cimentaciones tema 1

Cálculo estructural de cimentaciones superficialesCimentaciones superficiales 1

Cimentaciones. Tema 1.

Introducción.

Condiciones previas de diseño.

Análisis de la tensión admisible.

UNIVERSIDAD DE CANTABRIADpto. de Ciencia e Ingeniería del Terreno y de los Materiales

Master Ingeniero de Caminos, C. y P.


*Cimentaciones Superficiales: zapatas aisladas,zapatas combinadas, zapatas corridas, losas

Se denomina cimentación a todo elemento cuyo fin es soportar la estructura y las cargas que actúen sobre ella, transmitiéndolas al terreno

TIPOS DE CIMENTACIONES

Tipología de cimentaciones

DB

D/B = 1,50-2,0 (Criterio arbitrario)


*Cimentaciones semi-profundas: pozos de cimentación

*Cimentaciones profundas: pilotes, micropilotes, cajones

Tipología de cimentaciones


Dentro de las cimentaciones superficiales, en cuanto a su rigidez:Rígidas o flexibles (interacción suelo estructura)

Tipología de cimentaciones superficiales

• Módulo elástico del material de la cimentación (hormigón)• Dimensiones de la cimentación• Momento de inercia• Módulo elástico (o coeficiente de balasto) del terreno• Coeficientes de Poisson (del terreno y del material de cimentación)• Luz de vano entre dos pilares (en zapata combinada, corrida o losa)

Depende de las características deformacionales de la cimentación y del terreno

Para zapata aislada, en primera aproximación:

EHE, CTE


Proyecto de una cimentación

1. Situación y profundidad mínima

2. Evaluación de la carga a transmitir

3. Tanteo previo de las dimensiones y profundidades

4. Comprobación de hundimiento y asientos. Dimensiones

5. Cálculo estructural

FASES DEL PROYECTO

Condiciones que debe cumplir una cimentación:• Estar situada de forma que no se vea afectada por agentes externos.

Tampoco debe afectar a, o ser afectada por, otras cimentaciones cercanas.

• Ser estable frente al hundimiento

• No tener asientos excesivos

• Mantener la integridad estructural


Fase 1: Situación y profundidad mínima

a) Profundidad de la helada

b) Cambios estacionales de volumen (suelos expansivos)

c) Estructuras próximas, límites de propiedad, excavaciones, etc.

d) Erosión y socavación por agua

e) Nivel freático

f) Defectos subterráneos

g) Suelos colapsables (metaestables)

h) Terrenos muy deformables

Condiciones a tener en cuenta en el diseño:


a) Efecto de la helada

Fenómeno de poca incidencia en EspañaCongelación natural de un suelo

Depende de:

• Temperatura• Tipo de suelo• Granulometría del suelo

(porcentaje y forma de los huecos)

• Grado de saturación

En la congelación hay levantamiento del terreno superior al que cabría esperar por la transformación de agua en hielo (9%), por efecto de la migración de agua.

En el deshielo hay ablandamiento del suelo y pérdida de capacidad portante



• Suelos gruesos (gravas y arenas gruesas) (escasa importancia)

• Suelos medios (limos y limos arenosos) (muy problemáticos, lentejones)

• Suelos finos (arcillas) (menos problemáticos, permeabilidad muy baja)

Suelos susceptibles a la helada (Terzagui y Peck, 1967)

• Suelos perfectamente uniformes: Φ grano < 0,01 mm

• Suelos uniformes: un 10% menor de 0,02 mm

• Suelos graduados: un 3% menor de 0,02 mm

PERMAFROST Suelo permanentemente helado

Según tipo de suelo



Permafrost: en regiones con temperatura media anual inferior a 0º



La cimentación debe situarse a una profundidad:

• En suelos normales, a 3/4 de la máxima penetración de la helada

• En limos saturados, la profundidad total de penetración

• En arenas gruesas o gravas, menos de 3/4

En zonas con permafrost

• Cimentar sobre el permafrost, aislando de forma que el calor del edificio no afecte a esta profundidad

• Salvo en suelos estables frente al deshielo (gravas y arenas gruesas)

Acciones de levantamiento lateral


Congelación del terreno inducida

• Depósitos criogénicos

(GNL, -160ºC)

• Industria alimentación

(-20ºC)


Congelación del terreno inducida

Patología: Levantamiento de

la solera en un almacén de

congelados


Congelación del terreno inducidaSistema de aislamiento y ventilación.


b) Cambios de volumen (Suelos expansivos)

Carácter expansivo asociado con:• Suelos naturales: determinados minerales arcillosos (p.e. montmorillonita),

presencia de yesos u otros sales con riesgo de hidratación

• Suelos no naturales (p.e. escorias siderúrgicas): componentes químicos hidratables (CaO, MgO)

Es necesario que haya cambios en la humedad

Determinación de la expansividad: Mediante ensayos de laboratorio: Índice y Presión de hinchamiento, Lambe


Causas que generan cambios de humedad

• Cambios estacionales (problema en climas áridos o semiáridos)

• Alteraciones del equilibrio de filtración-evaporación por la propia estructura

• Fugas en las conducciones

• Desecación en climas húmedos:

Raíces de grandes árboles Fuentes de calor: Calderas, hornos, etc.


Profundidad de la zona activa. Depende de• Clima

• Del tipo de terreno (permeabilidad, grietas, etc.)

• En general, en España no suele superar los 3 a 4 m. En Sudáfrica se han

medido profundidades de hasta 15 m.



Soluciones constructivas• Independizar la cimentación de la zona activa, apoyando bajo ella. Cimentación tipo

palafito

Pozos Columnas de grava, jet grouting.

Pilotes

• Cimentar en la zona activa

Mediante zapatas a la presión de hinchamiento Estructuras rígidas (que uniformicen el levantamiento).



Soluciones constructivas

• Cimentar en la zona activa (cont.)

Estructuras flexibles (naves de almacenamiento isostáticas)

Permitir la expansión controlando su dirección

• Aislamiento de la zona activa

Superficial: Pavimentación, aceras.

Profunda: drenajes

• Sustitución

Material granular inactivo.

Misma arcilla compactada, con o sin adición de cal

• Estabilización mediante inyecciones


c) Cimentaciones próximas

• Deformaciones del terreno de apoyo

• Posibles inestabilidades

Las cimentaciones pueden influirse entre sí, con independencia de si son de la

misma construcción o son cimentaciones de distintas construcciones. Esto incide en:

Concepto de bulbo de tensiones:

Zona del terreno bajo la cimentación que sufre un incremento de tensiones igual o superior al 10% de la tensión media en base de zapata.

Incremento del bulbo de tensiones por efecto de la proximidad (según C.T.E.). Implica mayor asiento



La construcción de una nueva cimentación puede producir daños en las existentes:

• Incrementos tensionales asientos adicionales

• Si hay que excavar por debajo de la cimentación existente:

Reducción de la seguridad a hundimiento de la existente

Posible inestabilidad global de la existente si la nueva es más profunda (descalce)

Asiento por rebajamiento de la capa freática

Daños por las maniobras de excavación

Lo anterior es tanto más acusado cuanto más profunda sea la nueva cimentación y más cercana se encuentre

Nueva

ExistenteBN

BE

ze

m

• Recomendaciones empíricas:

Cota base nueva ≥ Cota base existente

m ≥ ze

m ≥ max. (BN , BE)



• Recomendaciones empíricas (cont.): Cota base nueva < Cota base existente

m ≥ ze en rocas* y suelos duros

m ≥ 2 · ze en suelos flojos a mediosC.T.E.

* Comprobar plano de discontinuidad

• Soluciones constructivas (si es necesaria excavación)

Excavación contenida

A veces es posible una cimentación profunda en lugar de excavar

Pilotes

Zapata micropilotada

Existente

NuevaExistente Nueva

• La influencia de la excavación se mantiene aunque la cimentación existente sea profunda



• Meandros. Socavación de márgenes.

• Avenidas. Socavación general del fondo. Depende del calado, pendiente media, ancho del cauce y

tamaño medio de partícula de suelo.

Del orden del incremento del nivel de aguas respecto al

calado normal del río. A veces puede ser muy superior

(hasta 3 veces mayor).

Cimentar a profundidad 4 veces superior del incremento.



• Socavación de pilas y estribos

Depende del calado, y del ancho, forma y orientación de

la pila.

Es del orden de 0,4 a 1 vez la altura de calado, siendo

mayor cuando menor sea éste.

Debe sumarse a la socavación general

pila



Escollera de protección (puede sustituirse por gaviones)


• Defensas antierosión

e = excavación local

Losa de hormigón en el lecho del río (protegidos los bordes con escollera)

• Cimentaciones profundas


Bajo N.F. hay más dificultades constructivas Menor resistencia Problemas asociados a la variación del nivel freático

• Descenso de N.F. incremento de tensión efectiva asientos en terrenos blandos.

• Elevación del N.F.:Incremento subpresión ¿flotación de la estructura?: (p.e. depósitos subterráneos con poca carga)

Reducción del peso del terreno reducción de la presión de hundimiento de la cimentación.

e) Nivel freático


• Fallas

• Carstificación


• Minas, galerías, conducciones

• Cavidades y rocas volcánicas

Calizas

Yesos

• Obliga a un reconocimiento

exhaustivo en los apoyos (p.e.

zanja perimetral y/o más de un

sondeo en cada zapata)



Problemática de los terrenos yesíferos

Superficial (cavidades)

Profundo (expansión)

Faraco (1972)

Re-depositado (colapso)

Cálculo estructural de cimentaciones superficialesCimentaciones superficiales


Soluciones constructivas• Excavación de picos y relleno con hormigón

• Relleno de huecos superficiales

Plano de cimentación previsto

Hormigón ciclópeo o pobre

Planta: Separación 0,90 mSeparación 1,80 mX

• Inyecciones

Bajo zapata o losaBajo punta de pilote

24

• Micropilotes bajo zapata o losa

• Excavación del terreno y sustitución por material compactado (el mismo suelo o de aportación) en carst yesífero.


g) Suelos colapsables

24

Reducción brusca de volumen asociado con:• Eliminación de presiones intersticiales de succión por efecto de inundación. En

terrenos semisaturados con muy baja compactación (p.e. vertederos de excavación, residuos de construcción, echadizos)

• Disolución de enlaces cementados entre partículas (cemento calcáreo o yesífero) por efecto del agua: p.e. loess, limos yesíferos.

• Rotura por concentración de tensiones en contactos puntuales: escolleras de roca blanda, rellenos con material volcánico.

Soluciones constructivas• Remover el material y recompactarlo

• Compactación desde la superficie (mejor en material granular)

• Columnas de grava

• Inyecciones del terreno

• Cimentación profunda


• Depósitos recientes de arcillas y limos saturados, generalmente con materia orgánica, turba, y nivel freático muy elevado: llanuras aluviales y marismas.

• Depósitos de fangos procedentes de industria y minería.

• Vertederos de residuos sólidos urbanos.


• Eliminación del material (si la profundidad es escasa)

• Columnas de grava

• Precarga

• Precarga acelerada con drenes verticales

• Cimentaciones superficiales muy flexibles y de escasa presión transmitida al terreno

• Cimentación profunda

h) Terrenos muy deformables

Materiales


Análisis de la tensión admisible

Estado límite en servicio: Las deformaciones del terreno producidas por las

cargas de servicio deben ser admisibles, evitando:

• Daños estructurales

• Afección a la estética o funcionalidad de una obra

Estados límite en la Geotecnia.

Estado límite último: La estructura debe tener un suficiente margen de

seguridad frente a la rotura frente

• Hundimiento

• Deslizamiento

• Vuelco

• Estabilidad global



Ps

Pu

ss

s

P

S (servicio)

U (rotura)

Asiento, s

Car

ga, P

Estado límite en servicio:

Estado límite último:

Análisis basado en soluciones elásticas*

Análisis basado en soluciones de la plasticidad

Análisis basado en el coeficiente de balasto



Teoría de la elasticidad: 15 ecuaciones, 15 incógnitas (6σ, 6ε, 3δ)

Suma de fuerzas en un cubo elemental =0

Ley de Hooke generalizada

Compatibilidad:

no huecos

no solape

(3 ecuaciones)

(6 ecuaciones)

dxdy

dz

0

0

0

interno Equilibrio 1)

zzyzxz

yyzyxy

xxzxyx

zyx

zyx

zyx

yzz

zxy

yxx

zyyz

zz

xzxz

yy

xyxy

xx

entosdesplazamiy nesdeformacioentrerelación 3)

yzyzyz

xzxzxz

xyxyxy

yxzz

zxyy

zyxx

GE

GE

GE

E

E

E

1)1(2

1)1(2

1)1(2

1

1

1

nesdeformacioy tensionesentreRelación 2)

(6 ecuaciones)

En 2 dimensiones: 8 ecuaciones, 8 incógnitas (3σ, 3ε, 2δ)



Teoría de la plasticidad: 16 ecuaciones, 16 incógnitas (6σ, 6ε, λ, 3δ)

Suma de fuerzas en un cubo elemental =0

Compatibilidad:

no huecos

no solape

(3 ecuaciones)

(6 ecuaciones)

dxdy

dz

(6 ecuaciones)

yzz

zxy

yxx

zyyz

zz

xzxz

yy

xyxy

xx

entosdesplazamiy nesdeformacio entrerelación 4)

0cossen22

:Coulomb-Mohr

rotura)de(criterio dplasticida deCondición 2)

22

czxxz

zx

ij

g

ij : nesdeformacioy tensionesentreRelación 3)

(1 ecuación)

En 2 dimensiones: 9 ecuaciones, 9 incógnitas (3σ, 3ε, λ, 2δ)

0

0

0


zzyzxz

yyzyxy

xxzxyx

zyx

zyx

zyx



Teoría de la plasticidad (2 D):

(2 ecuaciones)

(3 ecuaciones)

(3 ecuaciones)

0cossen22

:Coulomb-Mohr

rotura) de (criterio dplasticida deCondición 2)

22

czx

xzzx

ij

g

ij : nesdeformacioy tensionesentreRelación 3)

(1 ecuación)

0

0


zzxz

xxzx

zx

zx

dx

dz

z

zx

x

zz

xzxz

xx

entosdesplazamiy nesdeformacio entreRelación 4)

3 ecuaciones,

3 incógnitas (σx, σz, xz)



Soluciones del análisis elástico o plástico:

Se convierte en un problema matemático definido por una serie de ecuaciones diferenciales

con incógnitas (tensiones, deformaciones y desplazamientos). Su solución puede ser:

• Analítica, integrando hasta obtener expresiones algebraicas de las incógnitas

• Numérica, por medio de métodos numéricos

Sólo puede obtenerse una solución analítica en casos sencillos: geometría y cargas

sencillas, relación entre tensiones y deformaciones simples (elasticidad). Se dispone de

soluciones analíticas en:

• Determinados casos elásticos en 2 D, e incluso en 3 D

• Sólo determinados casos plásticos en 2 D. No existen en 3 D.

SOLUCIÓN EXACTASOLUCIÓN APROXIMADA



Parámetros resistentes y deformacionales:

• Parámetros resistentes Los correspondientes al criterio de rotura:

Modelo de Mohr - Coulomb

Otros modelos: Hardening-Soil, Cam-Clay, etc.

• Parámetros deformacionales

Modelo Elástico

A largo plazo c,

A corto plazo cu, = 0

Lineal E,

No lineal E(), ()

Lineal variable en el espacio E(x,y,z), (x,y,z)

Modelo edométrico Cc , Cs , (Cv ) E, E edom.

Modelo de Winkler Coeficiente de balasto



Obtención de parámetros

• Mediante ensayos de laboratorio

• Mediante ensayos de campo

Interpretándolos según el modelo de

comportamiento correspondiente

Requiere la ejecución de varias pruebas por

ensayo

Interpretándolos según el modelo de

comportamiento correspondiente

Si el modelo tiene dos o más párametros, sólo

se obtiene una relación entre ellos

• Mediante pruebas penetrométricas(penetrómetros dinámicos)

Obteniendo los parámetros según correlaciones

estadísticas

Obteniendo directamente la presión de

hundimiento y asientos mediante correlaciones

estadísticas



Valores mínimos para el coeficiente de seguridad

Situación Acción permanente Acción extraordinaria

Hundimiento 3 2

Vuelco 2 1,5(1,33 CTE)

Deslizamiento 1,5 1,1

Estabilidad general 1,5 (1,8 CTE) 1,2

Estado límite último: Estudio en rotura (análisis plástico) Obtención de la carga de

rotura Aplicación del coeficiente de seguridad Carga admisible. (Usualmente

más limitativo a C.P.)

Estado límite en servicio: Estudio de movimientos (asientos) Mediante modelo elástico o

edométrico u otros No deben superar ciertos valores. (Usualmente más limitativo a L.P.)

• Asiento máximo admisible 2,5 cm en arenas y 5 cm en suelos arcillosos.

• Asiento máximo en losas de cimentación de 5 cm• Distorsión angular máxima de 1/300 para estructuras

isóstáticas, y de 1/500 para estructuras hiperestáticas (reticuladas)

• Distorsión angular máxima de 1/700 para estructuras de paneles pefabricados, y de 1/2000 para muros de carga sin armar.

δ, descontando el movimiento de sólido rígido

L angular, Distorsión

L


Carga de hundimiento

Dos situaciones de cálculo:

• A largo plazo:

MUY IMPORTANTE

• A corto plazo:

Disipación de presiones intersticiales generadas por la carga

En todo tipo de suelo

Estudio en tensiones efectivas ’ = – u

parámetros resistentes efectivos c ,

No disipación de presiones intersticiales generadas por la carga

En suelos cohesivos

Estudio en tensiones totales

parámetros resistentes totalesc = cu ,


Carga de hundimiento

Cimentación rectangular equivalente (existencia de momentos):

eB

V

MBML

B

eL

HL

HB

B

L

B

L

B*

L*

Ancho equivalente B* = B-2eBLongitud equivalente L* = L-2eL

eB = MB / VeL = ML / V

eB

V

MBML

B

eL

HL

HB

B

L

B

L

B*

L*

Ancho equivalente B* = B-2eBLongitud equivalente L* = L-2eL

eB = MB / VeL = ML / V

• Las dimensiones equivalentes se mantienen durante el cálculo a todos los efectos

• La cimentación real (no la de cálculo) tiene dimensiones B y L


Presión de hundimiento

fNBfNqfNcp qqccvh ....21.... *

f es el producto de diversos coeficientes que introducen circunstancias distintas a las relejadas en la figura.

Método 1: Ecuación analítica de Brinch – Hansen (ver G.C. pp. 97 a 104)

Peso específico efectivo (sólo a largo plazo)

(G. C.)

NF hw

’

ap


Método 1: Ecuación analítica de Brinch - Hansen (cont.)

,

LBf

*

*s

,

BDf d

c, ,

VH

f hund.

hund.i

,f t

,

capa prof.Bf

*

Factor de forma Factor de profundidad

Factor de inclinación (carga horizontal)

Factor de proximidad de talud Factor de inclinación del plano de apoyo ,f r

Factor de capa rígida(no lo contempla G.C.)




Método 2: Del ensayo presiométrico (ver G.C. pp. 94-95)

Método 3: Del ensayo penetración estática (ver G.C. pp. 96-97)

Cálculo estructural de cimentaciones superficialesCimentaciones superficiales44

Interpretación ensayo presiométrico

Sonda presiométrica

Curva presiométrica corregida

44

La curva de campo (curva bruta) debe corregirse para• Restar la presión necesaria para expandir la camisa en vacío

(corrección de la presión por rigidez de la camisa) curva de inercia.

• Restar la deformación de la membrana por:

por compresión radial contra la pared del sondeo

por estiramiento radial de la camisa (efecto Poisson)


Interpretación ensayo presiométrico

Determinación del módulo de elasticidad

A partir de la presión de fluencia pf se entra en régimen elastoplástico

• En arenas solución teórica compleja.

• En terrenos cohesivos a C.P. (material tipo Tresca) la solución teórica es

00 rΔr2G

VΔVG Δp

VΔVln

cGln1c σ p

uu0

2

20

0 rr1

ΔVVΔV

VΔV

uu0L c

Gln1c σ p

siendo y en el límite 1VΔV

por lo que la presión límite resulta

Para obtener pL un método adecuado es dibujar los resultados del ensayo (últimos puntos, p>pf) en ejes p - ln(V/V) y estimar el valor de pL cuando V/V = 1


Método 4: Ensayos de penetración dinámica (sólo en materiales granulares)Es un método de limitación de asientos, basado en el método de Meyerhoff (1956, 1965), para asiento igual a 1 pulgada. Dos formulaciones C.T.E. y G.C.

El C.T.E. establece la expresión para un asiento St a fijar por el proyectista, siempre que sea menor de 25 mm. No considera efecto del agua.

Presión admisible

(profundidad del plano de cimentación)


Presión admisible

Método 4: Ensayos de penetración dinámica (sólo en materiales granulares)La Guía de Cimentaciones plantea una expresión alternativa, con asiento de 1 pulgada (2,54 cm).


Presión admisible

Método 4: G.C. (cont.)

• Factor fl de filtración

• Factor fw de influencia del N.F.

NF hw

N (SPT) puede obtenerse, aparte del propio ensayo, de : De correlaciones entre SPT y otro ensayos de penetración dinámica (DPSH, DPH, etc)

A partir del ensayo de penetración estática


Presión admisible en rocas

u

tq

q.101

001(%)

1 33RQD

ms

Factor de tipo de roca (de tablas) o

Factor de diaclasado 3

03210 p

qpp uvadm

donde:pvadm = presión admisible siempre menor que 5 MPa

p0 = presión de referencia (1 MPa)

qu = resistencia a compresión simple de la roca sana

Método 1: de la Guía de Cimentaciones (ver G.C. pp. 91 a 94)

Factor de grado de meteorización (de tablas)

qu > 1 MPa RQD > 10% Grado alteración < IV


Presión admisible en rocas

Método 2: del C.T.E.


Asientos

Clases de asiento

Arcillas:

Arenas (también en rocas):

• Asiento instantáneo o inmediato (sin drenaje), su

• Asiento de consolidación, sc

Asiento total, sf = su + sc

• Asiento total = asiento instantáneo con cambio de volumen , sf

Métodos de cálculo

Teoría elástica en todo tipo de suelo y roca

Teoría edométrica sólo para arcillas


Asientos

Consiste en considerar el terreno como un medio elástico lineal, homogéneo e isótropo (semiespacio de Boussinesq) con E y

Hay soluciones para diferentes casos, considerando:

Método 1: Método elástico

• Sobrecarga flexible p y terreno indefinido• Sobrecarga flexible p y terreno con capa rígida• Carga rígida (vertical, horizontal y momento) y terreno indefinido

E

- 1 B p s2

∞E,

B

p

E,

Capa rígida

hh

B

p

∞E,

B

Q

EB

- 1 Q s2

donde depende de la relación entre las dimensiones B y L de la carga


Asientos

Método 1: Método elástico

Arcillas:

Arenas:

• Para asiento instantáneo o inmediato (sin drenaje), su

Parámetros sin drenaje

Eu y u

• Para asiento final, sf Parámetros E y

• Sólo asiento final, sf Parámetros E y

0,5 1 2

E 3 E uu

Según el asiento sea el instantáneo o el final, los parámetros a utilizar son:

El método elástico lineal permite la aditividad: Scarga 1 + Scarga 2 = Scarga 1 + carga 2

Si el terreno es multicapa, hay 2 soluciones:• Sobrecarga flexible y terreno multicapa (Steimbrenner)• Sobrecarga rígida y terreno homogéneo equivalente (G.C.)


Asientos

Método 2: Método edométrico (arcillas). Corrección de Skempton - Bjerrum

El asiento total es la suma de:

• Asiento instantáneo (elástico) con Eu y νu (=0.5)

• Asiento de consolidación

puede estudiarse según el método edométrico con parámetros deformacionales Cc y Cs

Pero las condiciones bajo una zapata no son de carga confinada, por lo que el asiento de consolidación sc* es algo distinto al edométrico sedom

y habrá que corregirlo por un parámetro μ que depende de la geometría y del tipo de terreno

arcilla

Q

sc* arcilla

Sobrecarga de terraplén amplio

sedom


siendo = A + . (1-A)sc* = sedom .

A coeficiente de Skempton coeficiente de influencia de la carga

Asientos

Método 2: Método edométrico (arcillas). Corrección de Skempton - Bjerrum

Tipo de suelo A

Arcillas blandas susceptibles > 1

Arcillas normalmente consolidadas 0,5 – 1,0

Arcillas sobreconsolidadas 0,25 – 0,5

Arcillas arenosas muy sobreconsolidadas 0 – 0,25

DesviadoruA

El coeficiente A puede obtenerse de ensayos triaxiales para tensiones similares a las de servicio de la cimentación.

En su defecto puede utilizarse la tabla adjunta

El coeficiente depende de la forma y ancho B de la zapata y del espesor H del suelo


Asientos a partir de ensayos de campo

Método 3: Placa de carga • En terreno arcilloso, se supone E constante con la profundidad. Aplicando el método

elástico, para la misma presión y geometría:

geometría ,

geometría ,

fE

pBs

fE

pBs

zz

pp

p

z

p

z

BB

ss

2

00

. 2

BB

Bss

z

zz− Terzaghi y Peck proponen la siguiente relación del asiento de una zapata con el asiento de una placa de ancho B0 = 0,30 m

• ¡¡Cuidado con los terrenos estratificados!!

• En terreno arenoso E crece con la profundidad. No es aplicable la relación anterior

2

0

0

BBBB

BB

ss

z

p

p

z

p

z− Para otra placa de ensayo cuyo ancho Bp es distinto de

0,30 m, la relación resulta ser:



Método 4: de Schmertmann. Datos del penetrómetro estático CPT

En arenas

lim

021 ....

z

zi

i

zi zEI

pCCs pp

C

01

'.5,01

1,0)(log.2,01 102

añostC

fajaenacqE

circularesocuadradaszapatasqE

c

c

arg.5,3

.5,2

Izi

Tipo de suelo qc/Nspt (MPa)

Limo arenoso 0,25Arena fina limosa 0,30

Arena media 0,40Arena gruesa 0,50



Método 5: de Burland y Burbridge. Datos del penetrómetro dinámico SPT

En arenas. Es un método basado en un estudio estadístico.

0

...ppaffs fhs donde

cvv

cvcv

ppsipp

ppsippp

.31

.32

z

Na

SPTf .7,1

4,1

75,0

0

*

0 .

LBLz

siendo la profundidad de referencia “z”

pc presión de preconsolidación

pv = V/(B* . L*)

para terrenos N.C. pc = 0

m 1 0 L

MPa 10 p



Método 5: de Burland y Burbridge (cont.).

1 si

para .2

.25,0.25,1

2

**

*

shs

sss

h

s

HfHz

Hzz

Hz

Hf

BLLf

Espesor del estrato deformable bajo el plano de cimentación

Condiciones de aplicación para resultados SPT

No se aplica corrección por estado tensional del terreno (GC, pp. 88 y 89)

Se aplica corrección por eficiencia si ésta se conoce (GC, pp. 88 y 89)

Si el terreno se trata de gravas se mayora el resultado SPT por 1,25

Se toma el valor medio de NSPT entre la profundidad del plano de cimentación y la profundidad de referencia “z” (sumada a la profundidad del plano de cimentación)

cimentaciones tema 1

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