calculo de la calzadura d-d

INFORME TECNICO

MEMORIA DE CLCULO DE LAS CALZADURAS

Proyecto:

ELABORACION DE PLANOS DE CALZADURA PARA EJECUCION DE MUROS DE CONTENCION DE INMUEBLE

Ubicacin: Urb. Las Casuarinas Sur, Mz. H, Lte. 13 Distrito: SANTIAGO DE SURCO Prov. y Dpto: Lima Consultora: H&N ARQUITECTOS EIRL Profesional: Ing. ANA LAPA BARZOLA

LIMA

Ing. Ana Mara Lapa Barzola C.I.P. N 77802M E M O R I A D E C A L C U L O D E L A S C A L Z A D U R A S

INDICECaptulo 1 MEMORIA DESCRIPTIVA........................................................................................................................... 31.1 INTRODUCCION .................................................................................................................................. 3 1.2 OBJETIVO ............................................................................................................................................. 3 1.3 UBICACION .......................................................................................................................................... 3 1.4 ANTECEDENTES.................................................................................................................................. 3 Captulo 2 DESCRIPCION DE LAS ESTRUCTURAS EXISTENTES ............................................................................ 4 2.1 ESTRUCTURAS EXISTENTES .............................................................................................................. 4 2.2 ESTADO ACTUAL DE LA VIVIENDA ..................................................................................................... 4 Captulo 3 CALCULO DE LA CALZADURA ................................................................................................................. 5 3.1. CALZADURA........................................................................................................................................ 5 3.2. TIPOS DE CALZADURA ...................................................................................................................... 5 3.3. ELECCION DEL TIPO DE CALZADURA .............................................................................................. 6 3.4. PRECAUCIONES EN LA CALZADURA ............................................................................................... 6 3.5. DISEO DE LA CALZADURA .............................................................................................................. 6 Captulo 4 PROCESO CONSTRUCTIVO ................................................................................................................... 11 Captulo 5REFERENCIA BIBLIOGRAFICA ................................................................................................................ 14 Captulo 6 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ............................................................................................ 16 6.1. OBJETIVO DEL PROYECTO.............................................................................................................. 16 6.2. PROGRAMACION DE PROSPECCIONES ........................................................................................ 16 6.3. CARACTERISTICAS ESTRATIGRAFICAS.......................................................................................... 16 6.4. ANALISIS DE CIMENTACION ............................................................................................................ 17 6.5.1. PROFUNDIDAD DE CIMENTACION .............................................................................................. 17 6.5.2. CAPACIDAD PORTANTE................................................................................................................ 17 6.5.3. CALCULO DE ASENTAMIENTO..................................................................................................... 17 6.5.4. CALCULO DE ASENTAMIENTO DIFERENCIAL............................................................................. 17 6.5.5. CRITERIOS POR ZONIFICACION SISMICA ................................................................................... 17 6.5.6. EMPUJE LATERAL ......................................................................................................................... 17 6.5.7. MATERIAL DE RELLENO PARA LA CIMENTACION ...................................................................... 17 6.6. VERIFICACION DE NAPA FREATICA ................................................................................................ 17 6.7. CONSIDERACIONES FINALES ......................................................................................................... 17 Captulo 7 REFERENCIAS BLIOGRAFICAS.............................................................................................................. 18 Captulo 8 ANEXOS................................................................................................................................................... 19 8.1 PANEL DE FOTOS .............................................................................................................................. 28

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Captulo

1 MEMORIA DESCRIPTIVASe realiza la Memoria de Calculo de la Calzadura con fines de sostenimiento de los cimentos del lindero izquierdo del Lte. 13, Mz. H, Urb. Las Casuarinas Sur, de la Vivienda de propiedad de la Sra. Mara Esther Cutimbo y esposo, para lo cual se realiza este estudio acorde a las normas y reglamentos vigentes.

1.1.

INTRODUCCIN

1.2.

OBJETIVO El objetivo del presente Estudio, es una memoria de clculos de la calzadura, considerando los pesos transmitidos de la vivienda hacia los cimientos y los empujes laterales, segn el Reglamento Nacional de Edificaciones R.N.E.: Titulo III, Titulo VII.

1.3.

UBICACIN Departamento Provincia Distrito Direccin : : : : Lima Lima SANTIAGO DE SURCO Urb. Las Casuarinas Sur, Mz. H, Lte. 13

1.4.

ANTECEDENTES La edificacin a calzar, es una vivienda de dos piso y cinco plataformas, se encuentra sobre una arena mal graduada (SP), al mismo que se realizo un mejoramiento del suelo con un material del tipo afirmado de potencia 1.35 a 2.60m, el predio que colinda Mz. H, Lte. 9 ejecuto una excavacin de 3 a 5.6m respecto a la cimentacin expuesta de la Sra. Mara Esther Cutimbo y esposo, por lo que se prevee ejecutar el sostenimiento de los cimientos para prevenir fallas por deslizamiento, volteo, y asentamiento.

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Captulo

2 DESCRIPCIN DE LAS ESTRUCTURAS EXISTENTESESTRUCTURAS EXISTENTES La vivienda se encuentra cercada y edificada con muros confinados de albailera, esta construido es dos pisos y presenta cuatro plataformas.

2.1.

2.2.

INFORMACION EXISTENTE Se nos proporcionaron los planos de arquitectura de distribucin LA-01, de fecha octubre 2001, cuyo profesional es el Arq. Jorge Vivanco Tamayo CAP 2186. Tambin se nos proporcionaron los planos de cimentacin LE-01 y aligerados LE-02, de fecha octubre 1999, cuyo profesional es el Ing. Martn Barrantes A. CIP 51995.

2.3. ESTADO ACTUAL DE LA VIVIENDA Algunos muros y pisos aislados que colindan con la excavacin del lote 9, se encuentran fisuradas y agrietadas. Al momento de inspeccin ocular el 13 de Julio de 2010, se observo que las zanjas estn rellenadas con material propio, por lo que la vivienda afectada se encuentra parcialmente estable, sin embargo, el no haber compactado este relleno, podra fallar. Por lo que se requiere calzar los cimientos de la vivienda de la Sra. Mara Esther Cutimbo y esposo, dndoles as una nueva base para su cimentacin que alcanzar una mayor profundidad evitando posibles hundimientos y derrumbes.

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Captulo

3 CLCULO DE LA CALZADURA

3.1. CALZADURA Es un elemento que soporta carga vertical directamente y lo transmite a un estrato inferior del suelo. Las calzaduras son estructuras provisionales que se disean y construyen para sostener las cimentaciones vecinas y el suelo de la pared expuesta, producto de las excavaciones efectuadas. Su funcin es la de prevenir fallas por inestabilidad o asentamiento excesivo y mantener la integridad del terreno colindante y de las obras existente en l. El proceso de calzadura es un tanto lento y laborioso pero se demuestra que cuando se toman precauciones adecuadas la calzadura es exitosa. 3.2. TIPOS DE CALZADURA Se diferencian en funcin a su ubicacin y exigencia estructural: -Aquella que se ejecuta dentro de los linderos del terreno por excavar, son llamados pantallas de contencin, no hay transferencia de carga vertical a los estratos profundos. Para evitar la posibilidad de asentamientos verticales en las estructuras existentes, por desplazamiento horizontal de la pantalla como consecuencia del empuje del suelo contenido, se depende exclusivamente de la rigidez lateral de la pantalla. -Aquella que se realiza en propiedad vecina, es decir fuera de los linderos del terreno por excavar, se hace por debajo de la edificacin, existen empujes laterales, y se transmiten cargas verticales de la cimentacin a un estrato ms bajo. La eleccin de la calzadura, depender de su conveniencia, el constructor deber estudiar cada posibilidad considerando entre otros factores la altura de la excavacin, las caractersticas del suelo y presencia de agua, la relacin con edificios existentes y las caractersticas de su cimentacin, los materiales disponibles, su capacidad de ejecucin y el costo. 3.3. ELECCION DEL TIPO DE CALZADURA Por tener vivienda existente y el terreno vecino sin construccin, se eligi la calzadura de concreto simple de espesor variable con la profundidad. Es indudable que la calzadura requiere de un diseo donde se tomen las decisiones de la tipologa constructiva, analice el problema y las estructuras a emplear, sin embargo no es diferente al caso de un encofrado, donde el Contratista asume la responsabilidad integral por el diseo y construccin, podr a su juicio asesorarse o encargar su diseo a profesionales fuera de su organizacin, ser su decisin, pero la responsabilidad sigue siendo suya. 3.4. PRECAUCIONES EN LA CALZADURA Para llevar a cabo exitosamente una calzadura deben tomarse las precauciones siguientes: -Diseo de la calzadura.- Es recomendable que antes de emprender trabajos de calzadura se analice el problema bajo las condiciones esperadas del suelo, de las caractersticas y ubicacin de las edificaciones vecinas, y se prepare un plano de calzaduras y recomendaciones existentes.

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Las cargas sobre la calzadura (empujes laterales y cargas verticales), en cada uno de los puntos de excavacin debern ser evaluadas en funcin a las caractersticas del suelo, su contenido de humedad y la cercana de cimentaciones existentes. -Conocimiento del suelo.- Tanto para el diseo como para la ejecucin de la calzadura es indispensable que se tenga conocimiento de las caractersticas del suelo, y estar atento a cualquier variacin de stas. -Planificacin.- Planificar el proceso de excavacin-calzadura-apuntalamiento y de construccin de las obras definitivas, de manera que sea un proceso secuencial lo ms rpido posible. -Apuntalamiento.- La calzadura, en particular en los frentes bajo o cercano a edificaciones existentes, deben apuntalarse. Considerar que la capacidad de la calzadura como muro de contencin es limitada. -Monitoreo.- El proceso de excavacin y calzadura requiere de un monitoreo permanente para detectar: desplazamientos, asentamientos (mediante control topogrfico permanente), aparicin de grietas de tensin o grietas en las edificaciones vecinas. Previamente al inicio de la calzadura es recomendable registrar fotogrficamente el estado de las propiedades vecinas. -Agua.- La presencia de agua aumenta tremendamente los empujes y puede traernos abajo una calzadura an apuntalada. 3.5. DISEO DE LA CALZADURA Para el diseo de la calzadura se tomar en cuenta de los empujes laterales y cargas verticales. EMPUJE DE SUELOS SOBRE LAS CALZADURAS La distribucin de presin activa lateral de las arenas sigue la teora de Rankine:

pa = k a v Presin en reposo: po = k o v Presin pasiva: pp = k p vPresin activa: Donde:

v = Esfuerzo efectivo verticalk a = Coeficiente de presin activa = tan 2 (45 / 2) k o = Coeficiente de presin en reposo = 1 sen k a = Coeficiente de presin activa = tan 2 (45 + / 2)

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Figura N1: Diagrama de presiones, segn Terzaghi y Peck (1967).

DISEO ELEMENTAL DE CALZADURAS

Figura N2: Geometra de la calzadura. Datos:

s = Peso unitario del suelo = 1.52t / m 3 c = Peso unitario del concreto = 2.3t / m 3 = Angulo de rozamiento = 30.89f = 0.55 H ' = Altura del muro = 5.675m B = Ancho de la base = 1.8m

q u = Capacidad ltima sin el factor de seguridad = 1.8kg / cm 2 FSD = Factor de seguridad al deslizamiento = 1.25 FSV = Factor de seguridad al volteo = 1.50 FSH = Factor de seguridad al hun dim iento = 3.00

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CALZADURA CORTE D-D Se hace un clculo tpico de la verificacin de la calzadura proyectada. Determinamos los pesos por carga vertical: Peso de la calzadura (Wc): Peso de la calzadura 4ta. etapa Peso de la calzadura 5ta. etapa Peso de la calzadura 6ta. etapa Peso de la calzadura 7ma. etapa Peso de la calzadura 8va. etapa Peso del suelo (Ws): Peso del Peso del Peso del Peso del Peso del Peso del suelo sobrecimiento suelo cimiento suelo de calzadura 5ta. etapa suelo de calzadura 6ta. etapa suelo de calzadura 7ma. etapa suelo de calzadura 8va. etapa = = = = = = 1520kg/m x0.25mx1.200m= 3 1520kg/m x0.50mx2.000m= 3 1520kg/m x0.20mx3.135m= 3 1520kg/m x0.20mx4.270m= 3 1520kg/m x0.20mx5.405m= 3 1520kg/m x0.20mx6.540m= Ws=3

= = = = =

2300kg/m x1.00mx1.135m= 2610.5kg/m 3 2300kg/m x1.20mx1.135m= 3132.6kg/m 3 2300kg/m x1.40mx1.135m= 3654.7kg/m 3 2300kg/m x1.60mx1.135m= 4176.8kg/m 3 2300kg/m x1.80mx1.135m= 4698.9kg/m Wc= 18273.5kg/m

3

456.0kg/m 1520.0kg/m 953.0kg/m 1298.1kg/m 1643.1kg/m 1988.2kg/m 7858.4kg/m

Cargas verticales (q): Peso de la estructura (q1):2 Peso del aligerado del 2do. piso = 300kg/m x1.90mx1.00m= 570.0kg/m 2 Peso del acabado del 2do. piso = 100kg/m x1.90mx1.00m= 190.0kg/m 2 Peso de la sobrecarga del 2do. piso = 175kg/m x1.90mx1.00m= 332.5kg/m 3 Peso de la viga V-106 (.25x.50) del 2do. piso = 2400kg/m x0.25mx0.50m= 300.0kg/m 3 Peso del muro de cabeza del 2do. piso = 1900kg/m x0.25mx2.85m= 1353.8kg/m 2 Peso del aligerado del 1do. piso = 300kg/m x1.90mx1.00m= 570.0kg/m 2 Peso de la tabiquera del 1er. piso = 150kg/m x1.90mx1.00m= 285.0kg/m 2 Peso del acabado del 1er. piso = 100kg/m x1.90mx1.00m= 190.0kg/m 2 Peso de la sobrecarga del 1er. piso = 200kg/m x1.90mx1.00m= 380.0kg/m 3 300.0kg/m Peso de la viga V-205 (.25x.50) del 1er. piso = 2400kg/m x0.25mx0.50m= 3 Peso del muro de cabeza del 1er.piso = 1900kg/m x0.25mx2.65m= 1258.8kg/m 3 Peso del sobrecimiento armado = 2300kg/m x0.25mx1.50m= 862.5kg/m Peso del cimiento armado = 2300kg/m3x0.50mx0.80m= 920.0kg/m q1 = 7512.6kg/m

Peso del piso (q2): Peso del falso piso Peso del acabado Peso de la sobrecarga Resumen: Peso de calzadura: Peso del suelo: Carga vertical: Peso total: Momento resistente: Wc=18273.5kg/m Ws= 7858.4kg/m q= 9155.6kg/m W= 18273.5+7858.4+9155.6 = 35287.5kg/m Mr= 2610.5x0.5+3132.6x0.6+3654.7x0.7+4176.8x0.8+4698.9x0.9+456.0x0.375 +1520.0x0.75+953.0x1.1+1298.1x1.3+1643.1x1.5+1988.2x1.7 +6592.6x0.125+460x0.125+460x0.375+295704x1.8 = 27216.4kg-m/m = 2300kg/m x3.10mx0.10m= 713.0kg/m 2 = 100kg/m x3.10mx1.00m= 310.0kg/m = 200kg/m2x3.10mx1.00m= 620.0kg/m q2 =1643.0kg/m3

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Determinamos los empujes laterales: La presin activa de Rankine que contempla los planos de falla en la arena mal graduada (SP) es:

Ea =

1 H ' 2 k a 2 k a = tan 2 (45 / 2)

Donde:

ka

= Coeficiente de presin activa de Rankine = Angulo de friccin del suelo= 30.89 = Densidad natural seca = 1.52t/m3 = Profundidad de excavacin =5.675m

H'

El coeficiente de presin activa es:

k a = tan 2 (45 30.89 / 2)

k a = 0.322El empuje activo es:

Ea =

1 x1520kg / m 3 x(5.675m) 2 x0.322 2 E a = 7881.4kg / m

El momento actuante es:

M a = 7881.4kg / mx5.675m / 3 = 14909.0kg m / mDISEO POR DESLIZAMIENTO

FSD = f

W 1.25 Ea 35287.5 FSD = 0.55 x = 2.46 1.25 7881.4

DISEO POR VOLTEO

Mr 1.50 Ma 27216.4 FSD = = 1.8 1.5 14909.0 FSV =

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DISEO POR HUNDIMIENTO

quxB 3.0 W 18000 x1.80 FSD = = 4.1 3.0 7881.4 FSH =Al verificar la calzadura del corte D-D, cumple las condiciones de estabilidad, volteo y hundimiento.

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Captulo

4 PROCESO CONSTRUCTIVO

4.1 PROCESO CONSTRUCTIVO

-Al pie del muro por calzar debern excavarse piques de anchos de 1.135m y los detalles como se muestra en el plano E-02, para el tipo de arena mal graduada (SP) determinada en el Estudio de Suelos. -Se comenzar a calzar por la esquina inferior de cada plataforma construida de la vivienda. -En el plano E-02 se presenta en el detalle de calzadura por franjas horizontales, la elevacin de los piques, se ha trabajado con piques de 1.135x1.135m. -Los piques se realizarn alternadamente de manera que entre pique y pique de trabajo quedarn como mnimo, tres piques sin excavar de distanciamiento. -En el plano E-02 se ha numerado por etapas los piques, siguiendo el Reglamento Nacional de Edificaciones R.N.E., este procedimiento se hace para cada franja horizontal indicada. -La calzadura obedecer a los mismos principios de mampostera, quedando por lo tanto las juntas verticales siempre interrumpidas, o sea la mitad del ancho de los piques de la calzadura superior. -Habr pues un desfasamiento de medio pao entre las calzaduras superior e inferior, que permitir una trabazn adecuada entre los paos calzados. -No se proceder a excavar los piques correspondientes al segundo nivel, calzadura inferior, mientras no haya sido totalmente cubierta la calzadura superior. Para calzar la parte inferior se seguir paso paso el mismo mtodo empleado en el nivel anterior, con la nica salvedad de que las calzaduras inferiores no tendrn sus juntas verticales en el mismo plano vertical que las tienen las calzaduras superiores. -Se debe calzar inmediatamente despus de realizado el pique para que el muro permanezca el menor tiempo sin cimentacin. Esta misma razn obligar a ejecutar la excavacin la excavacin del pique en 11 etapas. -La primera excavacin no tocar la parte del terreno comprendida directamente bajo el muro. El pique por tanto quedar excavado a plomo del paramento exterior del muro por calzar. -Slo cuando haya llegado a excavarse as el pique y hasta su franja horizontal, se proceder entonces a la segunda excavacin de la segunda excavacin de la franja horizontal que quedar comprendida bajo el muro y cuya penetracin no ser nunca mayor que el espesor del muro. -Es recomendable que el espesor o la penetracin de la calzadura inferior, sea mayor que el de la superior. Se consigue una mayor estabilidad. -En calzaduras de muros en mal estado y para evitar asentamientos, podr emplearse concreto de cemento de fragua rpida.

Captulo

5 REFERENCIA BIBLIOGRAFICA Reglamento Nacional de Edificaciones R.N.E., Ttulo VII-III-4.23

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PANEL DE FOTOS.

Foto N1: Vivienda afectada por la excavacin del lote N 9, se recomend calzar los cimientos para el sostenimiento de los cimientos.

Foto N2: La vivienda no sufri derrumbes debido al relleno controlado de tipo afirmado del segundo estrato encontrado, sin embargo, ha sufrido asentamientos aislados los cercos perimtricos contiguos, evidencindose por fisuras y grietas en muros y pisos.

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Foto N3: Se observa la grieta producido por el asentamiento debido a la excavacin contigua.

Foto N4: Se muestra la fisura vertical en la pared de la plataforma 5.

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Foto N5: La foto muestra la grieta producido en la plataforma 4.

Foto N6: Otra grieta que se muestra en el cambio de plataformas 4 y 5 aledao a la excavacin vecina.

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calculo de la calzadura d-d

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