cimentaciones en terrenos plásticos y elásticos - copia.pptx

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Susan Gabriela Quiroz Aguilar 20031007110Escuela de Arquitectura Universidad Nacional Autónoma de Honduras U.N.A.H.

Cimentaciones en Terrenos Plásticos y Elásticos.

2Susan Gabriela Quiroz Aguilar 20031007110 Facultad de Arquitectura Universidad Nacional Autonoma de Honduras U.N.A.H.

Conte

nid

o• Que es plasticidad• Introducción al estudio de suelos

plásticos y elásticos• Explicación de las cargas de

cimentaciones sobre suelos (esfuerzos)

• Cimentación por sustitución• Cimentación balanceada• Cimentaciones sobre suelos• Cambios de volumen en el suelo

(ejercicio ejemplo)• Algunas formas para evitar los daños

producidos por la expansión de la arcilla

• Que son asentamientos y todo acerca de ellos

• Tipos de asentamientos• Tecnologías para medición de

asentamientos

3Susan Gabriela Quiroz Aguilar 20031007110 Facultad de Arquitectura Universidad Nacional Autónoma de Honduras U.N.A.H.

DEFINICIÓN DE PLASTICIDAD EN TERRENOS:

L. Contracción

L. Plástico L. Líquido

100 W%

Semi - Sólido PlásticoSólido Contracción

Líquido

Lim

ites

o f

ronte

ras

La plasticidad es la propiedad que expresa la magnitud de las fuerzas de las películas de agua dentro del suelo ya que éstas permiten que el suelo sea moldeado sin romperse hasta un determinado punto. Es el efecto resultante de una presión y una deformación.

La magnitud de la deformación que puede soportar un suelo con un determinado contenido de humedad está dada por la distancia que las partículas pueden moverse sin perder su cohesión. Para conocer la plasticidad de un suelo se hace uso de los limites de Atterbeg.


En los terrenos plástico y elásticos, donde las deformaciones pueden ser grande, es preciso tener mucho cuidado al proyectar las cimentaciones a efecto de que al hacerlo estas sean las adecuadas.

Generalidades

Para estudiar como, los efectos del suelo actúan en la estructura estudiemos el siguiente ejemplo:se considera dos cargas distinta P y P´ las cuales esta soportadas por las zapatas cuadradas, cuyos lados son, L y L´.

se puede observar que las cargas que se presentan tienen distintas magnitudes, aplicadas a la misma masa de suelo, y se estudia su efecto en el seno del terreno en distintos planos , a distintas profundidades.


Si se analiza que medida que se profundiza en los distintos niveles, o planos, la carga que actúa sobre el área de contacto ,Produce un incremento en la Masa de suelo que esta debajo de Este. El efecto es producido por Transmisibilidad.

Por ende la masa de suelo mas cargada ,es de la derecha ya que tiene mas carga.Si la carga es mayor crece también el esfuerzo en la masa de suelo como en p’.

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Cimentación por sustitución.

Es una cimentación profunda en el cual el material extra excavación en el terreno y en el proporcional de la construcción se debe conocer el tipo de estado coincidencia el peso volumétrico de cada una de las capas que se construyen en el terreno a excavar, para que el peso sea perfecto, se deben nivelar con el de la construcción perfectamente conocida. en otras palabras significa sustituir, o sea, quitar peso del terreno y le poner peso de estructura.

Entonces para conseguir una cimentación estable todos los puntos deben descender en las mismas cantidades y a la misma velocidad ya que todas las construcciones tienden a asentarse en cierto grado permisible.


Cimentación balanceadaEs aquella cimentación que se realizó de manera efectiva en el proceso de consolidaciónY en cualesquiera que fuese la época los planos debajo de la cimentación se consolidaron de manera igual y a la misma velocidad sin perturbar el equilibrio del terreno.

Por otro lado cuando se va a cimentar las profundidades de desplante (Df) (altura desde la superficie de suelo hasta la base de la zapata) para todas las zapatas deben ser iguales,Esto permitirá el esfuerzo del terreno igual en todas las piezas.


Las cimentaciones se realizan algunas veces sin hacer un estudio previo del suelo, y sin saber con que tipo de suelo estamos tratando puede llevarnos a una falla en la estructura soportada por el mismo.

Entre la variedad de suelos existentes uno de los considerados mas problemático es el suelo arcilloso ya que debido a su estructura este tipo de suelo tiende a expandirse en épocas de lluvia y en épocas calurosas tiende a contraerse, viéndose afectadas en mayor grado las zapatas de estructuras livianas que sus opuestas las zapatas de estructuras pesadas.

Si la arcilla se encuentra a considerable distancia bajo la superficie no se expande y contrae tanto como cuando se encuentra cerca de la superficie, ya que la primera es menos afectada por los cambios de clima. Por lo tanto los daños por levantamiento de las zapatas pueden ser reducidos colocando estas, a suficiente distancia bajo la superficie.

Observemos un ejemplo

Suelos


El alto índice de plasticidad como consecuencia de los minerales activos produce lo que observamos en el video expansiones y contracciones, entonces si al realizar un estudio de suelo nos encontramos con arcillas, se le hace una prueba de expansión libre, presión de expansión y limite de contracción de estado natural.

La expansión libre se determina humedeciendo una muestra inalterada y midiendo un incremento de volumen de la misma generalmente la prueba se hace bajo una presión normal de 1.0 lb\in2(0.07 kg\cm2) y se le llega a conocer como presión de expansión que algunas arcillas llegan hasta 10 kg\cm2.


Para calcular los cambios de volumen en el suelo podemos usar la formula:

En donde representa la contracción volumétrica por

unidad de volumen original.

Cambios de volumen en el suelo


Realicemos este ejercicio ejemplo


Algunas veces cuando hemos realizado el estudio de suelo y se nos dificulta invertir en un proceso para mejorar su estabilidad por lo caro económicamente hablando que pudiese resultar, tomamos opciones que mejoran el desempeño de nuestra estructura y a continuación se las mencionaremos.

Algunas veces cuando se colocan vigías en la cimentación sobre arcillas desecadas, dichas vigas pueden ser reventadas debido a la presión que sobre ellas provoca la arcilla al sufrir expansión.

Algunas formas para evitar los daños producidos por la expansión de la arcilla


Paja o hierba empacada

La forma mas simple de proveer dicho vacío bajo las vigas consiste en excavar u os 50 cm debajo de estas y luego colocar el material en estado suelto a fin de que la arcilla tenga espacio para sus movimientos, en muchos casos ha dado muy buenos resultados ya que cuando la arcilla se expande comprime a la paja o hierba empaquetada evitando asi que presione fuertemente sobre las vigas


Arcilla desecadas

Es un método que se puede usar ocasionalmente, ya que no es completamente seguro,Es aflojar la arcilla unos 30 cm y colar sobre ella el piso armado, como puede verse en la figura 22.5.

Si la arcilla desecada es del tipo poco expansiva, el método anterior puede resultar satisfactorio y evitar así daños al piso y a la construcción. Sin embargo, es necesarioAdaptar la profundidad ‘h’ a las circunstancias y condiciones existentes, o sea que el volumen que debe comprimirse la arcilla floja debe ser mayor, o por lo menos igual,Al volumen que se hinchará la arcilla inalterada bajo la capa aflojada.


Un método efectivo para proveer vacío bajo losas de piso colocadas sobre un suelo expansivo y dentro de la cual la arcilla puede hincharse sin producir presión de levantamiento es mediante el empleo de cajas de fibra de plástico o de contacto.

En vez de cajas de concreto cajas o tubos de cartón como se muestra

Vacío bajo losas


Descenso que experimenta un edificio o estructura a medida que se consolida el terreno situado bajo el mismo.

Los asentamientos son presentes en toda estructura edificada sobre el suelo.

Sin embargo estos asentamientos pueden ser medibles y lo mas importante deben de ser permisibles o aceptable hasta cierto rango. El no tener en cuenta esto influye en fallas en la estructura y cambiar el aspecto de la estructura provocando grietas en los muros e inclinaciones, así como también alterar el servicio de la estructura inclusive el asentamiento puede hacer que la estructura del edificio falle o colapse por completo.

Asentamientos


Siempre que se aplique una carga al suelo, se desarrollan fuerzas de contacto entre partículas adyacentes y estas fuerzas se descomponen en fuerzas normales y tangenciales a la superficie de contacto.

Las partículas individuales se deforman como resultado de estas fuerzas; el tipo de deformación es elástica y plástica en las inmediaciones de contacto

La deformación que sufre un suelo es resultado de la deformación de las partículas individuales, pero la experiencia ha demostrado que la contribución principal a la deformación general se debe al deslizamiento entre las partículas junto con la reorganización de las mismas .

Causas de los asentamientos


Para estimar la magnitud de los asentamientos se debe tomar en cuenta varios mecanismos:

• Compactación: es el arreglo artificial de partículas para que se junten mas de como están, transfiriéndole energía atreves de mecanismos y maquinaria al suelo.

• Consolidación: es el efecto del aumento de la carga que produce una presión al agua contenida en los poros, una reducción de la carga puede causar expansión cuando el suelo esta saturado, los suelos mas susceptible son arcillas y limos normalmente consolidados.

• Cambios de humedad: Abatimiento de nivel del agua subterránea, cuando se bombea agua de una excavación, el nivel freático del área circundante puede disminuir, y esta reducción de las condiciones hidrostáticas puede causar asentamientos


• Efecto de los cambios de temperatura

• Socavaciones: es la remoción del material por acción de corrientes superficiales, pero también ocurre cuando se fracturan los drenajes y ductos de agua.

• Perdida de soporte lateral: que ocurre cuando se hacen excavaciones en las inmediaciones de la estructura y conlleva a la inhabilitación de la capacidad de carga que puede soportar el suelo que esta justo debajo de la cimentación.

• Cargas: pueden ser cargas estáticas y cargas dinámicas la mejor manera de evitar asentamiento es formular las medidas de prevención y identificar los mecanismos generadores


Asentamiento elástico

Asentamiento por consolidación primaria

Asentamiento por consolidación secundaria

Asentamientos totales

Asentamiento en los extremos

Asentamiento en uno de los extremos

Asentamiento cerca del centro

Asentamiento variable

Tipos de Asentamientos


• Palacio de bellas artes de México.Cimentado en una base de concreto sobre las arcillas bentoniticas de la zona del fondo del lago de Texcoco.Siendo estas arcillas altamente compresibles, se han ido consolidando y el edificio se a ido asentando.

• Edificio de apartamentos en rio de Janeiro.

Tuvo un colapso total de la estructura


• Fallas menores.


Gracias por su atención…

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