UNIVERSIDAD TECNOLGICA NACIONALFacultad Regional Concordia

CTEDRA DE CIMENTACIONES 2.015U3 Fundaciones de Superficiales

1 PARTE

TIPOS DE CIMENTACION:

DIRECTAS o SUPERFICIALES +

INDIRECTAS o PROFUNDAS

Una primera clasificacin divide las cimentaciones en dos grandes grupos:

Superficiales y Profundas. Muchos autores consideran un tercer grupo:

Semi-Profundas, incluye aquellas que por su naturaleza es difcil englobarlas en los grupos anteriores.

Segn Profundidad / Ancho:

CTE: Cdigo Tcnico de Edificacin

EJEMPLOS ZAPATAS y PLATEAS - Fundaciones superficiales (o

directas), transferencia de cargas al suelo por la superficie de contacto mediante elementos estructurales apoyados en zonas cercanas a la superficie.

CAJONES y BLOQUES - Fundaciones Semi -profundas (o semi-directas), transferencia de cargas hacia los estratos intermedios con aporte del empuje pasivo lateral (Ej. bloques sometidos a vuelco). U otros sin aporte lateral como PILOTINES; etc.

PILAS y PILOTES - Fundaciones profundas (o indirectas)transferencia de cargas hacia los mantos mas profundos a travs de un elemento estructural, las cargas verticales son resistidas mediante combinacin de dos mecanismos, el fuste (superficie lateral) y la punta.

Fundaciones Superficiales, tambin pueden ser:

RIGIDAS

FLEXIBLES

Ti

p

o

l

o

g

a

s

e

n

F

u

n

d

a

c

i

o

n

e

s

Segn geometra:

RelacinProfundidad/

Ancho

Superficiales

Df/B 3 a 4

RIGDAS o FLEXIBLES

Sentido transversal

h/(B/2) grande Rgida

h/(B/2) pequea Flexible

Sentido longitudinalh/(L/2) grande Flexibleh/(L/2) pequea Rgida

Nmero de columnas

AisladaCombinada RIGIDAS

ContinuaPlatea FLEXIBLES

Semi-ProfundasIntermedias

3 < Df/B < 10

Interviene el Empuje Pasivo

Lateral

Bloques Cajones oCaisson

Df < 2 mDf > 2 m (cuadrados)

(huecos por dentro)

Segn:Pilotn 25 a 40 cm; Df< 5 m

Profundas

Df/B o Df/d 8 a 10

el dimetro

Micro-Pilote 15 a 25 cmPilote 25 a 50 cm

Cilindro- Pozo Romano 60 cm a 80 cm

Pilote de gran dimetro 80 cm a 2,00 m

Pilar- Caisson > 2 m hasta 20 m

(huecos por dentro)

El mtodo constructivo o:

la interaccin suelo - pilote

HincadosExcavadosInyectados

PILOTINES Para fundar a profundidades entre 1,5 a 4 m. Columnas armadas de dimetros entre 25 a 35 cm. Vinculados mediante una viga de encadenado, distribuyendo la

carga que reciben de las paredes o tabiques. Pueden ser premoldeados o ejecutados in situ:

CIMENTACIONES SUPERFICIALES

iales

o

Directas

tas

Aisladas

dividuales

Centradas

xcntricas

Por

Cargas

r

Geometra

e

Medianera

De

Esquina

ombinadas

a

de

Fundacin

a

de

Encadenado

mnas

sobre

base

tas

Continua

Plateas

CIMENTACIONES SUPERFICIALES

Zapatas con Vigas de Fundacin

Zapata Aislada

Vigas de Encadenado

Zapata Aislada

3.- Temas Generales a Desarrollar: 3.1- Estados Lmites, Capacidad de Carga ltima y

Tensin Admisible. 3.2 - Deformaciones Admisibles,

Totales y Diferenciales.

3.3 - Casos especiales: Zapatas en Arena. 3.4 - Bases Aisladas con Cargas Excntricas. 3.5 - Vigas Sobre Lecho Elstico. 3.6 - Bases combinadas.

3.7- Plateas de fundacin. 3.7- Fundacin Mono-bloque.

Dos condiciones fundamentales a cumplir por las fundaciones en su interaccin con el suelo:

1. No superar los valores de tensionesadmisibles del suelo para los distintos estados de carga posibles.

2. Mantener las deformaciones dentro de parmetros admisibles por la superestructura.

PRINCIPALES MECANISMOS DE FALLA EN CIMENTACIONES SUPERFICIALES:

1. Falta de Capacidad de Carga 1.1 Suelos Cohesivos 1.2 Suelos Granulares 1.3 Presiones de Contacto No Uniformes

2. Desplazamientos Verticales (Asientos) 2.1 Por incremento de esfuerzos 2.2 Por cambio en el contenido de humedad 2.3 Diferenciales

3. Desplazamiento Lateral 4. Volteo de la Cimentacin 5. Levantamiento de la Cimentacin

REQUERIMIENTOS PARA UNA CIMENTACIN1. Situarse de modo adecuado y a profundidad suficiente para

impedir daos provocados por heladas, cambios de volumen, socavaciones, variaciones del nivel fretico, daos por futuras construcciones, ataque de sulfatos, etc.

2. Ser estable a: Vuelco; Deslizamiento; Hundimiento, Estabilidad Global del conjunto y como Pieza Estructural. - ELU -

3. Limitar movimientos y vibraciones, para no provocar daos en la estructura o instalaciones o en las estructuras vecinas, la infraestructura e instalaciones en la va publica (por asientos excesivos). - ELS -

4. Ofrecer un grado de seguridad aceptable y al menor costo posible.

Estos requisitos deben considerarse en el orden indicado.Los tres ltimos pueden establecerse con una exactitud razonablemediante Geotecnia y Clculo Estructural, pero el primero involucraalgunos factores, que no pueden ser evaluados analticamente, dondeinterviene el criterio o buen juicio del proyectista.

Desde el punto de vista de los Estados Lmites, lo anterior se traduce en:

2. - ESTADO LMITE ULTIMO - ELU - : 2.1.- PRDIDA CAPACIDAD PORTANTE DEL TERRENO POR

HUNDIMIENTO, VUELCO O DESLIZAMIENTO.

2.2.- PRDIDA DE ESTABILIDAD GLOBAL DEL TERRENO PRXIMO A LA CIMENTACIN.

2.3.- PERDIDA DE CAPACIDAD RESISTENTE POR FALLO ESTRUCTURAL.

2.4.- FALLOS ORIGINADOS POR EFECTOS QUE DEPENDEN DEL TIEMPO:

- FATIGA DEL TERRENO POR CARGAS VARIABLES REPETIDAS- FALTA DE DURABILIDAD DEL MATERIAL DE LA CIMENTACIN

3. - ESTADO LMITE SEVICIO - ELS - : 3.1.- MOVIMIENTOS EXCESIVOS EN LA CIMENTACIN, QUE PUEDAN

INDUCIR ESFUERZOS Y DEFORMACIONES ANMALOS QUE AFECTEN LA APARIENCIA, EL CONFORT O EL FUNCIONAMIENTO DEL EDIFICIO.

3.1.- VIBRACIONES QUE AL TRASMITIRSE A LA ESTRUCTURA PUEDAN PRODUCIR FALTA DE CONFORT, REDUCIR LA EFICACIA FUNCIONAL O LA PERCEPCION DE SEGURIDAD EN LAS PERSONAS.

Algunos Reglamentos distinguen entre:

CAPACIDAD PORTANTE: RESISTENCIA Y ESTABILIDAD

APTITUD DE SERVICIO: ASIENTOS Y DEFORMACIONES

Estado Lmite ltimo - Capacidad de Carga Segn CIRSOC 201-2005:

qU = qD . 1 + qL . 2 Carga de Servicio o de Trabajo (Factorizada) =

Peso o Carga Muerta x (1,2) + Sobrecarga y Carga Viva x (1,6)

Carga de Servicio o de Trabajo (Factorizada) = Peso o Carga Muerta x (1,4)

La que resulte ms crtica de ambas combinaciones.

Factores de Reduccin Resistencia para el Suelo en Fundaciones Superficiales - AASHTO-98

= 0,35 a 0,60 F S Global (1/0,40) x 1,2 3

MTODO DE TENSIN ADMISIBLE Las acciones se toman siempre SIN MAYORAR, ya

que la seguridad necesaria, se introduce en la determinacin de la tensin admisible del terreno. FsV > 2,5

Los esfuerzos cortantes en la base de la zapata , en general son acciones horizontales que deben ser absorbidas por rozamiento entre terreno y zapata, o bien arriostradas con vigas u otro mecanismo FsH 1,5 (Fs deslizamiento = 1,5; Fs vuelco = 2 ).

ZAPATAS AISLADASLA CIMENTACIN DE UN EDIFICIO SE PROYECTAR CON ZAPATAS SI:

1. EL TERRENO ES FIRME Y COMPETENTE2. SE PUEDE CIMENTAR CON UNA TENSION

MEDIA ALTA3. SE ESPEREN ASIENTOS PEQUEOS O

MODERADOS

Las zapatas son econmicas y de realizacinprctica, por estos motivos son las msutilizadas, cuando los suelos poseen unacapacidad de carga razonable.

Si el suelo es blando o las cargas de lascolumnas son elevadas, las reas requeridaspara las zapatas son tan grandes que seconvierten en antieconmicas.

INFLUENCIA EDIFICIOS PRXIMOS Regla Emprica: la lnea trazada a 45 (o 30 en

suelos blandos) con la horizontal desde el bordede la base de la zapata existente ms elevada nodebe intersecar la base nueva ms profunda.

Si no se cumple, el stano del nuevo edificio debeconstruirse mediante pantallas o batches

Edificios antiguos con cimentaciones someras o enterrenos blandos, obligan a:

1. REALIZAR EXCAVACIONES DE STANOS CONPANTALLAS IN SITU, PANTALLAS DE PILOTES POCODEFORMABLES. EVITANDO PILOTES HINCADOS (DEDESPLAZAMIENTO) Y MICROPILOTES.

2. CONSOLIDACIN PREVIA DEL TERRENO O RECALCEDEL EDIFICIO ANTIGUO.

3. CIMENTACIONES POR PLATEAS O ZAPATAS GRANDESPRODUCEN ASIENTOS EN EDIFICIOS VECINOS.

4. VARIACIN DEL N.F. PARA LA EXCAVACIN:LA REDUCCIN DE ACUFEROS PUEDE DAR LUGAR AASIENTOS EN EDIFICIOS PRXIMOS.

MTODO 2:1

Aproximado

Distribucin de presiones de contacto: depende de rigidez de la fundacin y tipo de suelo.

CIMENTACIONES RGIDAS: Como un slido rgido -modelos de tensiones admisibles o de capacidad de carga.

CIMENTACIONES FLEXIBLES: Considerando la deformacin del terreno -modelos de respuesta del terreno e interaccin suelo-estructura.

RIGIDEZ DE LAS CIMENTACIONES

RGIDASComo un slido rgido modelos de tensiones admisibles y/o capacidad de carga.

FLEXIBLES Considerando la deformacin del terreno

modelos de respuesta del terreno.

CONDICION DE RIGIDEZ La altura de la base h debe proyectarse para

garantizar la rigidez, con un valor de h L/2, donde L es el mayor de los voladizos.

Lv: Longitud del VueloConcepto aproximado de rigidez estructural que no necesariamente presupone una distribucin uniforme o lineal de tensiones en el suelo.

Rgidas:

Lv < 2.h Flexibles:

Lv > 2.h

Criterios CIRSOC 201-05 y ACI 318-05/08

Altura mnima de las zapatas sobre la A de Refuerzo inferior(o Taln): debe ser de 150 mm para zapatas apoyadas sobreel suelo, y de 300 mm en el caso de zapatas apoyadas sobrepilotes o de cabezales.

Longitud mnima de transferencia para la A: de una columnacomprimida es de 20 cm (o de 30 cm si est traccionada).

Recubrimiento mnimo de A: de 7,5 cm sobre el suelo o de 5cm sobre hormign de limpieza; Sumado, todo ello:

Las zapatas son estructuralmente rgidasdentro de las dimensiones habituales.

Rigidez Relativa Rigidez Relativa Suelo

Zapata [cm-1]

= . L [adimensional] < f (pi)

Separacin del Suelo La separacin de la viga elstica del terreno se

produce en: x = 3 / 4

x=3/4

Distancia Mxima entre Columnas

> pi > pi > pi > pi = . = . = . = . L > > > > 3/43/43/43/4 .pi.pi.pi.pi La fundacin se despega en los extremos o voladizos cuando:

Rigidez de una Base - Combinadasegn ACI 318-05 / 336-02

Si el espaciamientos entre columnas es menor que:

l 1,75 / Si el Voladizo es menor que:

l 0,88 / Donde:

l = Luz libre entre columnas = Elasticidad del Medio () b = Ancho de una franja unitaria E = Mdulo de elasticidad del H I = Inercia de la franja (perpend. a l) ks = k S = Coeficiente de balasto x Factor de Escala y de Forma

= = cm-1

Proceso de diseo de una cimentacin superficial:1. Determinacin de carga de hundimiento o rotura del terreno (para

dimensiones estimadas de cimentacin): qU2. Determinacin de carga de hundimiento neta: qUn = qU qo con

qo= gggg x Df + q Tensin vertical del terreno en plano de cimentacin.

3. Obtencin de presin de trabajo o admisible, qadm. Introduciendo coeficientes de seguridad qadm = qUn / Fs (SIEMPRE Fs 2,5 ).

4. Comparacin con carga transmitida neta ( qtn < qadm ). Siendo: qtn = qt - qo con qt = carga transmitida por la estructura.

5. Reajuste de las dimensiones de la cimentacin, si procede.

6. Clculo de los asientos esperables, scal.

7. Modificacin de las dimensiones si los asientos no son admisibles ( scal < sadm - Sdiferencial < 75 % sadm ).

8. Verificacin de estabilidad al deslizamiento y al vuelco.

Revisin del Concepto de:CAPACIDAD DE CARGA

Elevador de Granos Transcosna Canada (Oct., 1913)

Revisin del Concepto de:CAPACIDAD DE CARGA

Elevador de Granos Transcosna Canada (Oct., 1913)

Cmo estimar la presin mxima decontacto y la capacidad de carga ltima, parauna cimentacin superficial, antes de que ocurrala falla?

General Shear Failure

Punching Shear Failure

Fallas Tpicas

General Shear Failure

Punching Shear Failure

Fallas Tpicas

Vesic (1973)

> 67 %> 30 %

Criterios de Coduto (1994)

tiles, para establecer cul de los tres tipos de falla se presentar en cada circunstancia.

Segn sea, la condicin: A largo plazo Drenada A corto plazo No Drenada

Criterios de Coduto (1994) Fundaciones emplazadas sobre: - Falla gobernada por:

Rocas - Corte General. Arcillas no drenadas - Corte General. Arenas densas - DR 67% - Corte General.

Limos blandos y Arenas sueltas a medianamente densas - 30%< DR < 67%, probablemente: - Corte Local.

Arenas muy sueltas - DR 30% Arcillas blandas Falla por:

- Punzonamiento.

El concepto de capacidad de carga, puede ser un problema a corto olargo plazo dependiendo de:

Condicin a corto plazo (CU)- Se presenta para cargaaplicada durante el periodo de construccin, o durante unperiodo corto de tiempo Viento o Sismo.

Una condicin a corto plazo ser crtica para fundacinemplazada en suelo arcilloso, en condicin no drenada.

Como la arcilla tiene muy baja permeabilidad, su volumenpermanece constante y se genera un exceso de presin deporos igual al cambio de esfuerzo total U = v .

puede ser tambin un problema a largo plazo:

Condicin a largo plazo (C; ) - Se presenta para lacarga mxima aplicada a la fundacin despus de ciertoperiodo de tiempo del final de la construccin.

Con caractersticas de una condicin drenada, tanto parasuelos arcillosos como para suelos granulares.

Al ser cargado el suelo, disipa el exceso de presin deporos. Para la condicin drenada debe trabajarse conparmetros de esfuerzos efectivos S(C; ) .

ESTIMACIN DE LA CAPACIDAD DE CARGA LTIMA

Se emplean:1. Aproximaciones semi-empricas o semi-racionales:

frmulas basadas en estado plano de deformacin -zapatas corridas en rotura plstica - corregidas mediante factores empricos, y

2. Aproximaciones empricas: ensayos de campo y laboratorio.

Mtodos Semi-racionales Frmulas de Capacidad de Carga a Rotura, en funcin de los

Parmetros de Resistencia al Corte del Suelo.

Mtodos Empricos Correlaciones determinadas experimentalmente mediante resultados de

ensayos in-situ, tales como el Plato de Carga, el SPT, el CPT y otros.

- Zapata continua o corrida de longitud infinita, superficial,y rgida.

- Carga de tipo lineal y repartida uniformemente. La cargaactuante es esttica, vertical y centrada.

- Comportamiento del suelo responde a la curva de roturapor corte general (arenas densas o arcillas compactas).

- Desprecia la resistencia al corte del suelo sobre laprofundidad de fundacin Df, al que considera como unasobrecarga sobre la base.

- Superficie de fallas, se divide en tres zonas: I, II y III.

TEORIA DE TERZAGHI

zona I cua que acta como si fuese parte de la zapata(estado activo), sus limites forman ngulos con lahorizontal.

zona II cua de corte radial, las lneas de falla son rectascon origen en A y espirales logartmicas con centro en A.La frontera AD forma un ngulo fijo con la horizontal.

zona III se desarrollan superficies de deslizamientos enestado pasivo de Rankine (sus lmites forman ngulos de 45-/2).

qU carga de falla, c cohesin del terreno de cimentacin, qsobrecarga efectiva, B ancho de la zapata corrida y Nc, Nq y Nfactores de capacidad de carga.

A A

Fuente: Bowles, Joseph E.; Foundation analysis and design

Ecuacin de MeyerhofMeyerhof (1951-1963)

Ecuacin de HansenHansen (1970)

Factores de forma, profundidad e inclinacin recomendados por Das (2001) para la determinacin de capacidad de carga de una fundacin rectangular cargadas excntricamente.

Criterios para la seleccin de la ecuacin adecuada para la

determinacin de la capacidad de carga ltima

Foundation Analysis and Design Bowles- 1.988Es buena prctica usar al menos dos mtodos y comparar susresultados.

Valores de Referencia - Resistencia Admisible segn tipo de suelo - SUC

Fuente: Ingeniera de Cimentaciones Braja M. Das

El Coef. de Seguridad: puede oscilar entre 2,5 y 3 para zapatas. Pero segn B. Das entre 3 y 4.

2,5 Fs 4

Compacta

Med. Compacta

ESTIMACIN EMPRICA DE LA CAPACIDAD DE CARGA LTIMA

q adm a partir del ensayo de Placa de Carga PLT o del Ensayo de Penetracin SPT o CPT.

La capacidad de carga ltima de una fundacin, as como la admisible en funcin del asentamiento, se determina con la prueba de carga en campo - de placa de carga o mediante el SPT.

El ensayo de placa de carga proporcionar como resultado las Curvas de:

Tiempo - Asentamiento. Carga - Asentamiento.

Capacidad de Carga ltima en funcin de Placa de Carga

ARCILLAS

ARCILLAS

qu(Fund.) = qu(Placa)

S(Fund.) = S(Placa) x B(Fund.)B(Placa)

ARENAS

ARENAS

qu (Fund.) = qu(Placa) x B(Fund.)B(Placa)

S(Fund.) = S(Placa) x ( 2 x B(Fund.) )2B(Fund.) + B(Placa)

Terzaghi y Peck (1967)

qadmneto = (qu q0)/Fs = (qugggg x Df)/FsCapacidad de Carga Admisible en funcin del SPT Meyerhof (1956) Mxima capacidad de carga

admisible para un asentamiento tolerable de 1 pulg. (25 mm.)

qadmneto = 12 x Nc60

qadmneto = 8 x Nc60 x [kN/m2]

Bowles (1977) Ecuaciones modificadas a partir

de la forma bsica de Meyerhof

qadmneto 19 x Nc60 x

qadmneto 12 x Nc60 x

Para B 1,2 m. :

Para B > 1,2 m. :

Para B 4 pies:

Para B > 4 pies:

S = Asentamiento tolerable [mm.]So = 25.4 [mm].Kd = Factor de profundidad sugerido por

Meyerhof (1965)qadmneto [ KN/m2 ]

Posteriormente Meyerhof sugiri incrementar qadm un 50%

[KN/m2]En ARENAS

B. DAS:

CIMENTACIONES EN ARENA En unidades originales

Bowles (1977)

La cimentacin superficial es la tipologa estructural que introduce las mayores divergencias con el

modelo de clculo vigente. El Anlisis Estructural se basa en la compatibilidad de

desplazamientos entre los elementos de la estructura,pero en el Anlisis de la Cimentacin el tratamiento delas partes es totalmente independiente; generalmente:

la tensin admisible se toma igual para todas lasbases, sin considerar que depende tambin de susdimensiones, flexibilidad relativa y compresibilidad delsuelo;

se obvian por ello, los asientos diferenciales de laedificacin y los esfuerzos que estos inducen a laestructura.

Problema de Interaccin Estructura-Suelo

En situaciones complejas:

ASENTAMIENTOS:Fritz Leonhardt - Estructuras de H ATomo III- Captulo 16

Las fundaciones con cargas diferentes, no deberan ser calculadas para una presin constante del terreno S,sino para un mismo asentamiento.

Cuando se disea una cimentacin sobre arcilla compresible - suelo arcilloso blando (< 35 % OCR) - o sobre arena suelta - suelo arenoso con baja compacidad (< 30% DR) - es comn utilizar el criterio de uniformar las presiones de contacto.

Esto puede causar fuertes asentamientos diferenciales en la estructura, si la magnitudes de las cargas son muy diferentes.

Resulta conveniente disear las zapatas aisladas, mediante el criterio de iguales asientos y no por el de

iguales presiones.

Igualdad de Asientos RESOLUCIN: La zapata de menor carga fija el comienzo del clculo; ya

que:Las de mayor carga y mayor superficie, involucran un

bulbo de tensiones mas amplio, por tanto un mayorasentamiento; y deberan reducir su presin de contactopara tener igual asentamiento que la de menor carga.

Asentamientos similares se logran disminuyendo la presinde contacto en las zapatas ms cargadas.

La zapata con menos carga trabajar con la mayor tensin,que ser prxima a la admisible.

Las zapatas ms cargadas tendrn menor tensin detrabajo.

PARADOJA: Para reducir los asientos diferenciales:

Las zapatas que transmiten mayores cargas de trabajo, o sea las que requieren mayor superficie de contacto; debern trabajar con

tensiones inferiores que la de las bases menos cargadas, lo cual

incrementar an mas sus dimensiones B y L.

Para Bases Aisladas se considera que un asentamiento mximo de ddddTot.====1 pulgada, provoca un asiento diferencial de ddddDif.= = = = 0,75 pulg. ( 2 cm);

Utilizando diferentes formulas segn sea B mayor o menor de 4 pies (1,20 m).

ASIENTO ADMISIBLE Estimados los asientos comprobar que son

inferiores a valores lmites prefijados, sadm. Problema: fijar estos valores lmites, influye:

tipo de estructura, naturaleza del terreno y tipo de carga y de movimiento.

Este asiento lmite se establece para unaestructura por razones funcionales oestructurales, NO geotcnicas y determina unvalor mximo de carga a transmitir desde laestructura, Qmx.

Estado Lmite de Servicio

Terzaghi y Peck (1967) consideran No prctica unaestimacin precisa del asentamiento, ya que existennumerosos factores a ser considerados:propiedades del suelo, tamao de zapata, profundidad

de cimentacin, ubicacin del nivel fretico, etc.

Se deben utilizar reglas simples y prcticas. Los clculosrefinados slo se justifican si el sub-suelo contiene estratosde arcilla blanda.

La relacin entre los movimientos de terreno y la estabilidad de las estructuras cimentadas son muy complejas:

Coexisten varios mecanismos generadores de movimientosdel suelo y por otro lado diversos tipos estructurales, cadauno con capacidad variable para resistir o ser deterioradopor el movimiento.

En general, el asentamiento de una fundacin superficial puede ser controlado mediante la capacidad de carga admisible con un Fs adecuado.

Terzaghi y Peck recomiendan un Factor deSeguridad de 3 contra la falla por capacidad decarga.

La satisfaccin de este requisito depende si la arcilla esnormalmente consolidada (NC) o sobre-consolidada(OC).

COMPONENTES DEL ASENTAMIENTO DE UNA CIMENTACIN

Puede ser analizado como la suma de tres componentes separados:

Asentamiento Total = A. Inmediato + A. Consolidacin Primaria + A. Consolidacin Secundaria.

Los tres tipos de asentamientos son tpicos de arcillas y limos plsticos saturados

En suelos no saturados o cuando para arenas o suelos granulares drenantes las sobrepresiones se disipan casi instantneamente, con asientos son muy rpidos predominante elsticos.

Los suelos orgnicos presentan importante consolidacin secundaria.

Asentamiento inmediato Si .-deformacin elstica del suelo, casi simultnea a la

aplicacin de carga. Segn Bowles (1996), se da en los suelos finos (incluyendo limos y arcillas) con grado de saturacin Sr 90% y para todos los suelos granulares gruesos o con permeabilidad elevada, para k >10-3.

Asentamiento por consolidacin Sc. deformaciones volumtricas producidas a lo largo

del tiempo, toma de meses a aos en desarrollarse; en general de 1 a 5 aos. Tpico de arcillas saturadas o casi saturadas Sr > 90%.

Asentamiento por consolidacin secundaria Ss .fluencia plstica causada por la resistencia viscosa

de contacto entre partculas. Ocurre en algunos suelos despus de disipado el exceso de presin de poros.

El asiento de fundaciones superficiales noest necesariamente acotado a estructurasgrandes y pesadas.

En arcillas blandas y limoscomprensibles, puede ocurrir unasentamiento apreciable an bajo cargaslivianas.

ASENTAMIENTOS TOLERABLES, DIFERENCIALES Y TOTALES.

Tiene mayor importancia el asentamiento diferencial que el total an cuando es ms difcil estimar, debido a que la magnitud del diferencial depende del suelo y de la estructura.

El asentamiento diferencial puede ser calculado como la diferencia entre los asientos en dos puntos adyacentes.

Puede ser estimado como tres cuartos o 75% del total.

Terminologa utilizada Asiento mximo:

mayor descenso sufrido por los cimientos de un edificio SmxAsiento diferencial: diferencia de asiento entre dos apoyos contiguos s= S1-Smax.

Distorsin angular: relacin entre el asiento diferencial entre dos puntos y la distancia que los separa: o o o o =s/L.

Inclinacin: pendiente de la superfiewwww

Deflexin relativa: descenso desde una recta que une dos puntos de referencia DDDD

Desplome: distancia entre la proyeccin de la

Burland y Wroth (1970)

distancia entre la proyeccin de la parte superior de la estructura y la parte inferior de la misma S1.

====QQQQ

Fundaciones Directas1. Mquinas sensibles a asentamientos = 1/7502. Prticos con elementos diagonales = 1/6003. Dificultades con gras = 1/3004. Inclinacin de Edificios Altos - resultan visibles = 1/250 Para NO tener Agrietamiento de:5. Estructuras de hormign = 1/5006. Muros de ladrillos y tabiques sin cargas = 1/3007. Considerable de muros flexibles = 1/1508. Lmite seguro para muros flexibles de ladrillo (L/H>4) = 1/150

Criterio actualmente utilizado: limitar la distorsin Bjerrum (1963)

QQQQ

QQQQ

QQQQ

Valores aceptables (segn J. Montoya)

Estructuras de ladrillo de 20 a 40 mm.

Estructuras de hormign de 40 a 70 mm.

Estructuras metlicas de 40 a 70 mm.

ASENTAMIENTOS TOLERABLES, DIFERENCIALES Y TOTALES.

En 1955 MacDonald y Skempton a partir de estudios realizados de 98 edificios, siendo la mayora de estos estructuras antiguas de muros portantes y hormign armado, concluyeron con los datos que son representados en la Tabla . Este estudio fue comprobado por Grant et al (1974) en un estudio adicional de 95 construcciones mas recientes. A partir de estos estudios, Bowles (1996) concluy que:

Asentamientos diferenciales, totales tolerables en edificios. [mm] (Foundation settlements Bowles, 1996)

Norma Bsica de Acciones en la Edificacin de 1988 (NBE-AE/88)

Espaa

Recomendaciones del Comit Europeo para Estandarizacin Parmetros de asientos diferenciales (1994)

Concepto Parmetro Magnitud Tipo EstructuralSt 25 mm. Zapata aislada

50 mm. PlateaValor Lmite por servicio DDDDSt

5 mm. Marcos con revestimiento Rgido

10 mm. Marcos con revestimiento Flexible

20 mm. Marcos Abiertos 1/500

Movimiento Mximo Aceptable

St 50 mm. Zapata aislada

de la cimentacinDDDDSt

20 mm. Zapata aislada

1/500

Arcilla NC: los asentamientos total y diferencial, son grandesy varan en funcin del ancho de zapata y la magnitud decarga.Los procesos para reducir el asentamiento al limitar la

carga son inefectivos y costosos (usar plateas o pilotes).

Arcilla OC: el valor de qadm, que corresponde a un FS 3ser menor que la presin de preconsolidacin.

El valor en estas arcillas es similar a los valores parazapatas en arenas adecuadamente diseadas.

La mayor incertidumbre en la evaluacin del asentamiento final de consolidacin proviene de la evaluacin apropiada de la historia de esfuerzos del depsito de suelo. La estimacin del asentamiento es funcin de vm, debe

tenerse conocimiento geolgico para determinarlo.

El asentamiento en arcillas puede estimarse, a partir deresultados de ensayos de consolidacin unidimensional enmuestras inalteradas.

El asiento as calculado debe reducirse utilizando el factorde correccin de Skempton y Bjerrum (1957).

Los datos de Bjerrum (1963) de mxima distorsin angularcon mximo asentamiento diferencial no se aplican cuandola cimentacin est en depsito profundo de arcillacompresible.

El asentamiento diferencial en arenas tiende a ser msirregular que en arcillas en proporcin, pero no enmagnitud.

ASIENTOS EN CIMENTACIONES DIRECTAS

ZONA DE INTERES: Se circunscribe a una profundidad tal que el incremento de tensiones verticales sea menor a:

1. El 10% de la presin vertical trasmitida por la cimentacin.

2. El 5% de la presin existente a esa profundidad antes de construir el edificio.

Zapatas Rectangulares: De manera aproximada eso ocurre a una

profundidad 2,5 x B, siendo B el ancho menor del cimiento.

Continua