Diseño de cimentaciones

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  • El Distrito Federal se divide en tres zonas:

    a) Zona I. Lomas

    b) Zona II. Transicin

    c) Zona III. Lacustre

  • Localizada en las partes mas altas de la cuenca del valle, est

    formada por suelos de alta resistencia y poco compresibles.

    Formadas por rocas o suelos firmes que fueron depositados fuera

    del ambiente lacustre, pero en los que pueden existir,

    superficialmente o intercalados, depsitos arenosos en estado

    suelto o cohesivos relativamente blandos.

    En esta zona, es frecuente la presencia de oquedades en rocas, de

    cavernas y tneles excavados en suelos para explotar minas de

    arena y de rellenos no controlados

  • Presenta caractersticas intermedias entre la Zonas I y III.

    Los depsitos profundos se encuentran a 20 m de profundidad, o

    menos, y estn constitudos predominantemente por estratos

    arenosos y limo arenosos intercalados con capas de arcilla lacustre;

    el espesor de stos, es variable entre decenas de centmetros y

    pocos metros

  • Se localiza en las regiones donde antiguamente se encontraban lagos (lago de Texcoco, Lago de Xochimilco).

    El tipo de suelo consiste en depsitos lacustres muy blandos y compresibles con altos contenidos de agua, lo que favorece la amplificacin de las ondas ssmicas.

    Integrada por potentes depsitos de arcilla altamente compresibles, separados por capas arenosas con contenido diverso de limo o arcilla. Estas capas arenosas son generalmente medianamente compactas a muy compactas y de espesor variable de centmetros a varios metros.

    Suelen estar cubiertos superficialmente por suelos aluviales, materiales desecados y rellenos artificiales; el espesor de este conjunto puede ser superior a los 50 m.

  • Figura 2.1, NTC para Diseo y construccin de cimentaciones

  • Figura 1. Zonificacin del Valle de Mxico SSN.

  • Para efectos ssmicos la zona III se dividir

    en cuatro sub-zonas

    IIIa, IIIb, IIIc y IIId

  • Figura 1.1, NTC para Diseo por sismo

  • Permite conocer las zonas con similar periodo de

    vibracin del suelo.

    Donde Ts es el periodo dominante ms largo

    del terreno en el sitio de inters

  • Figura A.1, NTC para Diseo por sismo

  • Hs es la profundidad de los

    depsitos firmes profundos

    en el sitio de inters.

    Donde x0=0 (en la base) y xi (i=,1,2,,N)

    esta dada por:

    Siendo di, Gi y i el espesor, modulo de rigidez al

    corte y peso volumtrico del i-esimo estrato de la

    formacin del suelo. Para aplicar este criterio es

    necesario que la profundidad de exploracin del

    subsuelo, se efectu hasta los depsitos firmes

    profundos en el sitio de inters.

  • Figura A.2, NTC para Diseo por sismo

  • Estado Lmite de falla

    Estado Lmite de servicio

  • Se asocia con el colapso de las estructuras, que pone en peligro la vida humana

    En el anlisis de una cimentacin, se asocia con la capacidad de carga lmite e involucra los parmetros de resistencia al esfuerzo cortante del suelo, geometra de la cimentacin y cargas

  • terremoto de Niigata

    http://www.google.com.mx/url?sa=i&rct=j&q=falla+masa+del+suelo&source=images&cd=&cad=rja&docid=tCCfZoEko9QItM&tbnid=J2AnH4ihqTIg7M:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.monografias.com/trabajos73/hundimiento/hundimiento2.shtml&ei=t5iKUb2_EJHU8wT974D4DA&bvm=bv.46226182,d.dmQ&psig=AFQjCNFHIHSoI_gx_y7Z0Dpq6EFgDeSbog&ust=1368123876327841http://www.google.com.mx/url?sa=i&rct=j&q=falla+cimentacion&source=images&cd=&cad=rja&docid=7jGcSLeLPxL74M&tbnid=LBm-PyTWKSKe0M:&ved=0CAUQjRw&url=http://ingesite.com/tag/falla-cimentacion/&ei=s5qKUfuUFYmm9gTWyoGgBA&psig=AFQjCNFDdyKdWi61FsmYmIldOqiDLBBNmA&ust=1368124451035405http://www.google.com.mx/url?sa=i&rct=j&q=colapso+cimentaciones&source=images&cd=&cad=rja&docid=ArzVy1hcvzUxHM&tbnid=h0yTUSj1Dx8y9M:&ved=0CAUQjRw&url=http://enriquemontalar.com/singapur-colapso-durante-la-prueba-de/&ei=TJ2KUf6hCY2s8ASuhYDoDQ&psig=AFQjCNGoggnqBu_DnQK1RdYvMSHKC7H-4Q&ust=1368125018331823http://www.google.com.mx/url?sa=i&rct=j&q=colapso+cimentaciones&source=images&cd=&cad=rja&docid=7jGcSLeLPxL74M&tbnid=53ETuznAyocGjM:&ved=0CAUQjRw&url=http://ingesite.com/tag/falla-cimentacion/&ei=g52KUZ-iH4Oe8gTFsIHoBg&psig=AFQjCNGoggnqBu_DnQK1RdYvMSHKC7H-4Q&ust=1368125018331823http://www.airliners.net/aviation-forums/non_aviation/read.main/2498941/

  • Corresponden a estados ms all de los cuales dejan de ser satisfechos los criterios de funcionalidad o apariencia del proyecto

    Implica principalmente los asentamientos que ocurren en la estructura por efectos de variacin en el estado de esfuerzos en el suelo en funcin del tiempo, as como las variaciones de ste en diferentes puntos de la estructura

  • < 1 +

    2 +

    Para cimentaciones desplantadas en suelos predominantemente

    cohesivos:

    Para cimentaciones desplantadas en suelos con comportamiento

    predominantemente friccionante:

    < +

  • Donde:

    QFc es la suma de las acciones verticales a tomar en cuenta en la combinacin considerada en el nivel de desplante, afectada por su respectivo factor de carga.

    A es el rea del cimiento Pv es la presin vertical total a la profundidad de desplante por peso propio del suelo Pv es la presin vertical efectiva a la misma

    profundidad es el peso volumtrico del suelo

    cu es la cohesin aparente determinada en

    ensaye triaxial noconsolidado nodrenado, (UU)

    B es el ancho de la cimentacin Nc coeficiente de capacidad de carga

    Nq coeficiente de capacidad de carga N coeficiente de capacidad de carga FR factor de resistencia

  • Nc = 5.14 (1 + 0.25Df /B+0.25B/L) para Df/B2 y B/L1

    Nq = etantan2 (45+/2)

    ngulo de friccin interna del material.

    1+(B/L)tan para cimientos

    rectangulares 1+tan para circulares o cuadrados

    Nq se multiplica

    por N=2 ( Nq +1 ) tan

    1-0.4(B/L) para cimientos rectangulares

    0.6 para circulares o cuadrados

    N se multiplica

    por

  • FR=

    0.35 para la capacidad de carga ante cualquier

    combinacin de acciones

    en la base de zapatas de

    cualquier tipo en la

    zona I, zapatas de

    colindancia

    desplantadas a menos

    de 5 m de profundidad en

    las zonas II y III y de los

    pilotes apoyados en un

    estrato resistente

    0.7 para los otros casos

  • = Ang tan ( tan*)

    * ngulo con la horizontal de la envolvente de los crculos de Mohr a la falla en la prueba de resistencia. Para Suelos arenosos con Dr67% = 1

    Cuando se presenten resultantes excntricas actuando a una distancia e del eje longitudinal del cimiento,

    el ancho efectivo es:

    B=B-2e

    Cuando se presente doble excentricidad (alrededor del eje X y Y), el rea efectiva a considerar ser:

    A=BL

    Para cimentaciones sobre un estrato del suelo uniforme de espesor H baje el nivel de desplante y apoyado

    sobre un estrato blando:

    1. Si H3.5B se ignorar el efecto del estrato blando en la capacidad de carga.

    2. Si 3.5>H1.5B se verificara la capacidad de carga del estrato suponiendo que el ancho del rea

    cargada es B+H.

    3. Si H

  • Asentamientos diferidos

    H es el asentamiento de un estrato de espesor H

    e0 es la relacin de vacios inicial

    e es la variacin de la relacin de vacios bajo el incremento de esfuerzos efectivo vertical

    inducido a la profundidad z por la carca superficial. Esta variacin se estimara a partir de

    pruebas de consolidacin unidimensionales realizadas con muestras inalteradas representativas

    del material existente a esa profundidad

    z son los espesores de estratos elementales dentro de los cuales los esfuerzos pueden

    considerarse uniformes

    =

    1 + 0

    0

  • Tabla 3.1 Lmites mximos para movimientos y deformaciones originados en la cimentacin

    a) Movimientos verticales (hundimiento o emersin)

    Concepto Lmite En la zona I:

    Valor medio en el rea ocupada por la construccin: 5 cm (2) Asentamiento: Construcciones aisladas 2.5 cm Construcciones colindantes

    En las zonas II y III: Valor medio en el rea ocupada por la construccin: Asentamiento: Construcciones aisladas 30 cm (2) Construcciones colindantes 15 cm Emersin: Construcciones aisladas 30 cm (2) Construcciones colindantes 15 cm Velocidad del componente diferido 1 cm/semana

    b) Inclinacin media de la construccin

    Tipo de dao Lmite Observaciones Inclinacin visible 100 / (100 + 3hc) por ciento hc = altura de la construccin en m Mal

    funcionamiento de

    gras viajeras 0.3 por ciento En direccin longitudinal

    c) Deformaciones diferenciales en la propia estructura y sus vecinas

    Tipo de estructuras Variable que se limita Lmite

    Marcos de acero Relacin entre el asentamiento

    diferencial entre apoyos y el claro 0.006

    Marcos de concreto Relacin entre el asentamiento

    diferencial entre apoyos y el claro 0.004

    Muros de carga de tabique de

    barro o bloque de concreto.

    Relacin entre el asentamiento

    diferencial entre extremos y el claro 0.002

    Muros con acabados muy

    sensibles, como yeso, piedra

    ornamental, etc.

    Relacin entre el asentamiento

    diferencial entre extremos y el claro 0.001

    Se tolerarn valores mayores en la

    medida en que la deformacin

    ocurra antes de colocar los

    acabados o stos se encuentren

    desligados de los muros. Paneles mviles o muros con

    acabados poco sensibles, como

    mampostera con juntas secas

    Relacin entre el asentamiento

    diferencial entre extremos y el claro 0.004

    Tuberas de concreto con juntas Cambios de pendiente en las juntas 0.015

  • Localizacin de los trabajos

    exploratorios realizados.

    Se requiere revisar la cimentacin

    propuesta para un edificio que cuenta con

    PB y dos niveles, con 72 m x 21.5 m en

    planta, resuelto mediante marcos

    ortogonales de acero; con zapatas

    corridas en la direccin larga.

  • 1

    1

    PLANTA DE CIMENTACION

    CORTE 1-1

  • 14

    13

    12

    11

    9

    8

    7

    6

    5

    3

    2

    4

    1

    m

    0 m

    10m

    500 10 20 30 40

    SM-1NUMER O DE GOLPES

    15m

    29

    28

    27

    26

    24

    23

    22

    21

    20

    18

    17

    19

    16

    m

    25m

    30m

    14

    13

    12

    11

    9

    8

    7

    6

    5

    3

    2

    4

    1

    m

    0 m

    10m

    500 10 20 30 40

    15m

    29

    28

    27

    26

    24

    23

    22

    21

    20

    18

    17

    19

    16

    m

    25m

    30m

    R ESISTENC IA QC

    /25SM-2

    NUMER O DE GOLPES

    R ESISTENC IA QC

    /25

    costra superficial

    serie arcillosa

    depositos profundos

  • Triaxial rpida Profundidad: XXX Triaxial rpida Profundidad: XXX

    Costra superficial

  • Triaxial rpida Profundidad: XXX Triaxial rpida Profundidad: XXX

    Serie arcillosa

  • [t/m3]

    c

    [t/m2]

    []

    Costra

    superficial

    0 6 m

    1.5 4.5 12

    Serie

    arcillosa

    6 26 m

    1.15 2.5 5

  • A partir de la bajada de cargas podemos determinar la suma de las acciones verticales por columna, segn la combinacin y factor de carga correspondiente:

    49

    50

    51

    52

    CM

    CVmax

    CVred

    1 5 9

    1062

    13

    14 20

    19

    2115 27

    26

    25 29

    30

    31 35

    34 38

    39 43

    42

    413733 45

    46

    47

    4844403632282216128

    1173

    4

  • NPT

    Dado

    V=60 cm x 40 cm x 60 cm=0.144 m3 x 12 =1.73 m3

    W= 1.73 m3 x 2.4 t/m3= 4.15 t

    Zapata

    V=0.40 m x 74.50 m x 2 m= 59.6 m3

    W= 59.6 m3 x 2.4 t/m3= 143 t

    Relleno

    V= (2 m x 74.50 m x 0.6 m) 1.73= 87.67 m3

    W= 87.67 m3 x 1.8 t/m3= 157.8 t

    Peso de cimentacin + rellenos

    Wcim+rell= 4.15 + 143 + 157.8 = 304 t

    Area= 2 m x 74.50 m = 149 m2

    0 =304

    149 2= 2.05 2

    Zapata de colindancia

  • Dado

    V=60 cm x 40 cm x 60 cm=0.144 m3 x 24 = 3.46 m3

    W=3.46 m3 x 2.4 t/m3= 8.3 t

    Zapata

    V=0.40 m x 74.50 m x 4 m= 119.2 m3

    W= 119. 2 m3 x 2.4 t/m3= 286 t

    Relleno

    V= (4 m x 74.50 m x 0.6 m) 3.46= 175.34 m3

    W= 175.34 m3 x 1.8 t/m3= 315.61 t

    Wcim+rell= 8.3 + 286 + 315.61 = 609.9 t

    Area= 4 m x 74.50 m = 298 m2

    0 =609.9

    298 2= 2 2

    Zapata central

  • Zapatas

    Area

    [m2] Fc

    Colindancia

    Carga permanente

    [t] 676 + 304

    149

    1.4 9.21

    Carga accidental

    [t]

    1114 + 304

    1.1 10.47

    Central

    Carga permanente

    [t]

    1677 +

    610 298

    1.4 10.7

    Carga accidental

    [t] 3055 + 610 1.1 13.53

  • = = = 1 1.5 3

    = = .

    cu=4.5 t/m2

    La presin vertical (total y efectiva) a la profundidad de desplante resulta:

    A partir de las pruebas de laboratorio:

    Por tratarse de un material predominantemente cohesivo

    +

  • FR=0.35

    =

    1

    2= 0.5 < 2

    =

    2

    74.5= 0.027 < 1

    = 5.14 1 + 0.25

    + 0.25 = 5.14 1 + 0.25 0.5 + 0.25 0.027

    De acuerdo a su geometra

    Sustituyendo para determinar el coeficiente de capacidad de carga Nc

    Nc=5.82

    Sustituyendo

    + = 4.5 5.82 0.35 + 1.5 = .

    Para zapatas de colindancia

  • FR=0.70

    De acuerdo a su geometra

    Sustituyendo para determinar el coeficiente de capacidad de carga Nc

    Nc=5.52

    Sustituyendo

    =

    1

    4= 0.25 < 2 =

    4

    74.5= 0.05 < 1

    = 5.14 1 + 0.25

    + 0.25 = 5.14 1 + 0.25 0.25 + 0.25 0.05

    + = . . . + . = .

    Para zapatas central

  • Zapata

    +

    Colindancia

    Carga permanente

    9.21 10.7 Satisface ELF

    Carga accidental

    10.47 10.7 Satisface ELF

    Central

    Carga permanente

    10.74 18.9 Satisface ELF

    Carga accidental

    13.53 18.9 Satisface ELF

  • Con * determinamos Nq y N

    A partir de las pruebas de laboratorio:

    = 12

    Como Dr > 67% :. = 1

    = tan1( tan) = tan1(1 tan 12) = 12

    = tan tan2(45 + /2) = tan 12 tan2 45 +

    12

    2 = 2.97

    Como es una zapata rectangular debemos multiplicar por:

    Para Zapatas de colindancia Para zapata central

    1 + 2 74.5 tan 12 = 1.005

    = 2.97 1 = 2.97

    1 + 4 74.5 tan 12 = 1

    = 2.97 1 = 2.97

    1 + tan

  • Debido a que es una zapata rectangular debemos multiplicar por:

    1 0.4

    Para Zapatas de colindancia

    Para zapata central

    1 + 0.4 2 74.5 = 1.01

    = 1.69 1.01 = 1.69

    1 + 0.4 4 74.5 = 1.02

    = 1.69 1.02 = 1.72

    = 2 + 1 tan = 2 2.97 + 1 tan 12 = 1.69

    Para determinar N

  • Sustituyendo

    Para Zapatas de colindancia

    Para zapata central

    +

    +

    = . . +.()(.)

    . + .

    = .

    +

    +

    = . . +.()(.)

    . + .

    = .

  • Zapata

    +

    +

    Colindancia Carga permanente

    9.12 3.42 No satisface ELF

    Carga accidental 10.47 3.42 No satisface ELF

    Central Carga permanente

    10.74 7.2 No satisface ELF

    Carga accidental 13.53 7.2 No satisface ELF

  • Zapatas q0 [t/m2]

    Colindancia 10.47

    Central 13.53 =

    =

    1 + 0

    =

    = 0.85 p

    =

    1 + 0

    0

    Asentamientos elsticos

    Asentamientos diferidos

    Por la rigidez del elemento Por la rigidez del elemento

    = 0.85 e

    qi=Iz x qo =Iz x (qo Pod)

    Los parmetros para determina mv se

    obtienen de la grfica de consolidacin

    = q

  • Distribucin de esfuerzos una seccin

    1

    1

    PLANTA DE CIMENTACION

  • Zapata de lindero

    2

    PLANTA DE CIMENTACION

    2

  • Zapata central

    2

    PLANTA DE CIMENTACION

    2

  • Distribucin de esfuerzos bajo la zapata de colindancia (al centro)

    0

    5

    10

    15

    20

    25

    30

    35

    40

    0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

    Pro

    fun

    did

    ad

    [m

    ]

    Iz*qo [t/m2]

    0

    5

    10

    15

    20

    25

    30

    35

    40

    0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

    Pro

    fun

    did

    ad

    [m

    ]

    Iz*qo [t/m2]

    Distribucin de esfuerzos bajo de la zapata central (al centro)

  • =

    =

    1 + 0

  • Esfuerzo a nivel de desplante

    0= m x Df =1.5 t/m

    2

    Zapatas q0 [t/m2]

    [t/m2]

    Colindancia 6.58 5.08

    Central 7.67 6.17

    = q0 - 0

    Esfuerzos netos por consolidacin

  • 0

    5

    10

    15

    20

    25

    30

    35

    40

    0 1 2 3 4 5 6

    Pro

    fun

    did

    ad

    [m

    ]

    Iz*qo [t/m2]

    0

    5

    10

    15

    20

    25

    30

    35

    40

    0 1 2 3 4 5 6 7

    Pro

    fun

    did

    ad

    [m

    ]

    Iz*qo [t/m2]

    Distribucin de esfuerzos bajo la zapata de colindancia (al centro)

    Distribucin de esfuerzos bajo de la zapata central (al centro)

  • Zapatas de colindancia

    Zapata central

    Prof Z D Me qi= Iz x qo e mv = Izx(qo-Pod) p

    [m] [m] [cm] [cm2/kg] [t/m2] [cm] [cm2/kg] [t/m2] [cm]

    3 2 500/300 0.004 5 1 0.008 2.4 0.58

    15.5 14.5 2000 0.011 1.8 3.96 0.043 0.9 7.74

    4.96 8.32

    a = 4.22 a = 7.07

    Asentamiento total = 11.3 cm

    Prof Z D Me mv qi= Iz x qo e = Izx(qo-Pod) p

    [m] [m] [cm] [cm2/kg] [cm2/kg] [t/m2] [cm] [t/m2] [cm]

    3 2 500/300 0.004 0.008 9.5 1.9 4.5 1.08

    15.5 14.5 2000 0.011 0.043 2.5 5.5 1.2 10.32

    7.4 11.4

    a = 6.3 a = 9.69

    Asentamiento total= 16 cm

  • Zapata Reglamento

    Colindancia

    e [cm] 4.22 cm

    p [cm] 7.07 cm

    Total 11.7 cm < 30 cm Satisface ELS

    Central

    e [cm] 6.3 cm

    p [cm] 9.69 cm

    Total 16 cm < 30 cm Satisface ELS

    Asentamiento diferencial

    4.3 cm Distancia entre ejes 10.925 m

    Distorsin angular 0.0039 < 0.004 Satisface ELS

    Satisface ELF y ELS por lo tanto se aprueba

    para construccin.

  • Se requiere revisar el sistema de cimentacin de un

    edificio para almacenamiento de productos mdicos. El

    proyecto se desarrolla en un predio de forma cuadrada con 480 m2. la estructura cuenta con planta baja a

    doble altura que alberga al estacionamiento, y tres

    niveles de entrepiso, resuelta mediante marcos de

    concreto.

    El sistema de cimentacin planteado es a partir de

    pilotes de friccin, de seccin cuadrada de 40x40 cm,

    desplantados a 20 m de profundidad.

  • 144 Pilotes cuadrados de 40x40 cm

    Nivel de desplante 20 m

    NAF 3 m

    Velocidad de hundimiento regional 20 cm/ao

    Dimensiones del predio 22 x 22 m

    Estrato

    [t/m3]

    C

    [t/m2]

    []

    Me

    [cm2/kg]

    Costra superficial

    0 6 m

    1.3

    5.6 19 0.0018

    Serie Arcillosa

    6 30.5 m

    1.5 1.5 4 0.0123

  • De acuerdo a las NTC para diseo y construccin de cimentaciones es necesario cumplir con la siguiente desigualdad:

    <

    QFC es la suma de alas acciones verticales a tomar en cuenta en la

    combinacin considerada, afectada de su correspondiente factor de carga.

    En este caso la carga neta permanente que se transmite al suelo por

    cada pilote es de 52 t y 67 t es la carga mxima en el pilote mas esforzado ante condiciones de carga accidental.

    Por lo que, para condiciones de carga permanente Fc=1.4 y bajo

    carga accidental es de Fc=1.1

    = 52 1.4 = 73

    = 67 1.1 = 74

    Carga

    permanente

    Carga

    accidental

  • R representa la capacidad de carga del

    sistema de cimentacin.

    R=Cp+Cf

    Donde:

    Cp es la capacidad de carga por punta

    Cf es la capacidad de carga por adherencia

  • Para un suelo con comportamiento

    predominantemente cohesivo:

    = +

    =

    Donde: AL es el rea lateral del pilote f es la adherencia lateral media pilote-suelo FR se tomar igual a 0.7, salvo para pilotes hincados en perforacin previa. Ap es el rea transversal de la base de la pila o del pilote; pv es la presin vertical total debida al peso del suelo a la profundidad de desplante.

    cu es la cohesin aparente del suelo de apoyo determinada en ensaye triaxial noconsolidado nodrenado, (UU) Nc* es el coeficiente de capacidad de carga, definido en la tabla siguiente

    Tabla 3.2 Coeficiente Nc*

    u 0 5 10 Nc* 7 9 13

    u es el ngulo de friccin aparente

  • = +

    = 1.5 7 (0.7) + 28.8 0.16

    = 5.8

    Sustituyendo

    Ap=0.4 x 0.4=0.16

    Pv=(6 m x 1.3 t/m3) + (20 m 6 m)(1.5 t/m3)= 28.8 t/m2

    =4 por lo tanto de la grfica

    Nc*=7

  • = 0.4 4 3 3.12

    2tan 19 + 5.6 + 3

    3.12 + 3.84

    2tan 19 + 5.6

    + (20 6) 4.8 + 11.8

    2tan 4 + 1.5 0.7 = 76.08 /2

    = f=htan+c

    0

    3.9

    4.8 4.8

    11.8

    0

    2

    4

    6

    8

    10

    12

    14

    16

    18

    20

    0 2 4 6 8 10 12

    o' [t/m2]

    0

    3.12

    3.84 4.8

    11.8

    0

    2

    4

    6

    8

    10

    12

    14

    16

    18

    20

    0 2 4 6 8 10 12

    h [t/m2]

    h=oKh

  • R=Cp+Cf= 5.08 + 76.08 = 81 t

    Por lo tanto tenemos que:

    Comparando :

    <

    Cargas QFc R

    Permanentes 73 81 Satisface ELF

    Accidentales 74 81 Satisface ELF

  • Prof A D Me mv qo e p

    [m] [m2] [cm] [cm2/kg] [cm2/kg] [t/m2] [cm] [cm]

    0 480

    20 1024 7.32

    25 1369 1050 0.011 0.038 5.5 6.35 21.94

    Asentamientos totales =28.3 cm

    Comparando los asentamientos totales con lo establecido en el reglamento

    28.3 cm < 30 cm Satisface ELS

    Satisface ELF y ELS por lo tanto se aprueba para construccin.

  • Se requiere revisar el sistema de cimentacin

    de un edificio en zona de lomas.

    El sistema consiste en una pila de 80 cm de

    dimetro apoyada a 22 m de profundidad

    bajo cada columna.

  • Pilas de seccin cilndrica de 80 cm de dimetro

    Nivel de desplante 22 m

    NAF no detectado

    Estrato

    [t/m3]

    C

    [t/m2]

    []

    Me

    [cm2/kg]

    0 6 m 1.62

    6.1 24 0.00071

    6 18 m 1.71 3.2 31 0.0058

    18 30 m 1.80 4.8 35 0.00027

  • De acuerdo a las NTC para diseo y construccin de cimentaciones es necesario cumplir con la siguiente desigualdad:

    <

    QFC es la suma de alas acciones verticales a tomar en cuenta en la

    combinacin considerada, afectada de su correspondiente factor de carga.

    En este caso la carga neta permanente que se transmite al suelo por

    cada pila es de 540 t y 630 t es la carga ante condiciones de carga

    accidental.

    Por lo que, para condiciones de carga permanente Fc=1.4 y bajo

    carga accidental es de Fc=1.1

    = 540 1.4 = 756

    = 630 1.1 = 693

    Carga

    permanente

    Carga

    accidental

    *Como se observa rige la carga permanente

  • R representa la capacidad de carga del

    sistema de cimentacin.

    R=Cp+Cf

    Donde:

    Cp es la capacidad de carga por punta

    Cf es la capacidad de carga por friccin

  • Para un suelo con comportamiento

    predominantemente Friccionante:

    Donde: FR se tomar igual a 0.35, Ap es el rea transversal de la base de la pila o del pilote; pv es la presin vertical total debida al peso del suelo a la profundidad de desplante pv es la presin vertical efectiva debida al peso del suelo a la profundidad de desplante Nq* es el coeficiente de capacidad de carga definido por:

    Cuando Le/B 4 tan(45+/2)

    = +

    = +

    4 tan(45 +2

    )

    Cuando Le/B>4 tan(45+/2)

    Nq*=Nmax

  • Le es la longitud del pilote o pila empotrada en el estrato resistente; B es el ancho o dimetro equivalente de los pilotes;

    f es el ngulo de friccin interna, con la definicin del inciso 3.3.1.a FR se tomar igual a 0.35.

    En suelos firmes de la zona I, se podr agregar a la capacidad de punta

    una resistencia por friccin Cf, en la que la adherencia considerada no

    deber ser mayor que el esfuerzo vertical actuante en el suelo al nivel

    considerado multiplicado por un factor de 0.3, y afectado con un factor

    de resistencia de 0.7.

    Cf < 0.3(0.7)Pv

    Contribucin por friccin

    Tabla 3.3 Valor de Nmx y Nmn para el clculo de Nq*

    f 20 25 30 35 40 45 Nmx 12.5 26 55 132 350 1000 Nmn 7 11.5 20 39 78 130

  • Sustituyendo

    Ap=0.82 x /4=0.5 m2

    Pv=Pv=(6 m x 1.62 t/m3) + (12 m)(1.71 t/m3)+ (4 m)(1.8

    t/m3)= 27.7 t/m2

    Como Le/B=5

    Le/B=5 4 tan(45+/2)=4(tan(45 +35/2)= 7.68

    = +

    4 tan(45 +2

    )= 39 + 4

    132 39

    4(0.8) tan(45 +352

    )= 99.5

    Tabla 3.3 Valor de Nmx y Nmn para el clculo de Nq*

    f 20 25 30 35 40 45 Nmx 12.5 26 55 132 350 1000 Nmn 7 11.5 20 39 78 130

  • = + =

    (27.7(99.5)(0.35)+27.7)(0.5)=496.2 t/pila

  • Cf=0.3(0.7)(27.7/2)(0.8)(22)=161 t/pila

    R=Cp+Cf= 327.6 + 161 =488.6 t/pila

    <

    Sustituyendo la capacidad de carga por friccin ser

    Capacidad de carga de la cimentacin