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1. INTRODUCCIN
En la presente investigacin, destacaremos el tema CIMENTACIONES
PARA TORRES !as Torres de"en contar con #na cimentacin adec#ada$a %#e de esto depende %#e la estr#ct#ra o&re'ca seg#ridad $
comportamiento ra'ona"le
(ependiendo de las caracter)sticas de la 'ona en %#e se constr#$an
estas torres se necesitara de est#dios $ criterios especiales para el
dise*o $ constr#ccin de s#s cimentaciones (e+ando claro %#e las
cimentaciones o apo$os de"en ser dimensionados en "ase a las
caracter)sticas de terreno $ de las cargas de la estr#ct#ra, $ las c#ales
son de distinto tipo de ac#erdo a la #tilidad %#e se "#sca $ al
comportamiento nat#ral del terreno
Tam"in a"ordaremos so"re los c-lc#los para la capacidad de carga, $
as) &acilitar la seleccin del dise*o m-s adec#ado $ e.acto en las
di&erentes condiciones en %#e se p#ede dar, en los c#ales se tomara en
consideracin m#c/os aspectos $ par-metros para el #so correcto de
s#s ec#aciones
En Nicarag#a los tipos de torres m-s representativas son las de tele&on)a
cel#lar $ el caso m-s representativo %#e tomamos en c#enta para la
reali'acin de este tra"a+o, es el dise*o de cimentaciones para torres de
Tele&on)a Cel#lar, #"icada en Alami0am"a1 RAAN
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2. OBJETIVOS
2.1. Objetivo General:
Investigar so"re los tipos de cimentaciones adec#adas para la
constr#ccin de torres en Nicarag#a
2.2. Objetivo E!e"#$"o:
Aprender los conceptos ndamentales acerca de las
cimentaciones para torres
(eterminar las clasi2caciones de las cimentaciones dependiendo
de las condiciones del s#elo
(e2nir el tipo de cimentacin re%#erida para torres de tele&on)a
cel#lar en Nicarag#a
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%. &NTECEDENTES
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'. (&RCO TERICO
'.1. TORRES
3na torre es #n edi2cio de m#c/a m-s alt#ra %#e s#per2cie S#s
nciones p#eden ser di&erentes, pero /istricamente /an sido militares
$ religiosas, adem-s de estticas
3s#almente son estr#ct#ras #tili'adas en Telecom#nicaciones, sirven
para la transmisin de energ)a elctrica, as) como la transmisin de
se*ales, como en el caso de los tel&onos cel#lares
E.isten diversos elementos %#e estas estr#ct#ras de"en soportar, como
antenas de transmisin $ e%#ipos para telecom#nicaciones, entre otros
!a ma$or)a de estas estr#ct#ras son ligeras, por lo %#e en s# dise*o
in4#$en m#c/o los eser'os %#e genera el viento, $ de"ido a s# poco
peso el sismo es #n elemento %#e no a&ecta m#c/o a estas estr#ct#ras
'.1.1. Ti!o )e torre
Estas estr#ct#ras p#eden variar seg5n las necesidades $ las condiciones
del sitio en donde se va$a a colocar As), e.isten desde Torres
Arriostradas 6torres con tirantes7, Torres A#to soportadas, Monopolos,
m-stiles, entre otras
Estas estr#ct#ras podr-n ser de diversas alt#ras, dependiendo de la
alt#ra re%#erida para poder s#ministrar #n correcto ncionamiento
Tam"in la geometr)a de #na estr#ct#ra, como #na torre a#to soportada
por e+emplo, p#ede variar seg5n el &a"ricante de la torre
'.1.1.1.Torre &rriotra)a o &tiranta)a *SobreE)i$"a"ione+
Estas torres c#entan generalmente de
tiranteo arriotrea di&erentes distanciasEl peso %#e genera la torre so"re la estr#ct#ra
e.istente no es m#$ grande, por lo %#e no le
adiciona m#c/o peso a la edi2cacin, sin
em"argo, se de"en de colocar el apo$o de las
torre $ s#s arriostres so"re col#mnas $
elementos
resistentes, por%#e
la descarga de la
torre no podr)a
colocarse so"re #na
losa o alg5n otro
elemento
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inadec#ado, por%#e este podr)a &allar !a "ase
de la torre transmitir- #n eser'o de
compresin en donde est- apo$ada, $ los
arriostres generalmente transmitir-n
eser'os de
tensin
'.1.1.2.Torre &,to o!orta)a
Estas torres se constr#$en so"re
terrenos, en -reas #r"anas o cerros, $
de"er-n de contar con #na
cimentacin adec#ada para poder resistir las
er'as a las %#e est-n sometidas !a
geometr)a de estas torres depende de la
alt#ra, la #"icacin $ del &a"ricante de la torre
'.1.1.%.Torre ti!o (ono!olo *!or et-ti"a )el l,ar+
Estas estr#ct#ras son instaladas en
l#gares en donde se re%#iere conservar
la esttica, p#es son las %#e oc#pan
menos espacio, $ se pintan de alg5n
color o se adornan para %#e se permita
%#e la estr#ct#ra se cam#4a+e $ se
sim#le la vegetacin
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'.2. CI(ENT&CIN
!a cimentacin es la parte de la estr#ct#ra %#e permite la transmisin
de las cargas %#e act5an, /acia el s#elo o /acia la roca s#"$acente
El o"+eto de #na cimentacin es proporcionar el medio para %#e las
cargas de la estr#ct#ra, concentradas en col#mnas o en m#ros, se
transmitan al terreno prod#ciendo en ste #n sistema de eser'os %#e
p#edan ser resistidos con seg#ridad sin prod#cir asentamientos, o con
asentamientos tolera"les, $a sean stos #ni&ormes o di&erenciales
En toda estr#ct#ra es necesario disting#ir dos partes principales8 la
s#perestr#ct#ra $ la s#"estr#ct#ra !a s#perestr#ct#ra, en el caso de
edi2cios, es a%#ella parte de la estr#ct#ra %#e est- &ormada por losas,
tra"es, m#ros, col#mnas, etc !a s#"estr#ct#ra es la parte de la
estr#ct#ra %#e sirve para transmitir las cargas de sta al s#elo de
cimentacin
C#ando los s#elos reci"en las cargas de la estr#ct#ra, se comprimen en
ma$or o en menor grado, $ prod#cen asentamientos de los di&erentes
elementos de la cimentacin $ por consig#iente de toda la estr#ct#ra
(#rante el dise*o se de"en controlar tanto los asentamientos a"sol#tos
como los asentamientos di&erenciales
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'.2.1. Ti!o )e "i/enta"i0n
!a eleccin del tipo de cimentacin depende especialmente de las
caracter)sticas mec-nicas del terreno, como s# co/esin, s# -ng#lo de
ro'amiento interno, posicin del nivel &re-tico $ tam"in de la magnit#d
de las cargas e.istentes A partir de todos esos datos se calc#la lacapacidad portante, %#e +#nto con la /omogeneidad del terreno
aconse+an #sar #n tipo # otro di&erente de cimentacin Siempre %#e es
posi"le se emplean cimentaciones s#per2ciales, $a %#e son el tipo de
cimentacin menos costoso $ m-s simple de e+ec#tar C#ando por
pro"lemas con la capacidad portante o la /omogeneidad del mismo no
es posi"le #sar cimentacin s#per2cial se valoran otros tipos de
cimentaciones
!as cimentaciones se clasi2can de ac#erdo a la prondidad a la %#e
estas se enc#entran, $a sea en8
Cimentaciones S#per2ciales Cimentaciones Semiprondas Cimentaciones Prondas
Siendo las m-s ndamentales las cimentaciones s#per2ciales $prondas
'.2.1.1.Ci/enta"ione S,!er$"iale
Son a%#ellas %#e se apo$an en las capas s#per2ciales o poco prondas
del s#elo, por tener ste s#2ciente capacidad portante o por tratarse de
constr#cciones de importancia sec#ndaria $ relativamente livianas En
este tipo de cimentacin, la carga se reparte en #n plano de apo$o
/ori'ontal
Se considera cimentacin s#per2cial c#ando tienen entre 9,:9 m /asta
; m de prondidad
'.2.1.1.1. Ci/enta"ione "i"l0!ea
En terrenos co/esivos donde la 'an+a p#eda /acerse con paramentos
verticales $ sin desprendimientos de tierra, el cimiento de concreto
ciclpeo 6/ormign7 es sencillo $ econmico El procedimiento para s#
constr#ccin consiste en ir vaciando dentro de la 'an+a piedras de
di&erentes tama*os al tiempo %#e se vierte la me'cla de concreto en
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proporcin de modo %#e esta 'apata ampl)a la
s#per2cie de apo$o /asta lograr %#e el s#elo soporte sin pro"lemas la
carga %#e le transmite El trmino 'apata aislada se de"e a %#e se #sa
para asentar #n 5nico pilar, de a/) el nom"re de aislada Es el tipo de
'apata m-s simple, a#n%#e c#ando el momento 4ector en la "ase del
pilar es e.cesivo no son adec#adas $ en s# l#gar de"en emplearse
'apatas com"inadas o 'apatas corridas en las %#e se asienten m-s de
#n pilar
Para constr#ir #na 'apata aislada de"en independi'arse los cimientos $
las estr#ct#ras de los edi2cios #"icados en terrenos de nat#rale'a/eterognea, o con discontin#idades, para %#e las di&erentes partes del
edi2cio tengan cimentaciones esta"les
Conviene %#e las instalaciones del edi2cio estn so"re el plano de los
cimientos, sin cortar 'apatas ni riostras
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Para todo tipo de 'apata, el plano de apo$o de la misma de"e %#edar
empotrado
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Son a%#ellas %#e soportan #na col#mna disp#esta de tal &orma %#e #na
de s#s caras coincida con el "orde de la 'apata !a necesidad de s# #so
es m#$ &rec#ente de"ido a las limitaciones de colindancia con las
edi2caciones ad$acentes
&&T&S ES5UINER&S
Este tipo de 'apatas aparecen en los edi2cios, "ien en las es%#inas %#econc#rren dos medianer)as o "ien en las %#e conc#rren #na medianer)a
$ #na &ac/ada en l)mites de v)a p5"lica Es por eso %#e este tipo de
'apata es de #so
m#$ &rec#ente en constr#cciones #r"anas $ ciertos tipos de constr#ccion
es ind#striales
'.2.1.1.2.2. a!ata"o/bina)a
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Son a%#ellas ndaciones %#e soportan dos
col#mnas Se opta por esta sol#cin c#ando
se tienen dos col#mnas m#$ +#ntas $ al
calc#lar el -rea necesaria de 'apata para
s#plir los eser'os admisi"les so"re el s#elo
nos da %#e s#s -reas se montan
'.2.1.1.2.%. a!ata "orri)a
!as @apatas Corridas son a%#ellas
%#e recogen m-s de tres pilares
Se aplican normalmente para elsoporte de m#ros P#eden tener
seccin rectang#lar, escalonada o
estrec/ada cnicamente
'.2.1.1.%. 4oa )e "i/enta"i0n
Es #na placa de /ormign apo$ada so"re el terreno %#e sirve de
cimentacin %#e reparte #ni&ormemente el peso $ las cargas del edi2cio
so"re toda la s#per2cie de apo$o
'.2.1.2. Ci/enta"ione ro6,n)a
Se "asan en el eser'o
cortante entre el terreno $ lacimentacin para soportar las
cargas aplicadas, o m-s
e.actamente en la &riccin
vertical entre la cimentacin $ el
terreno Por eso de"en ser m-s prondas, para poder proveer so"re #na
gran -rea so"re la %#e distri"#ir #n eser'o s#2cientemente grande
http://www.construmatica.com/construpedia/Pilarhttp://www.construmatica.com/construpedia/Pilar -
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para soportar la carga Alg#nos mtodos #tili'ados en cimentaciones
prondas son8
'.2.1.2.1. ilote
Son elementos de cimentacin es"eltos %#e se /incan 6pilotes de
despla'amiento pre&a"ricados7 o constr#$en en #na cavidad
previamente a"ierta en el terreno 6pilotes de e.traccin e+ec#tados in
sit#7 Antig#amente eran de madera, /asta %#e en los a*os
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El comportamiento del s#elo soporte &rec#entemente controla el de la
ndacin !os s#elos soportes de #na cimentacin %#e no son d#ros o
compactos, son compresi"les $ s#scepti"les a s#&rir, "a+o las cargas %#e
se le aplican de&ormaciones aprecia"les
Estas de&ormaciones de"en ser tales %#e d#rante la constr#ccin de #nao"ra, o al prod#cirse la aplicacin de las so"recargas de servicio, los
asentamientos o desnivelaciones del soporte %#e se prod#'can no sean
de magnit#d nociva a la esta"ilidad de la o"ra ni p#edan deteriorar s#
#tilidad
!os s#elos de ndacin se componen a veces de capas /eterogneas
%#e p#eden estar inclinadas, circ#nstancia %#e p#ede originar
desli'amiento del terreno "a+o la accin de las cargas imp#estas por la
o"ra
El ag#a del terreno incide m#c/as veces en el comportamiento de las
cimentaciones, la accin erosiva de corrientes de ag#a p#ede
desesta"ili'ar los estratos portantes
El est#dio de los procedimientos de constr#ccin en cada caso re%#iere
"#scar #na sol#cin satis&actoria desde el p#nto de vista tcnico pero
tam"in de costo admisi"le lo %#e p#ede llegar a ser comple+o $
delicado
'.2.%. roble/a e!e"iale )e la "i/enta"ioneSe presenta pro"lemas en los s#elos de cimentacin principalmente si
los tipos de s#elos encontrados en la investigacin del terreno, se
enc#entran con s#elos propensos a e.pandirse, tam"in %#e sean
s#scepti"les a la lic#e&accin, s#elos propensos al colapso $ al ata%#e de
%#)micos
S,elo e8!anivo
!os s#elos %#e presentan #n potencial de cam"io de vol#men, p#eden
trans&erir eser'os inadmisi"les para los cimientos, si la cimentacin noest- dise*ada para controlar las presiones %#e se generan !a e.pansin
de los s#elos depende entre otros &actores, de la composicin
mineralgica, variacin del nivel &re-tico $ clima
El potencial de e.pansin se p#ede cali2car dependiendo de los l)mites
de consistencia del s#elo, como se indica en la sig#iente Ta"la
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oten"ial "a/biovol,/-tri"o
9n)i"e )e!lati"i)a)
4i/ite 4i,i)o
Ba+o
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En cimentacionesse denomina capacidad de carga a la capacidad
del terrenopara soportar las cargas aplicadas so"re l Tcnicamente la
capacidad de carga es la m-.ima presin media de contacto entre la
cimentacin $ el terreno tal %#e no se prod#'can #n &allo por cortante
del s#elo o #n asentamiento di&erencial e.cesivo Por tanto la capacidad
portante admisi"le de"e estar "asada en #no de los sig#ientes criterios
ncionales8
Si la ncin del terreno de cimentacines soportar #na
determinada tensinindependientemente de la de&ormacin, la
capacidad portante se denominar- carga de /#ndimiento
Si lo %#e se "#sca es #n e%#ili"rio entre la tensinaplicada al
terreno $ la de&ormacins#&rida por ste, de"er- calc#larse la
capacidad portante a partir de criterios de asiento admisi"le
(e manera an-loga, la e.presin capacidad portante se #tili'a en las
dem-s ramas de la ingenier)apara re&erir a la capacidad de
#na estr#ct#rapara soportar las cargasaplicadas so"re la misma
'.%.1. 30r/,la )e Ter;a
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Anteriormente Prandtl6
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Ti!o )ea!ata
Vc =
0
Vc =
0
Vq V
Contin#a < < < c#ando 6J97
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#'c J &actor de inclinacin del terreno> c#ando 6J97
Nq=etan
tan 2
(45+
2)Nc=(N q1)cot
N1.5(N q1) tan
3a"tore )e 6or/a 7 !ro6,n)i)a) !ara la e",a"i0n )e "a!a"i)a))e "ara )e anen. Uar SAC? )A" ",an)o =@ olo !ara la
e",a"i0n )e anen
3&CTOR V&4OR &R&
3or/a
s'
c=0.2B
'
L'
Sc=1.0+N qNc
%B '
L
'
Sq=1.0+B'
L'sen
S=1.00.4B '
L'
=0
0
$ 0
$0.6
ro6,n)i)a)
d 'c=0.4&
dc=1.0+0.4 &
&=D/B paa D /B (1
&=tan1(D /B)
en ra)iane
=0
paa D /B (1
paa D /B>1
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dq=1+2 tan (1sin )2
&
)e$ni)o anterior/ente.d =1.00
$ 0
3a"tore )e in"lina"i0n )el terreno 7 bae !ara la e",a"i0n )eanen
3&CTOR V&4OR &R&
In"lina"i0n
i 'c=0.5
1 Hi
) fCa
ic=iq 1iqNq1
iq=(1 0.5HiV+) fCacot )*1
2((5
i=(1 0.7HiV+) fCacot )*2
0.7+ /450Hi
1(V+) fCa cot)*2
i=
2((5
In"lina"i0nEn el terreno
#'c= "
147
#c=1.0 " 147
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#q=#=(10.5 tan" )5
In"lina"i0nen la bae
!'c= +
147
!c=1 +
147
!q=e(2+tan)
!=e(2.7+tan)
en ra)iane
=0
>0
3a"tore )e "a!a"i)a) )e "ara !ara la e",a"ion )e "a!a"i)a))e "ara )e anen? (e7er
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'.'. CI(ENT&CIN &R& TORRE DE TE4E3ON9&
CE4U4&R EN NIC&R&GU&En Nicarag#a, e.isten diversos tipos de torres entre las m-s &rec#entes
tenemos las de tele&on)a cel#lar, por e+emplo podemos mencionar #na
#"icada en Alami0am"a1RAAN $ otra en 3r"aite1Rivas, las c#ales tienen
#na alt#ra de K9 m, de las c#ales la %#e nosotros tomaremos para
n#estra investigacin ser- la del pro$ecto de Alami0am"a1 RAAN
Pro$ecto Alami0am"a8
El est#dio se reali' e.actamente del Empalme Alami0am"a1Rosita, D:9
metros al oeste, en el -rea donde se pro$ecta la constr#ccin de #na
torre de tele&on)a cel#lar
Caracter)sticas del S#"1S#elo
En el sondeo se encontraron s#elos arcillosos t)picos de la 'ona (esde la
s#per2cie del terreno /asta #na prondidad de =?; metros se presenta
#n potente estrato de te.t#ra arcillosa con grava de mediana
plasticidad, con coloracin ca&, gris-cea $ ca& claro, tiene clasi2cacin
6C!7 Estos s#elos tienen #n l)mite l)%#ido %#e va de ;D a ; e )ndice
pl-stico %#e va de D; a DF $ s#s part)c#las pasan de ?9 a ?; por eltami' No ; $ de F: a ?: por el tami' No D99
S#"$aciendo /asta el 2nal de sondeo se enc#entra #n estrato de limo
arcilloso con grava de alta compresi"ilidad, 6MQ7, color ro+i'o Estos
s#elos tienen #n l)mite l)%#ido de :K e )ndice pl-stico de D= $ s#s
part)c#las pasan por el tami' No; $ ?D por el tami' No D99 Ca"e
destacar %#e toda el -rea de est#dio se enc#entra "astante sat#rada de
ag#a s#per2cialmente
En el la"oratorio se reali' #n ensa$e tria.ial con eser'o con2nante de9: a
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Ang#lo de &riccin Interna 6grados7 J D999Co/esin, C 60gLcm7 J
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D1 Tomando en consideracin %#e el -rea de est#dio desde la s#per2cie
del terreno /asta el 2nal del sondeo presentan potentes estratos de
s#elos arcillosos de mediana plasticidad $ limos arcillosos, de alta
compresi"ilidad, los c#ales son m#$ inesta"les, se recomienda previa a
la colocacin de la losa de cimentacin, esta"ili'ar el s#"1s#elo con
cemento Portland, con&ormando #na capa de transicin la de"er- tener
#n espesor de por lo menos 9?9 metros Para tal e&ecto se de"er-
e.cavar el s#elo nat#ral $ l#ego colocar en s# l#gar me'clado
/omogneamente con cemento de /#medad ptima Este material
de"er- colocarse a partir del &ondo de la e.cavacin %#e es de D=9
metros /asta
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. CONC4USIN
En la ela"oracin de n#estra investigacin /emos tratado de vis#ali'ar
los distintos tipos de cimentacin %#e e.isten $ se #tili'an com5nmente
para la constr#ccin de torres
Presentamos los conceptos necesarios para entender los par-metros %#e
rigen el dise*o de las cimentaciones para torres, as) como los %#e nos
permiten ma$or entendimiento del s#elo como elemento imprescindi"le
en la constr#ccin
!a eleccin de #na cimentacin depender- en parte de lo comple+o del
pro"lema de cimentacin a resolver $ del tipo de s#elo en %#e se
tra"a+e
(el e+emplo tomado, torre de tele&on)a cel#lar, #"icada en Alami0am"a1
RAAN> mediante #n est#dio de s#elos se decidi %#e la cimentacin m-s
adec#ada a #tili'ar era la losa de cimentacin
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H. BIB4IOGR&39&
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. &NEKOS
4oa )e "i/enta"i0n
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