Fundacion de Estructuras y Maquinas

8/18/2019 Fundacion de Estructuras y Maquinas

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UNIDAD 3 – FUNDACION DE ESTRUCTURAS Y

EQUIPOSTEMARIO

Generalidades

Tipos de fundaciones

Fundaciones superficiales.

Fundaciones profundas.

Selección preliminar de fundaciones.

Factores determinantes.

El suelo de fundación y el estudio de suelos.

Prácticas locales.

Suelos mejorados.

Paquete estructural de suelo.

Fundaciones especiales.

TEMARIO

Generalidades

Tipos de fundaciones

Fundaciones superficiales.

Fundaciones profundas.

Selección preliminar de fundaciones.

Factores determinantes.

El suelo de fundación y el estudio de suelos.

Prácticas locales.

Suelos mejorados.

Paquete estructural de suelo.

Fundaciones especiales.



GENERALIDADES

Función Transmitir o trasladar esfuerzos. Cuales? Como ?

Sistema de soporte : elemento estructural + suelo portante

Objetivo obra segura, estable y funcional por su vida útil Sistema de cimentación:

Cimiento Suelo portante

Función Transmitir o trasladar esfuerzos.

Cuales? Como ?

Sistema de soporte : elemento estructural + suelo portante

Objetivo obra segura, estable y funcional por su vida útil Sistema de cimentación:

Cimiento Suelo portante



GENERALIDADES

Cimiento Elemento de transición para compatibilizar esfuerzos y

deformaciones de 2 medios de propiedades mecánicasdistintas: estructura rígida y suelo

Terreno portante Capa o conjunto de capas que reciben la carga de la estructura

por medio del cimiento. correcta selección de manto portante:

Fundamental para lograr el comportamiento satisfactorio de lafundación.

Determina el funcionamiento y diseño de la fundación

Cimiento Elemento de transición para compatibilizar esfuerzos y

deformaciones de 2 medios de propiedades mecánicas

distintas: estructura rígida y suelo

Terreno portante Capa o conjunto de capas que reciben la carga de la estructura

por medio del cimiento. correcta selección de manto portante:

Fundamental para lograr el comportamiento satisfactorio de lafundación.

Determina el funcionamiento y diseño de la fundación



GENERALIDADES

Capacidad de carga – ídem cualquier estructura Seguridad ante falla Deformaciones tolerables

Asentamiento: Lo sufren todas las estructuras

Durante la construcción y después Asentamiento tolerable – según:

Funcionalidad Estética Factores psicológicos

Capacidad de carga – ídem cualquier estructura Seguridad ante falla

Deformaciones tolerables

Asentamiento: Lo sufren todas las estructuras

Durante la construcción y después Asentamiento tolerable – según:

Funcionalidad Estética Factores psicológicos



GENERALIDADES

Funcionalidad vrs economía ypracticidad constructiva.muchas veces se selecciona un

tipo de fundación por sueconomía y procedimientoconstructivo aunquefuncionalmente hubiera sidoacertado elegir otro.

Objetivo del la unidad: criteriospara la búsqueda de soluciones ypre-dimensionado.

Funcionalidad vrs economía ypracticidad constructiva.muchas veces se selecciona un

tipo de fundación por su

economía y procedimientoconstructivo aunquefuncionalmente hubiera sidoacertado elegir otro.

Objetivo del la unidad: criteriospara la búsqueda de soluciones ypre-dimensionado.



TIPOS DE FUNDACIONES

Clasificación: Fundaciones superficiales / directas

Fundaciones profundas / indirecta



FUNDACIONES SUPERFICIALES

Terreno portante a escasa profundidad se alcanza con excavación a cielo abierto Puede soportar estructura con alguna fundación superficial

(Profundidad <= 2 o 3 veces ancho de cimiento – salvo quealgo complique la excavación.)

Tipos más usados: Zapatas o bases aisladas Zapatas combinadas o compuestas Zapatas corridas o continuas Plateas

Terreno portante a escasa profundidad se alcanza con excavación a cielo abierto Puede soportar estructura con alguna fundación superficial

(Profundidad <= 2 o 3 veces ancho de cimiento – salvo quealgo complique la excavación.)

Tipos más usados: Zapatas o bases aisladas Zapatas combinadas o compuestas Zapatas corridas o continuas Plateas



ZAPATAS AISLADAS Soporte de las columnas

Formas geométricas sencillas cuadrada

Extensión inferior ensanchada superficie tal que la tensión de apoyo

<= tensión admisible del terreno.

Partes: Talón Talud tronco

Soporte de las columnas

Formas geométricas sencillas cuadrada

Extensión inferior ensanchada superficie tal que la tensión de apoyo

<= tensión admisible del terreno.

Partes: Talón Talud tronco



ZAPATAS AISLADAS



ZAPATAS COMBINADAS O COMPUESTAS



ZAPATAS CORRIDAS

Tiene las mismas características que las aisladas,pero con una longitud >> ancho

Se usan para cargas lineales -- > muros.

Tiene las mismas características que las aisladas,pero con una longitud >> ancho

Se usan para cargas lineales -- > muros.



PLATEAS O PLACAS CORRIDAS

Son menos económicas ocupan toda a superficie por lo queconsumen más material

Útiles para controlar asentamientos diferenciales en variadas

situaciones.

Surgen cuando: Cargas distintas entre muros y columnas cercanas Elementos individuales se solaparían o estarían muy cerca

Para acción de puente o rigidización sobre zonas de suelo peligroso

En gral. De espesor uniforme, pero cuando resultaríaantieconómico se van adecuando a las cargas.

Son menos económicas ocupan toda a superficie por lo queconsumen más material

Útiles para controlar asentamientos diferenciales en variadas

situaciones.

Surgen cuando: Cargas distintas entre muros y columnas cercanas Elementos individuales se solaparían o estarían muy cerca

Para acción de puente o rigidización sobre zonas de suelo peligroso

En gral. De espesor uniforme, pero cuando resultaríaantieconómico se van adecuando a las cargas.



PLATEAS O PLACAS CORRIDAS



FUNDACIONES PROFUNDAS

Función: trasladar cargas amantos profundos a través demantos no aptos para fundar.

Con la profundidad sepresentan problemas deestabilidad y control de agua,por lo que las excavaciones acielo abierto suelen sercomplejas o excesivas.

Forma de trabajo: elementoestructural a compresión /

fricción lateral

Función: trasladar cargas amantos profundos a través demantos no aptos para fundar.

Con la profundidad sepresentan problemas deestabilidad y control de agua,por lo que las excavaciones acielo abierto suelen sercomplejas o excesivas.

Forma de trabajo: elementoestructural a compresión /

fricción lateral



FUNDACIONES PROFUNDAS

Se clasifican en:

Pilotes

Pozos romanos

Pilas

Se clasifican en:

Pilotes

Pozos romanos

Pilas



PILOTES

Son del tipo columnas – relativamente esbeltos

Son más esbeltos que la columnas ya que el suelo aledaño lesofrece soporte.

desplazamiento total del suelo

Secciones varias

Materiales

Se pueden usar aislados o en conjunto vinculados por un cabezal rígidoque distribuye las cargas.

Cabezal

Ensanche

Son del tipo columnas – relativamente esbeltos

Son más esbeltos que la columnas ya que el suelo aledaño lesofrece soporte.

desplazamiento total del suelo

Secciones varias

Materiales

Se pueden usar aislados o en conjunto vinculados por un cabezal rígidoque distribuye las cargas.

Cabezal

Ensanche



PILOTES

Pilotes hincados: elemento prefabricado

que se hinca por golpes deun martinete provocandoun desplazamiento total

del suelo

Pilotes hincados: elemento prefabricado

que se hinca por golpes deun martinete provocandoun desplazamiento total

del suelo



PILOTES



PILOTES

Pilotes pre-excavados y colados in-situ:

se excava generando el cuencopara bajar Aº y verter el Hº, porlo que no hay desplazamiento

del terreno

Pilotes pre-excavados y colados in-situ:

se excava generando el cuencopara bajar Aº y verter el Hº, porlo que no hay desplazamiento

del terreno



PILOTES



PILOTES Pilotes excavados con lodos bentoníticos

El sistema de perforación permite alcanzar grandes profundidades ydiámetros del pilotaje, sin necesidad del revestimiento provisionalde las paredes de las perforaciones. El lodo formado por unasuspensión de bentonita en agua, mantiene las paredes de laperforación, no permite el ascenso de agua y se recupera durante el

hormigonado para ser utilizada nuevamente previa regeneración.

Pilotes excavados con lodos bentoníticos El sistema de perforación permite alcanzar grandes profundidades y

diámetros del pilotaje, sin necesidad del revestimiento provisionalde las paredes de las perforaciones. El lodo formado por unasuspensión de bentonita en agua, mantiene las paredes de laperforación, no permite el ascenso de agua y se recupera durante el

hormigonado para ser utilizada nuevamente previa regeneración.



POZO ROMANOS

Perforación oexcavación de uncilindro para colado deHº y colocación de Aºsi fuera necesario.

Diámetros mayores alos pilotes

Ensanche

Excavación manual

Excavación mecánica

Perforación oexcavación de uncilindro para colado deHº y colocación de Aºsi fuera necesario.

Diámetros mayores alos pilotes

Ensanche

Excavación manual

Excavación mecánica



PILAS

Muy pocos comunes

Son como zapatas aisladas pero profundas.

La columna se construye en un pozo entibado.

Se usan cuando: Se busca aislar el cuerpo de la pila de los movimientos del

suelo

Como soporte de mantos que se excavan posteriormente.

Muy pocos comunes

Son como zapatas aisladas pero profundas.

La columna se construye en un pozo entibado.

Se usan cuando: Se busca aislar el cuerpo de la pila de los movimientos del

suelo

Como soporte de mantos que se excavan posteriormente.



SELECCIÓN PRELIMINAR DE FUNDACIONES

No hay una receta

Pasos a considerar son:

Conocer Estructura y cargas Conocer Suelo Considerar los tipos posibles según las prácticas

regionales Estudio detallado Costos estimativos

Tabla 2.5

No hay una receta

Pasos a considerar son:

Conocer Estructura y cargas Conocer Suelo Considerar los tipos posibles según las prácticas

regionales Estudio detallado Costos estimativos

Tabla 2.5



FACTORES DETERMINANTES DEL TIPO Y

DISEÑO DE LA FUNDACIÓN

1. Ambiente geológico y estabilidad2. Cargas y características de las

estructuras3. Características del suelo de

fundación4. Presencia de agua subterránea

5. Localización6. Grado de precisión requerido7. Factores económicos8. Procedimiento constructivo

1. Ambiente geológico y estabilidad2. Cargas y características de las

estructuras3. Características del suelo de

fundación4. Presencia de agua subterránea

5. Localización6. Grado de precisión requerido7. Factores económicos8. Procedimiento constructivo



ESTUDIO DE SUELOS

Objetivo e Importancia

Consideraciones y antecedentes.

Sondeos

Ensayos de laboratorio:

Proctor: Normal y Modificado, son ensayos de compactación desuelos. Se aplica energía de compactación por unidad de volumen,para obtener densidades secas máximas y humedades óptimas.

Humedad Clasificación Materia orgánica

Objetivo e Importancia

Consideraciones y antecedentes.

Sondeos

Ensayos de laboratorio:

Proctor: Normal y Modificado, son ensayos de compactación desuelos. Se aplica energía de compactación por unidad de volumen,para obtener densidades secas máximas y humedades óptimas.

Humedad Clasificación Materia orgánica



ESTUDIO DE SUELOS



ESTUDIO DE SUELOS Ensayos in situ:

Observación SPT – Standard Penetration Test

Consiste en medir el número de golpes necesario para que se introduzca en lasuperficie de sondeo una determinada profundidad una cuchara (cilíndrica y hueca)muy robusta, que permite tomar una muestra, naturalmente alterada, en su interior.El peso de la masa está normalizado, así como la altura de caída libre.

Se contabiliza y se anota el número de golpes necesarios para hincar la cuchara losprimeros 15 cm. Posteriormente se realiza la prueba en sí, introduciendo otros 30centímetros, anotando el número de golpes requerido para la hinca en cada intervalode 15 centímetros de penetración.

El resultado del ensayo es el golpeo SPT o resistencia a la penetración estándar: N SPT= N 15-30+ N 30-45

N SPT > 50 golpes = rechazo

Agua subterránea

Recomendaciones – selección manto y tipo de fundación

Tensiones admisibles

Ensayos in situ: Observación SPT – Standard Penetration Test

Consiste en medir el número de golpes necesario para que se introduzca en lasuperficie de sondeo una determinada profundidad una cuchara (cilíndrica y hueca)muy robusta, que permite tomar una muestra, naturalmente alterada, en su interior.El peso de la masa está normalizado, así como la altura de caída libre.

Se contabiliza y se anota el número de golpes necesarios para hincar la cuchara losprimeros 15 cm. Posteriormente se realiza la prueba en sí, introduciendo otros 30centímetros, anotando el número de golpes requerido para la hinca en cada intervalode 15 centímetros de penetración.

El resultado del ensayo es el golpeo SPT o resistencia a la penetración estándar: N SPT= N 15-30+ N 30-45

N SPT > 50 golpes = rechazo

Agua subterránea

Recomendaciones – selección manto y tipo de fundación

Tensiones admisibles



ALGO SOBRE LAS EXCAVACIONES Seguridad

Estabilidad - suelos colapsibles (arena , loes) Cuñas de deslizamiento y estabilización de Taludes

Agua cambia el suelo – Protecciones Entibamientos y apuntalamientos

Seguridad

Estabilidad - suelos colapsibles (arena , loes) Cuñas de deslizamiento y estabilización de Taludes

Agua cambia el suelo – Protecciones Entibamientos y apuntalamientos



PRACTICAS LOCALES

Zapatas aisladas y corridas

Plateas

Pozos Romanos

Pilotes excavados y colados in-situ

Pilotes excavados con lodos bentoníticos

Zapatas aisladas y corridas

Plateas

Pozos Romanos

Pilotes excavados y colados in-situ

Pilotes excavados con lodos bentoníticos



SUELOS MEJORADOS (QUÍMICAMENTE)

Mezcla de suelo con cemento o cal en una baja proporción. Estabilización mediante el agregado de un aglomerante Suelo-cemento

Material elaborado a partir de una mezcla de suelos finos y/o

granulares, cemento y agua, la cual se compacta y se cura paraformar un material endurecido con propiedades mecánicasespecíficas.

El contenido de cemento en peso suele ser del orden del 3 al 7% enpeso de materiales secos

Suelo-Cal

El tratamiento con cal transforma químicamente los suelosinestables en materiales utilizables.

La estabilización del suelo cambia considerablemente lascaracterísticas del mismo, produciendo resistencia y estabilidad alargo plazo, en forma permanente, en particular en lo que conciernea la acción del agua

Mezcla de suelo con cemento o cal en una baja proporción. Estabilización mediante el agregado de un aglomerante Suelo-cemento

Material elaborado a partir de una mezcla de suelos finos y/o

granulares, cemento y agua, la cual se compacta y se cura paraformar un material endurecido con propiedades mecánicasespecíficas.

El contenido de cemento en peso suele ser del orden del 3 al 7% enpeso de materiales secos

Suelo-Cal

El tratamiento con cal transforma químicamente los suelosinestables en materiales utilizables.

La estabilización del suelo cambia considerablemente lascaracterísticas del mismo, produciendo resistencia y estabilidad alargo plazo, en forma permanente, en particular en lo que conciernea la acción del agua



REEMPLAZO DE SUELO

Técnica utilizada ampliamente

Consiste en el reemplazo de una capa o estratode suelo por otro con características mecánicas

más deseables con el fin de servir como mantode transferencia y amortiguador de tensionesentre la estructura rígida de fundación y unmanto inferior menos resistente que el anterior.

Bulbo de tensiones – Altura y ancho del mantoreemplazado.

Técnica utilizada ampliamente

Consiste en el reemplazo de una capa o estratode suelo por otro con características mecánicas

más deseables con el fin de servir como mantode transferencia y amortiguador de tensionesentre la estructura rígida de fundación y unmanto inferior menos resistente que el anterior.

Bulbo de tensiones – Altura y ancho del mantoreemplazado.



FUNDACIÓN DE PISOS Y CALLES

Paquete estructural de suelo Fin: transición Eliminar toda la materia orgánica

Composición Sub-rasante

Escarificado suelo local ó Suelo local mejorado

Sub-base granular Suelo local mejorado ó Aporte de material compactado

Base granular Suelo local mejorado ó Aporte de material compactado

Paquete estructural de suelo Fin: transición Eliminar toda la materia orgánica

Composición Sub-rasante

Escarificado suelo local ó Suelo local mejorado

Sub-base granular Suelo local mejorado ó Aporte de material compactado

Base granular Suelo local mejorado ó Aporte de material compactado



FUNDACIÓN DE MAQUINAS Y EQUIPOS

APLICAN TODOS LOS CONCEPTOS YCONSIDERACIONES EXPUESTAS –

Particularidades:

Cargas

Forma

Impacto

Vibraciones

APLICAN TODOS LOS CONCEPTOS YCONSIDERACIONES EXPUESTAS –

Particularidades:

Cargas

Forma

Impacto

Vibraciones

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