Dr. Jorge E. Alva Hurtado

DISEO DE CIMENTACIONES SUPERFICIALES

DISEDISEO DE CIMENTACIONES O DE CIMENTACIONES SUPERFICIALESSUPERFICIALES

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERUNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERAAFACULTAD DE INGENIERA CIVIL

SECCIN DE POST GRADO

CRITERIOS DE DISECRITERIOS DE DISEO DE CIMENTACIONESO DE CIMENTACIONES

1

TIPOS DE CRITERIOS

Esfuerzo Permisible Transmitido

Factor de Seguridad contra Falla por Capacidad Portante

Movimientos Permisibles

MOVIMIENTOS PERMISIBLES

Criterios de Diseo

Relacin entre Asentamiento y Dao

15.0 a 8.06. Grava y arena gruesa en capas

3.0 a 6.05. Arena gruesa bien compacta

3.0 4. Arena movediza drenada

2.5 a 3.03. Arena fina, compacta y seca

2.02. Arena hmeda

0.51. Arena movediza

qa (Ton/pie2)SUELO

Valores de Soporte Permisibles para Arenas antes de los Cdigos de 1930

(c)

(b)

(a)

14

12

10

8

6

4

2

0

0 5 10 15 20

V

A

L

O

R

E

S

D

E

S

/

S

1

ANCHO B DE LA ZAPATA

Relacin aproximada entre el ancho B de cimentacin sobre arena y la relacin S/St, donde S representa el asentamiento de una cimentacin con ancho B y St el asentamiento de una cimentacin de un pie de ancho sujeta a la misma carga por unidad de rea. La curva (a) se refiere a condiciones usuales. La curva (b)representa la posible relacin con arenas sueltas. La curva (c) se refiere a arena con un pequeo contenido orgnico.

Presin sobre el terreno

C

a

p

a

c

i

d

a

d

d

e

c

a

r

g

a

P

r

e

s

i

n

q

u

e

p

r

o

d

u

c

e

l

a

f

a

l

l

a

l

o

c

a

l

C

a

p

a

c

i

d

a

d

d

e

c

a

r

g

a

f

i

n

a

l

A

s

e

n

t

a

m

i

e

n

t

o

qs

( qs)l

( qs)b

( qs)u

P

r

e

s

i

n

a

d

m

i

s

i

b

l

e

( qs)a

RELACIN ENTRE LAS PRESIONES SOBRE EL TERRENO Y LAS CAPACIDADES DE CARGA

CIMENTACIN SUPERFICIAL

ll ==angularDistorsin

m

n

l

mx

l

mnmx =

mx m

n

mnmx =

TIPOS DE ASENTAMIENTO: a) ASENTAMIENTO UNIFORME b) VOLTEO c) ASENTAMIENTO NO UNIFORME

(a) (b) (c)

ASENTAMIENTO DE CIMENTACIONES SUPERFICIALES

ll ==angularDistorsin

Ref. (Sowers, 1962)

ASENTAMIENTO ADMISIBLE

0.0005-0.001 l

0.001-0.002 l0.001 l

0.0025-0.004 l0.003 l0.002 l0.005 l

Muros de ladrillo continuos y elevadosFactora de una planta, fisuracin de muros de ladrilloFisuracin de revocos (yeso)Prticos de concreto armadoPantallas de concreto armadoPrticos metlicos continuosPrticos metlicos sencillos

Asentamiento diferencial

0.004 l0.01 l0.01 l

0.003 l0.0002 l0.003 l

0.01-0.02 l

Inclinacin de chimeneas, torresRodadura de camiones, etc.Almacenamiento de mercancasFuncionamiento de mquinas-telares dealgodnFuncionamiento de mquinas-turbogeneradoresCarriles de grasDrenaje de soleras

Depende de la altura y el anchoEstabilidad frente al vuelcoInclinacin o giro

DrenajeAccesoProbabilidad de asentamiento no uniforme

Estructuras con muros de mamposteraEstructuras reticularesChimeneas, silos, placas

Factor limitativo

6-12 plg.12-24 plg.

1-2 plg.2-4 plg.3-12plg.

Asentamiento total

Asentamiento mximoTipo de movimiento

CRITERIO DE DAOS EN ESTRUCTURAS

Distorsin angular / L

Lmite correspondiente a daos estructurales en edificiosDistorsin severa del prtico

Lmite de seguridad para muros de ladrillo flexibles h / l < 1/4

Agrietamiento considerable de tabiques y muros de ladrillo

Lmite para el que se hace visible la inclinacin de edificios altos y rgidos

Lmite para el que son de esperar dificultades en gras-puente.

Lmite para el que comienza el agrietamiento de paneles de tabique.

Lmite de seguridad para edificios en los que no son admisibles grietas.

Lmite de peligrosidad para prticos arriostrados.

Lmite para el que son de temer dificultadesen maquinaria sensible a los asentamientos.

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800

1900

11000

Ref. (Bjerrum, 1963)

ASENTAMIENTO DE ESTRUCTURAS CIMENTADAS SOBRE ARENA

Asentamiento diferencial mximo, (cm)(a)

0 2 4 6 8 10

D

i

s

t

o

r

s

i

n

m

x

i

m

a

,

(

/

l

)

110,000

15,000

13,000

11,000

1500

1300

Asentamiento mximo, (cm)(b)

0

2

4

5

6

8

10

0 2 4 5 6 8 10 12A

s

e

n

t

a

m

i

e

n

t

o

d

i

f

e

r

e

n

c

i

a

l

m

x

i

m

o

,

(

c

m

)

(Bjerrum, 1963)

Modos de Falla por Capacidad Portante en Zapatas

Capacidad Portante de Suelos

Ref. (Vesic, 1963)

(a) Falla por corte general(arena densa)

(c) Falla por punzamiento(arena muy suelta)

(b) Falla por corte local (arena medio densa)

Falla general

Carga

A

s

e

n

t

a

m

i

e

n

t

o

Falla localA

s

e

n

t

a

m

i

e

n

t

o

Prueba superficial

Prueba a gran profundidadCarga

a) Falla General

Carga

A

s

e

n

t

a

m

i

e

n

t

o

Carga ltima

b) Falla Local

c) Falla por Punzonamiento

Capacidad Portante de Suelo

Curvas Tpicas Carga-Desplazamiento

Ref. (Vesic, 1963)

Densidad relativa de la arena, Dr

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.05

4

3

2

1

0

Falla por corte general

Falla por corte local

Falla por punzonamiento

P

r

o

f

u

n

d

i

d

a

d

r

e

l

a

t

i

v

a

,

D

/

B

*

FORMAS TPICAS DE FALLA EN ARENA

Ref. (Vesic, 1963)

CAPACIDAD PORTANTE DE SUELO

B* = B para zapatas cuadradas o circularesB* = 2 BL / (B + L) para zapatas rectangulares

VALORES DE Nc y Nq 5.14 1.00 VALORES DE N

B

Franja cargada, ancho BCarga por unidad de rea de cimentacinZapata cuadrada de ancho B

BNNDcNq qfcd 21++=

Falla local por corte:

NBNDNcq qfcd ++= 21

32

Carga por unidad de rea:

60 50 40 30 20 10 0 20 40 60 80

40

30

Nq

Nc

N'q N'N'c

V

A

L

O

R

E

S

D

E

= 45, N = 24020

10

0

Superficieaspera

Peso unitario de terreno = Resistencia al corte unitarioS = C + P tan

Df

N

BNNDcNq qfcds 4.02.1 ++=

CARTA MOSTRANDO LA RELACIN ENTRE Y FACTORES DE CAPACIDAD DE CARGA

Falla general por corte:

Capacidad Portante de Zapatas

B

d

Q

qNqNBccNqult ++= 21

+=+=

=

1953)Kerisel,y(Caquot

)1(2

)2

45(

)1(cot

2

NqtgN

tgeNq

NqgcN

tg

B

qult

q = d

C, , suelo

Carga Continua (L/B>5) Corte General

1.001.582.01

1.201.612.01

03045

CIRCULARO

CUADRADA

1 + tg 0.60

1.001 + 0.58 (B/L)

1 + 1.00 (B/L)

1 + 0.20 (B/L) 1 + 0.61 (B/L)1 + 1.01 (B/L)

03045

1 + tg (B/L)1-0.4 (B/L)

RECTANGULAR

Sq SScoForma

)/(1 NcNq+

)/()/(1 LBNcNq+

Factores de Forma (Vesic, 1973)

NqqSqNBSccNcSqult ++= 21

Carga Excntrica e Inclinada (Meyerhof, 1953)

Qv Q

B

e

qNqBeBN

Be

BQultq vv

222 )90

1()21(21)1()21()( +==

15 20 25 30 35 40 45 50

PARMETROS DE CAPACIDAD PORTANTE Vesic (1973)

ASCE JSMFD V 99 SMIN Nq

Nc

Nc

N

NqN NqNc

= 0Nc = 5.14N = 0Nq = 1.00

NGULO DE FRICCIN,

1000

800

600

400

200

100

80

60

40

20

10

8

6

4

2

N

c

,

N

,

N

q

1

15 20 25 30 35 40 45 50

Factores de Capacidad de Carga

(VESIC, 1973)1.041.071.111.151.19

1.041.081.121.151.20

330.35403.67496.01613.16762.89

158.51187.21222.31265.51319.07

152.10173.64199.26229.93266.89

4647484950

0.870.900.930.971.00

0.880.910.940.971.01

130.22155.55186.54224.64271.76

73.9085.3899.02115.31134.88

83.8693.71

105.11118.37133.88

4142434445

0.730.750.780.810.84

0.750.770.800.820.85

56.3166.1978.0392.25109.41

37.7542.9248.9355.9664.20

50.5955.6361.3567.8775.31

3637383940

0.600.620.650.670.70

0.630.650.680.700.72

25.9930.2235.1941.0648.03

20.6323.1826.0929.4433.30

32.6735.4938.6442.1646.12

3132333435

0.490.510.530.550.58

0.530.550.570.590.61

12.5414.4716.7219.3422.40

11.8513.2014.7216.4418.40

22.2523.9425.8027.8630.14

2627282930

0.380.400.420.450.47

0.450.460.480.500.51

6.207.138.209.4410.88

7.077.828.669.6010.66

15.8216.8818.0519.3220.72

2122232425

0.290.310.320.340.36

0.370.390.400.420.43

3.063.534.074.685.39

4.344.775.265.806.40

11.6312.3413.1013.9314.83

1617181920

0.190.210.230.250.27

0.310.320.330.350.36

1.441.691.972.292.65

2.712.973.263.593.94

8.809.289.81

10.3710.98

1112131415

0.110.120.140.160.18

0.250.260.270.280.30

0.570.710.861.031.22

1.721.882.062.252.47

6.817.167.537.928.35

6789

10

0.020.030.050.070.09

0.200.210.220.230.24

0.070.150.240.340.45

1.091.201.311.431.57

5.355.635.906.196.49

12345

0.000.200.001.005.140

tg Nq/NcNNqNc

Capacidad Portante

b Pgh

B cf

a

B

D

r

or

r = r eo tan

P

Dcf

g

E

45 - 2

d

a

E45 +

2

r

or

(a)

(b)

Cimentaciones en Taludes

(Meyerhof, 1970)

DEFINICIONES

Dimensiones

Cargas

Esfuerzos

Deformaciones

MTODO DE TERZAGHI Y PECK

Suposiciones

Pasos en el Diseo

PROCEDIMIENTOS DE DISEPROCEDIMIENTOS DE DISEO PARA ZAPATAS EN O PARA ZAPATAS EN ARENAARENA

Capacidad Portante de Zapatas en Arena

28 30 32 34 36 38 40 42 44 46

140

130

120

110

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

0

10

30

20

40

50

70

80

60

SueltaMuy suelta

MuycompactaCompactaMedia

Angulo de fr iccin interna, o (grados)/

P

e

n

e

t

r

a

c

i

n

e

s

t

n

d

a

r

N

(

g

o

l

p

e

s

/

3

0

c

m

)

F

a

c

t

o

r

e

s

d

e

c

a

p

a

c

i

d

a

d

d

e

c

a

r

g

a

N

y

N

q

Factores de capacidad de carga teniendo en cuenta la falla local.

Ref. (Peck, Hansen y Thornburn, 1953)

N

N

Nq

ASENTAMIENTO DE ZAPATAS DEDUCIDOS DE LA PENETRACIN ESTANDAR

0 1 2 3 4 5 6Ancho de la zapata (m)

0

1

2

3

4

5

6

7

q

s

(

K

g

/

c

m

2

)

p

a

r

a

p

r

o

d

u

c

i

r

u

n

a

s

e

n

t

a

m

i

e

n

t

o

d

e

1

"

(

2

.

5

4

c

m

)

Suelta

N = 10

Media

N = 30

Densa

N = 50

Muy densa

(Terzaghi y Peck, 1948)

Mtodo de Schmertmann Para Predecir el Asentamiento de Cimentaciones Superficiales en Arena

2.0

1.5

1.0

0.5

00 0.2 0.4 0.6

2.0

1.5

1.0

0.5

0

0 0.2 0.4 0.6

I

B

zd

B

q

vo = d t

z

zsEzqCC

2B

net21 =

I0

= Asentamiento (Unidades de z)C1 = [1 0.5 vo / qnet] Efecto de empotramientoC2 = [1 + 0.2 log (10tyr)] Efecto de CREEP

qnet = q - vo q = Esfuerzo aplicado a la cimentacin (TSF, Kg/cm2)vo = Esfuerzo de sobrecarga total en la base de la cimentacin

Iz = Factor de influencia para deformacin vertical

= Mdulo de Young promedio equivalente en profundidad z = 2qc= Resistencia promedio del Cono Holands (TSF, Kg/cm2) en z

Z = Profundidad debajo de la cimentacin

sEcq

Correlacin Tipo de Suelo qc / N

Aproximada ML, SM-ML, SC 2.0

Cono Holands qc vs SW, SP, SM (Fina-Media) 3.5

SPT N SW, SP (Gruesa) 5GW, GP 6 ASCE JSMFD (v96 SM3. p.1011 1043)

Z

(VESIC, 1973)

150 tons

ZapataCuadrada

3.0 mts.

30020010000

1.5

3.0

4.5

6.0

7.5

9.0

P

r

o

f

u

n

d

i

d

a

d

,

m

t

s

.

Sub capa Profundidadmts.

Zmts.

q Promediokg/cm2

c Iz

I q

z zc

(m / ton)3

0.0003460.0007500.000250

130100240

1.51.53.0

1.5 - 3.03.0 - 4.54.5 - 7.5

123

0.30.50.2

= 0.001346

Calcule Cp :

Asuma t = 1.76 ton/m3 p0 = 1.5 x (1.76) = 2.64 ton/m2

Asuma que el peso de la zapata y el relleno es el mismo que la arena excavada

C = 0.92p

Asentamiento inmediato :

= 1/(2) (0.92) (16.67) (0.001346) = 0.010 m.iAsentamiento despus de 10 aos

= (0.010) (1.4) = 0.014 m.

q - kg/cm5c

02.6416.67

= 0.16P / P =

1509.0

= 16.67 ton/m2 P =

Clculo de Asentamiento de Zapata en Arena con Ensayo de Cono Holands

qc - kg/cm2

0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.50

1

2

3

4

5

0

1

2

3

4

5

0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

SPT Correction Factor C N

E

f

f

e

c

t

i

v

e

O

v

e

r

b

u

r

d

e

n

S

t

r

e

s

s

-

T

S

F

-

V

E

f

f

e

c

t

i

v

e

O

v

e

r

b

u

r

d

e

n

S

t

r

e

s

s

-

T

S

F

-

V

SPT Correction Factor CN

(a) (b)

0

1

2

3

4

5

0.50 1.0 1.5 2.0 2.5

Bazaraa(1967)

Proposed C(Dashed Line)

N

Seed(1967)

Proposed C v1

N

in units of TSFv

Tokimatsu andYoshimi (1983)(Dashed Line)

Seed(1976)

Bazaraa (1967)

Teng (1962)

Bazaraa (1967)

Comparison of Proposed C with Bazaraa (1967) and Seed (1969) Correction FactorsN

Seed(1979)

Dr40-60%

Dr60-80%

Peck, Hansen andThornburn (1974)

Reference(1)

N

Teng (1962)

Bazaraa (1967)

Peck, Hansen, andThornburn (1974)

Correction Factor C(2)

50

10 + rC =N

r < 1.5

r > 1.5

C =N 0.77 log10 20 rC =N 1 - 1.25 log 10 r

C =N1.7

0.7 + r

C =N

41 + 2r

43.25 +0.5r

Ver Fig. 1(b)

Units of (3)

psi

ksf

tsf

tsf

tsf

kg/cm

Seed (1976)

Seed (1979)

Tokimatsu andYoshimi (1983)

Inconsistent Consistent

SPT Correction Factor CN

E

f

f

e

c

t

i

v

e

O

v

e

r

b

u

r

d

e

n

S

t

r

e

s

s

-

T

S

F

-

V

Ensayos In-Situ - SPT

DensidadDr%

SPTN

Cono Holandsq (TSF)u

Muy Suelta

Suelta

Compacta

Densa

Muy Densa

< 20

20 - 40

20 - 60

60 - 90

> 60

< 4

4 - 10

10 - 30

30 - 50

> 50

< 20

20 - 40

40 - 120

120 - 200

> 200

< 30

30 - 35

35 - 40

40 - 45

> 45

Relacin de Densidad y Angulo de Friccin

(Meyerhof, 1953)

0 5 10 15 20 25 30

Ton/m vo

0

10

20

30

40

50

60

70

0

10

20

30

40

50

60

700 5 10 15 20 25 30

SPTN

= 5

0

= 45

= 40

= 35

= 30

= 25

Efecto de Sobrecarga en Angulo de Friccin(De Mello, 1970)

(De Mello, 1970)

Ensayos In-Situ

Suelto Medio denso Denso Muy Denso

Muy Suelto

0

10

20

30

40

50

60

7028 30 32 34 36 4038 42 44

Angulo de resistencia cortante en grados

R

e

s

i

s

t

e

n

c

i

a

a

l

a

p

e

n

e

t

r

a

c

i

n

s

t

a

n

d

a

r

d

N

(

g

o

l

p

e

s

p

o

r

3

0

0

m

m

)

Correlacin de Angulo de Friccin y el N(SPT)

Ref. (Peck, Hanson y Thorburn, 1974)

Ensayos In-Situ

Resistencia de Punta del Cono, q (kg/cm )c 2

0 100 200 300 400 500

50

100

150

200

250

300

350

400

42

4038363432

30

8000

6000

4000

2000

0

44

46

= 48

Ref. (Robertson y Campanella, 1983)

Relacin entre q , ' y para arenasc v

v

'

(

k

P

a

)

E

s

f

u

e

r

z

o

E

f

e

c

t

i

v

o

V

e

r

t

i

c

a

l

,

'

(

l

b

/

p

i

e

)

v

Ensayos de Cono Holands

0.001 0.005 0.01 0.05 0.1 0.5 1 5 10

Dimetro Promedio de Partcula, D (mm)50

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

R

e

s

i

s

t

e

n

c

i

a

e

n

P

u

n

t

a

,

q

(

k

g

/

c

m

)

N

6

0

2

c

Robertson y Campanella, 1983

Kulhawy y Mayne, 1990

xx xx

x xxxx

xx

Relacin entre Ensayos CPT y SPT en funcin de la granulometra

Ensayos In-Situ

ARCILLAS BLANDAS A MUY BLANDAS, TURBAS Y SUELOS ORGANICOS Y SIMILARES

IDEM.IDEM.CONSOLIDACIN PRIMARIA Y SECUNDARIA

ARCILLAS BLANDAS A MEDIAS SATURADASENSAYO CONSOLIDACINTEORIA DE LA CONSOLIDACIN

CONSOLIDACIN PRIMARIA

ARENAS, GRAVAS, SUELOS NO SATURADOS, ARCILLAS DURAS Y ROCAS

PRUEBA DE CARGAPRUEBA DE CARGAINMEDIATO

ARENAS, GRAVAS Y SIMILARESN (SPT)MEYERHOFINMEDIATO

ARENAS, GRAVAS, SUELOS NO SATURADOS, ARCILLAS DURAS Y ROCAS

PROPIEDADES ELASTICAS DEL SUELO

ELSTICOINMEDIATO

APLICACINPARMETRO BASEMETODOTIPO DEASENTAMIENTO

MTODOS DE CLCULO DE ASENTAMIENTOS

ASENTAMIENTO TOTAL ST = Si + Scp + Scs

Si = ASENTAMIENTO INMEDIATOScp = ASENTAMIENTO POR CONSOLIDACIN PRIMARIAScs = ASENTAMIENTO POR CONSOLIDACIN SECUNDARIA

EN ARENAS, GRAVAS, ARCILLAS DURAS Y SUELOS NO SATURADOS EN GENERAL ST ~ SiEN ARCILLAS SATURADAS : ST ~ ScpEN SUELOS DE GRAN DEFORMABILIDAD COMO TURBAS Y OTROS: ST ~ Scp + Scs

Simbologia : Si = Asentamiento Probable (cm)

= Relacion de Poisson ( -)Es = Mdulo de Elasticidad (ton/m2)

If = Factor de Forma (cm/m)

q = Presin de Trabajo (ton/m2)

B = Ancho de la Cimentacin (m)

fIEsqBSi )1(

2=

MTODO ELSTICO PARA EL CLCULO DE ASENTAMIENTOS INMEDIATOS

30 - 300200 - 400450 - 900700 - 2000

3000 - 42501000 - 160001500 - 6000

500 - 20001000 - 25005000 - 100008000 - 200005000 - 14 000

14000 - 140000200 - 2000

Arcilla Muy BlandaBlandaMediaDura

Arcilla ArenosaSuelos GlaciaresLoessArena LimosaArena : Suelta

: DensaGrava Arenosa : Densa

: SueltaArcilla Esquistosa Limos

Es (Ton/m2)Tipo de Suelo

0.4 0.50.1 0.30.2 0.30.3 0.350.2 0.4

0.150.25

0.1 0.40.1 0.3

0.360.15

Arcilla: Saturada No SaturadaArenosa

LimoArena : Densa

De Grano GruesoDe Grano Fino

RocaLoessHieloConcreto

( - )Tipo de Suelo

Cuadros Auxiliares

Formula :

Frmulas Para Estimar Es :Arenas: Es = 50 (N +15) Ton/m2

Arenas Arcillosas: Es = 30 (N + 5) Ton/m2

Arcillas Sensibles Normalmente Consolidadas Es = (125 a 250) quArcillosa Poco Sensibles: Es = 500 quN : Sptqu : Compresin Simple (Ton/m2)

RgidaCim. Flexible

888564100Circular

829556112Cuadrada

120170210

130183225

77105127

153210254

Rectangular L/B = 2L/B = 5L/B = 10

---MedioEsq.CentroUbicacin

Valores de If (cm/m)Forma de laZapata

22

+= pzz

BBBSpSz

SIMBOLOGIA:

1+

=

n

p

z

BBSpSz

n: COEFICIENTE QUE DEPENDE DEL SUELO SEGN LA TABLA SIGUIENTE

ARCILLA n = 0.03 A 0.05ARCILLA ARENOSA n = 0.08 A 0.10ARENA DENSA n = 0.40 A 0.50ARENA MEDIA A DENSA n = 0.25 A 0.35ARENA SUELTA n = 0.20 A 0.25

Sz = ASENTAMIENTO DE LA ZAPATA (cm)Sp = ASENTAMIENTO MEDIDO EN LA PRUEBA (cm)Bz = ANCHO DE LA ZAPATA (m)Bp = ANCHO DE LA PLACA (m)

METODO DE BOND (1961)

FORMULA :

SIMBOLOGIA: COMO EN EL CASO ANTERIOR, SIENDO

CLCULO DEL ASENTAMIENTO INMEDIATO EN FUNCIN DE UNA PRUEBA DE CARGA DIRECTA

METODO DE TERZAGHI-PECK (1967) (VALIDO SOLO EN ARENAS)

FORMULA :

Asentamiento Elstico

(a)

Distancia radial

2

1

0

R

0.30.20 =

DR =8

= 0.5

0.30.20 =

= 0.5

D = 8

D = 5R

DR = 5

R

0.30.20 =

DR =

23= 0.5

R0

1

Valores de

I

2

1

0

Valores de

I s

Valores de

I E

R q =

R R q

R R

D= R2/3

R R

(b)

(c)

Coeficiente de influencia para el asentamientobajo carga uniforme repartida sobre superficie circular

Ref. (Terzaghi, 1943)

Asentamiento en Arenas

Terzaghi-Peck

D = 0.36 m (circular)D = 0.32 m (cuadrada)

00

1 10 100 1000Relacin de anchura D/D0

1

10

100

CompactaMediaSueltaOrgnica

Placas y zapatas aisladas

Zapatas corridas

A

s

e

n

t

a

m

i

e

n

t

o

r

e

l

a

t

i

v

o

0

/

Relacin entre el asentamiento y las dimensiones de la superficie cargada segndatos recogidos de casos reales.

Ref. (Bjerrum y Eggestad, 1963)

CRITERIOS DE CAPACIDAD PORTANTE

Efecto de la Anisotropa

Efecto de la Heterogeneidad

CRITERIOS DE ASENTAMIENTO

METODOS DE ESTIMACION DE ASENTAMIENTOS

Asentamiento Inicial

Asentamiento por Consolidacin

Consolidacin Secundaria

CIMENTACIONES SUPERFICIALES EN ARCILLACIMENTACIONES SUPERFICIALES EN ARCILLA

CAPACIDAD PORTANTE NO-DRENADA (Ladd, 1974)

N (Rectangular)cN (Cuadrada)c

(0.84 + 0.16 )B L=

Su (45) b

2Su ()

Su (H) Su (V)a a

0

Grfico de ResistenciaElptica

Carga Continua ( = 0 ) [ Su (V) + Su (H) ] N'c

12

qult =

CB. N' vs b / a [Davis y Christian, (1971) JSMFD V 97 SM5]

N'c

4.0

4.5

5.0

5.5

6.0

0 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2

b / a

0.2

8

7

6

50 1 2 3 4 5

d / B

7.5

9.0

6.2

5.14

Nc

d

B x L

qult = Su Nc + t d

tC = Su = 0

CA. N vs d / B (Skempton, 1951)

Continua

10

(H)Sx(V)S(45)S

uu

ub/a =

Cuadrada Circular

9

Capacidad Portante en Suelo Cohesivo Bicapa

= O (Dm-7)

C1

C2

x x x x

B

1

2

Capa

Capa

D

q

0.1 0.2

0.3

0.4

0.5

9

8

7

65.53

10

Valor de T / B

1.2 1.61.4 1.8 2.0 2.2 2.4 2.60.2 0.4 0.6 0.8 1.0

5.53

5

4

3

2

1

1.5

1.00.5

0.25

0

Valor de T / B

N para capas con resistencia al corte constantec

Razn C2 / C1

Si C2 / C1 excede los valores mostrados el crculo es tangentea la parte superior de la capa 2

50

40

30

20

10

51.2

1.25

1.45

2.0

2.5

3.0

Razn C2 / C1

F

a

c

t

o

r

C

a

p

a

c

i

d

a

d

P

o

r

t

a

n

t

e

,

N

c

.7 .6 .5 .4 .3 .2 .1 0

Efecto de D

D / B CD / NCN

0

0.5

1

2

3

4

1.15

1.00

1.24

1.36

1.43

1.46

10

9

8

7

6

5.532.01.81.61.41.21.05.53

0.2 0.4 0.6 0.8

5

4

3

2

Valor de T / B

1.5

1.0

.5.25

Razn C2 / C1

Nc para cimentacin con capaSuperior de resistencia al cortevariable

N

c

N

C

N

Razn C2 / C1

N c

para crculos tangente

Valor de T / B

.25

.5

.75

1.0

F

a

c

t

o

r

C

a

p

a

c

i

d

a

d

P

o

r

t

a

n

t

e

,

N

c

Perfil de ResistenciaC2 / C1 < 1 C2 / C1 > 1

B

1

2

Capa

Capa

D

q

C1 C1

C2 C2

T

/ / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / /

Razn T / B0

x x x x x x x x x x x x x x x x x

xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx

LEYENDA:

D = Profundidad de CimentacinNc = Factor de Capacidad Portante Zapata Continua D = 0NCD = Factor de Zapata Contnua D > 0NCR = Factor Zapata Rectangular D = 0

Zapata Continua Zapata Rectangular

qult = C1 NCD + D NCR = NCD (1+0.2(B)) L

NCD / NC de la Tabla qult = C1 NCR + D

C1

xxxxx

C2

T

Perfil de Resistencia C2 / C1< C2 / c2 > 1

CONSIDERACIONES PRCTICAS EN EL ANLISIS DE ASENTAMIENTOS

cf = H RR log + CR logvm vovf vm

COMENTARIOS:

Arcillamedia

ablanda

Till

P

r

o

f

u

n

d

i

d

a

d

Arenay

Grava

Perfil Propiedades Indice

wN,wI y wP VirgenRecomp.

SRRR

RRVirgen

Recomp.

CR

CRH1

H3

H4

vm

vfvo

Cv Compresibilidad Historia de Esfuerzos

Esfuerzos Efectivos Verticales

H2

A. HISTORIA DE ESFUERZO B. COMPRESIBILIDAD Y COEFICIENTE DE CONSOLIDACIN

1.- Use curva de compresin tp 1.- Use informacin deformacin log vc2.- Considere la geologa al seleccionar vm 2.- Grafique todos los valores de CR, RR, SR y Cv3.- Valores de laboratorio de vm probablemente 3.- Seleccione los valores de diseo en funcin de los datos

muy bajos y el efecto de pertubacin en las muestras

Curvas de Compresin y Parmetros de Compresibilidad

Relacin de recompresin, RR

Relacin de compresin virgen, CR

Relacin de expansin, SR

0

5

10

15

20

25

30

35

401 2 5 10 20 50 100

D

e

f

o

r

m

a

c

i

n

V

e

r

t

i

c

a

l

,

v

(

%

)

Indice de recompresin, Cr

vm (Casagrande)

Indice de compresin virgen, Cc

Indice de expansin, CS

2.8

2.6

2.4

2.2

3.0

2.0

1.8

1.6

1.41 2 5 10 20 50 100

R

e

l

a

c

i

n

d

e

V

a

c

i

o

s

,

e

Radio mnimo

Esfuerzo de Consolidacin, VC (Ton / m2)

vovm

C RRr

C CRc

1

2

e

O-e0

v

, e v

v f

log vc

v = = a (1 + e )ovcv e

(1 + e )o =m v vc

a = Coeficiente de compresibilidadm = Coeficiente de cambio volumtrico

vv

vm

vo

V = RR log vf

vm

+ CR log

vm

vo

vf

vm

= C logr + C logce

A una profundidad dada, (eo, vo)vo

ENSAYO DE CONSOLIDACIN UNIDIMENSIONAL

0

ds

t min.en

L

e

c

t

u

r

a

d

e

l

d

i

a

l

1.15 x Pendiente inicial

t90

d 90d100Pendienteinicial

df

0.848 Hd2

t90=

( ds - d90 )

( do df )T =

109

(a) Mtododo

dd

dods

t 4 tTangente

d +s2

d50

t 50

d100

1 10 100 1000

log t, min.

df

L

e

c

t

u

r

a

d

e

l

d

i

a

l

=

0.197 Hd 2

tCv =

50

( ds - d100)( do - df )

T =

(b) Mtodo log t (Casagrande)

CLCULO DEL COEFICIENTE DE CONSOLIDACIN Y RELACIN DE COMPRESIN PRIMARIA

Cv

d 100

t (Taylor)

1) De la curva e-log v2) FHWA Cc = w% / 100

3) TERZAGHI & PECK (1967) Cc = C1 (LL-C2)

C1 = 0.009 C2 = 10

4) NISHIDA (1973) Cc = C1 (e - C2)

C1 = 0.54 C2 = 0.35

ANALISIS DE CONSOLIDACIANALISIS DE CONSOLIDACINN

Estimacin de Cc

1) De la curva e-log v2) FHWA (1982) Cr = w% /1000

3) LADD Cr = C x Cc

C = 0.1 0.2

Estimacin de Cr

1) De la curva e-log v2) Cs = Cr

Estimacin de Cs

MUESTRAS COMPLETAMENTEREMODELADAS:Cv POR DEABAJO DE ESTE LMITE SUPERIOR

MUESTRAS INALTERADAS:Cv EN RANGO VIRGEN

Cv EN RANGO RECOMPRESIN POR ENCIMA DE ESTE LMITE INFERIOR

COEFICIENTE DE CONSOLIDACIN VC LMITE LQUIDO 2

.7

1

.5

.3

.2

.1

.07

.05

.03

.02

.01

.007

20 40 60 80 100 120 140 160

C

v

,

P

i

e

s

2

/

d

i

a

LMITE LQUIDO,WL

3

C

O

E

F

I

C

I

E

N

T

E

D

E

C

O

N

S

O

L

I

D

A

C

I

N

,

C

v

,

c

m

2

/

s

e

g

.

2

10-2

8

65

4

3

10-3

2

65

4

3

2

10-4

8

8

6

5

10-5

.005

CORRELACIN EMPRICA DEL COEFICIENTE DE CONSOLIDACIN

Navdocks DM-7 (1961)

Meyerhof (1953) Geot. Vol. 8 N 2 P. 101

MUY SOBRECONSOLIDADA

SOBRECONSOLIDADA NORMALMENTE CONSOLIDADA MUY SENSIBLE

=

c

f

/

o

e

d

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2

1.2

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

0

1.2

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

0

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2

Parmetro de Presin de Poros A

Skempton - Bjerrum (1957)Circular CorridaHwang et al (1972)Teora de Biot H / B = 2

H / B

2

4

1

1/2

H

B

= 0.4 = 0

HB

A

+=

4

)1(31 PARA AREAS CIRCULAR O CUADRADA

Influencia del Prametro A y la Geometra en el Asentamiento

Final de ConsolidacinTridimensional Vs

Unidimensional (Ladd, 1972)

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

0 2 4 6 8 10

Espaciamiento Vertical de DiscontinuidadesAncho de Zapata

, H/B

Ref. (Carter y Kulhawy, 1988)

F

a

c

t

o

r

d

e

c

o

r

r

e

c

c

i

n

,

J

q' = J c Nu cr

q ' = capacidad portante ltima. J = factor de correccin. c = cohesin de la roca. = friccin de la roca.N = factor de capacidad portante. H = Espaciamiento vertical de discontinuidades. S = Espaciamiento horizontal de discontinuidades. B = Ancho de la zapata.

cr

u

CAPACIDAD PORTANTE DE ROCA

CAPACIDAD PORTANTE DE ROCA

F

a

c

t

o

r

d

e

C

a

p

a

c

i

d

a

d

P

o

r

t

a

n

t

e

,

N

c

r

Espaciamiento de Discontinuidades, S/B

10

20

30

40

50

60

o = 70

1 10 200.11

10

100

300

= 0

/

Ref. (Carter y Kulhawy, 1988)