-8
Grava 8-12
Tema IV: Cimentaciones Superficiales 31
TEMA 4: CIMENTACIONES SUPERFICIALES
4.1. CONCEPTOS PREVIOS
4.2. HUNDIMIENTO DE UNA CIMENTACIÓN SUPERFICIAL. MECANISMOS DE ROTURA.
4.3. CÁLCULO DE CARGA DE HUNDIMIENTO.
4.4. ASIENTOS. TIPOS Y CÁLCULO. ASIENTO ADMISIBLE.
ASIENTO ADMISIBLE
Calculados los asientos comprobar que son inferiores a unos valores límites prefijados, sadm. Problema: fijar estos valores límites ( en ellos influye el tipo de estructura, la naturaleza del terreno y el tipo de movimiento). Este asiento límite se establece para una estructura por razones funcionales o estructurales, no geotécnicas.
Este valor determina un valor máximo de carga a transmitir desde la estructura, Qmax.
Terminología utilizada por describir los movimientos (Burland y Wroth (1974) ):
-- Asiento mAsiento mááximo:ximo: es el mayor descenso sufrido por los cimientos de un edificio: Smax
-- Asiento diferencialAsiento diferencial:: es la diferencia de asiento entre dos apoyos contiguos δs.
-- DistorsiDistorsióón angularn angular:: es la relación entre
el asiento diferencial entre dos puntos
y la distancia que los separa: δs/L.
-- DesplomeDesplome:: es la distancia entre la proyec-
ción de la parte superior de la estructu-
ra y la parte inferior de la misma.
Tema IV: Cimentaciones Superficiales 32
TEMA 4: CIMENTACIONES SUPERFICIALES
4.1. CONCEPTOS PREVIOS
4.2. HUNDIMIENTO DE UNA CIMENTACIÓN SUPERFICIAL. MECANISMOS DE ROTURA.
4.3. CÁLCULO DE CARGA DE HUNDIMIENTO.
4.4. ASIENTOS. TIPOS Y CÁLCULO. ASIENTO ADMISIBLE.
Criterio más utilizado actualmente: limitar la distorsión, valores límite:
1/500 Límite de seguridad frente a la fisuración.
1/300 Aparición de fisuras en muros y tabiques.
1/150 Fisuras y daños en elementos estructurales
Tema IV: Cimentaciones Superficiales 33
TEMA 4: CIMENTACIONES SUPERFICIALES
4.1. CONCEPTOS PREVIOS
4.2. HUNDIMIENTO DE UNA CIMENTACIÓN SUPERFICIAL. MECANISMOS DE ROTURA.
4.3. CÁLCULO DE CARGA DE HUNDIMIENTO.
4.4. ASIENTOS. TIPOS Y CÁLCULO. ASIENTO ADMISIBLE.
Tema IV: Cimentaciones Superficiales 34
TEMA 4: CIMENTACIONES SUPERFICIALES
4.1. CONCEPTOS PREVIOS
4.2. HUNDIMIENTO DE UNA CIMENTACIÓN SUPERFICIAL. MECANISMOS DE ROTURA.
4.3. CÁLCULO DE CARGA DE HUNDIMIENTO.
4.4. ASIENTOS. TIPOS Y CÁLCULO. ASIENTO ADMISIBLE.