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UNIDAD 3 – FUNDACION DE ESTRUCTURAS Y
EQUIPOSTEMARIO
Generalidades
Tipos de fundaciones
Fundaciones superficiales.
Fundaciones profundas.
Selección preliminar de fundaciones.
Factores determinantes.
El suelo de fundación y el estudio de suelos.
Prácticas locales.
Suelos mejorados.
Paquete estructural de suelo.
Fundaciones especiales.
TEMARIO
Generalidades
Tipos de fundaciones
Fundaciones superficiales.
Fundaciones profundas.
Selección preliminar de fundaciones.
Factores determinantes.
El suelo de fundación y el estudio de suelos.
Prácticas locales.
Suelos mejorados.
Paquete estructural de suelo.
Fundaciones especiales.
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GENERALIDADES
Función Transmitir o trasladar esfuerzos. Cuales? Como ?
Sistema de soporte : elemento estructural + suelo portante
Objetivo obra segura, estable y funcional por su vida útil Sistema de cimentación:
Cimiento Suelo portante
Función Transmitir o trasladar esfuerzos.
Cuales? Como ?
Sistema de soporte : elemento estructural + suelo portante
Objetivo obra segura, estable y funcional por su vida útil Sistema de cimentación:
Cimiento Suelo portante
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GENERALIDADES
Cimiento Elemento de transición para compatibilizar esfuerzos y
deformaciones de 2 medios de propiedades mecánicasdistintas: estructura rígida y suelo
Terreno portante Capa o conjunto de capas que reciben la carga de la estructura
por medio del cimiento. correcta selección de manto portante:
Fundamental para lograr el comportamiento satisfactorio de lafundación.
Determina el funcionamiento y diseño de la fundación
Cimiento Elemento de transición para compatibilizar esfuerzos y
deformaciones de 2 medios de propiedades mecánicas
distintas: estructura rígida y suelo
Terreno portante Capa o conjunto de capas que reciben la carga de la estructura
por medio del cimiento. correcta selección de manto portante:
Fundamental para lograr el comportamiento satisfactorio de lafundación.
Determina el funcionamiento y diseño de la fundación
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GENERALIDADES
Capacidad de carga – ídem cualquier estructura Seguridad ante falla Deformaciones tolerables
Asentamiento: Lo sufren todas las estructuras
Durante la construcción y después Asentamiento tolerable – según:
Funcionalidad Estética Factores psicológicos
Capacidad de carga – ídem cualquier estructura Seguridad ante falla
Deformaciones tolerables
Asentamiento: Lo sufren todas las estructuras
Durante la construcción y después Asentamiento tolerable – según:
Funcionalidad Estética Factores psicológicos
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GENERALIDADES
Funcionalidad vrs economía ypracticidad constructiva.muchas veces se selecciona un
tipo de fundación por sueconomía y procedimientoconstructivo aunquefuncionalmente hubiera sidoacertado elegir otro.
Objetivo del la unidad: criteriospara la búsqueda de soluciones ypre-dimensionado.
Funcionalidad vrs economía ypracticidad constructiva.muchas veces se selecciona un
tipo de fundación por su
economía y procedimientoconstructivo aunquefuncionalmente hubiera sidoacertado elegir otro.
Objetivo del la unidad: criteriospara la búsqueda de soluciones ypre-dimensionado.
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TIPOS DE FUNDACIONES
Clasificación: Fundaciones superficiales / directas
Fundaciones profundas / indirecta
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FUNDACIONES SUPERFICIALES
Terreno portante a escasa profundidad se alcanza con excavación a cielo abierto Puede soportar estructura con alguna fundación superficial
(Profundidad <= 2 o 3 veces ancho de cimiento – salvo quealgo complique la excavación.)
Tipos más usados: Zapatas o bases aisladas Zapatas combinadas o compuestas Zapatas corridas o continuas Plateas
Terreno portante a escasa profundidad se alcanza con excavación a cielo abierto Puede soportar estructura con alguna fundación superficial
(Profundidad <= 2 o 3 veces ancho de cimiento – salvo quealgo complique la excavación.)
Tipos más usados: Zapatas o bases aisladas Zapatas combinadas o compuestas Zapatas corridas o continuas Plateas
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ZAPATAS AISLADAS Soporte de las columnas
Formas geométricas sencillas cuadrada
Extensión inferior ensanchada superficie tal que la tensión de apoyo
<= tensión admisible del terreno.
Partes: Talón Talud tronco
Soporte de las columnas
Formas geométricas sencillas cuadrada
Extensión inferior ensanchada superficie tal que la tensión de apoyo
<= tensión admisible del terreno.
Partes: Talón Talud tronco
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ZAPATAS AISLADAS
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ZAPATAS AISLADAS
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ZAPATAS COMBINADAS O COMPUESTAS
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ZAPATAS CORRIDAS
Tiene las mismas características que las aisladas,pero con una longitud >> ancho
Se usan para cargas lineales -- > muros.
Tiene las mismas características que las aisladas,pero con una longitud >> ancho
Se usan para cargas lineales -- > muros.
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PLATEAS O PLACAS CORRIDAS
Son menos económicas ocupan toda a superficie por lo queconsumen más material
Útiles para controlar asentamientos diferenciales en variadas
situaciones.
Surgen cuando: Cargas distintas entre muros y columnas cercanas Elementos individuales se solaparían o estarían muy cerca
Para acción de puente o rigidización sobre zonas de suelo peligroso
En gral. De espesor uniforme, pero cuando resultaríaantieconómico se van adecuando a las cargas.
Son menos económicas ocupan toda a superficie por lo queconsumen más material
Útiles para controlar asentamientos diferenciales en variadas
situaciones.
Surgen cuando: Cargas distintas entre muros y columnas cercanas Elementos individuales se solaparían o estarían muy cerca
Para acción de puente o rigidización sobre zonas de suelo peligroso
En gral. De espesor uniforme, pero cuando resultaríaantieconómico se van adecuando a las cargas.
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PLATEAS O PLACAS CORRIDAS
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FUNDACIONES PROFUNDAS
Función: trasladar cargas amantos profundos a través demantos no aptos para fundar.
Con la profundidad sepresentan problemas deestabilidad y control de agua,por lo que las excavaciones acielo abierto suelen sercomplejas o excesivas.
Forma de trabajo: elementoestructural a compresión /
fricción lateral
Función: trasladar cargas amantos profundos a través demantos no aptos para fundar.
Con la profundidad sepresentan problemas deestabilidad y control de agua,por lo que las excavaciones acielo abierto suelen sercomplejas o excesivas.
Forma de trabajo: elementoestructural a compresión /
fricción lateral
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FUNDACIONES PROFUNDAS
Se clasifican en:
Pilotes
Pozos romanos
Pilas
Se clasifican en:
Pilotes
Pozos romanos
Pilas
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PILOTES
Son del tipo columnas – relativamente esbeltos
Son más esbeltos que la columnas ya que el suelo aledaño lesofrece soporte.
desplazamiento total del suelo
Secciones varias
Materiales
Se pueden usar aislados o en conjunto vinculados por un cabezal rígidoque distribuye las cargas.
Cabezal
Ensanche
Son del tipo columnas – relativamente esbeltos
Son más esbeltos que la columnas ya que el suelo aledaño lesofrece soporte.
desplazamiento total del suelo
Secciones varias
Materiales
Se pueden usar aislados o en conjunto vinculados por un cabezal rígidoque distribuye las cargas.
Cabezal
Ensanche
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PILOTES
Pilotes hincados: elemento prefabricado
que se hinca por golpes deun martinete provocandoun desplazamiento total
del suelo
Pilotes hincados: elemento prefabricado
que se hinca por golpes deun martinete provocandoun desplazamiento total
del suelo
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PILOTES
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PILOTES
Pilotes pre-excavados y colados in-situ:
se excava generando el cuencopara bajar Aº y verter el Hº, porlo que no hay desplazamiento
del terreno
Pilotes pre-excavados y colados in-situ:
se excava generando el cuencopara bajar Aº y verter el Hº, porlo que no hay desplazamiento
del terreno
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PILOTES
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PILOTES Pilotes excavados con lodos bentoníticos
El sistema de perforación permite alcanzar grandes profundidades ydiámetros del pilotaje, sin necesidad del revestimiento provisionalde las paredes de las perforaciones. El lodo formado por unasuspensión de bentonita en agua, mantiene las paredes de laperforación, no permite el ascenso de agua y se recupera durante el
hormigonado para ser utilizada nuevamente previa regeneración.
Pilotes excavados con lodos bentoníticos El sistema de perforación permite alcanzar grandes profundidades y
diámetros del pilotaje, sin necesidad del revestimiento provisionalde las paredes de las perforaciones. El lodo formado por unasuspensión de bentonita en agua, mantiene las paredes de laperforación, no permite el ascenso de agua y se recupera durante el
hormigonado para ser utilizada nuevamente previa regeneración.
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POZO ROMANOS
Perforación oexcavación de uncilindro para colado deHº y colocación de Aºsi fuera necesario.
Diámetros mayores alos pilotes
Ensanche
Excavación manual
Excavación mecánica
Perforación oexcavación de uncilindro para colado deHº y colocación de Aºsi fuera necesario.
Diámetros mayores alos pilotes
Ensanche
Excavación manual
Excavación mecánica
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PILAS
Muy pocos comunes
Son como zapatas aisladas pero profundas.
La columna se construye en un pozo entibado.
Se usan cuando: Se busca aislar el cuerpo de la pila de los movimientos del
suelo
Como soporte de mantos que se excavan posteriormente.
Muy pocos comunes
Son como zapatas aisladas pero profundas.
La columna se construye en un pozo entibado.
Se usan cuando: Se busca aislar el cuerpo de la pila de los movimientos del
suelo
Como soporte de mantos que se excavan posteriormente.
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SELECCIÓN PRELIMINAR DE FUNDACIONES
No hay una receta
Pasos a considerar son:
Conocer Estructura y cargas Conocer Suelo Considerar los tipos posibles según las prácticas
regionales Estudio detallado Costos estimativos
Tabla 2.5
No hay una receta
Pasos a considerar son:
Conocer Estructura y cargas Conocer Suelo Considerar los tipos posibles según las prácticas
regionales Estudio detallado Costos estimativos
Tabla 2.5
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FACTORES DETERMINANTES DEL TIPO Y
DISEÑO DE LA FUNDACIÓN
1. Ambiente geológico y estabilidad2. Cargas y características de las
estructuras3. Características del suelo de
fundación4. Presencia de agua subterránea
5. Localización6. Grado de precisión requerido7. Factores económicos8. Procedimiento constructivo
1. Ambiente geológico y estabilidad2. Cargas y características de las
estructuras3. Características del suelo de
fundación4. Presencia de agua subterránea
5. Localización6. Grado de precisión requerido7. Factores económicos8. Procedimiento constructivo
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ESTUDIO DE SUELOS
Objetivo e Importancia
Consideraciones y antecedentes.
Sondeos
Ensayos de laboratorio:
Proctor: Normal y Modificado, son ensayos de compactación desuelos. Se aplica energía de compactación por unidad de volumen,para obtener densidades secas máximas y humedades óptimas.
Humedad Clasificación Materia orgánica
Objetivo e Importancia
Consideraciones y antecedentes.
Sondeos
Ensayos de laboratorio:
Proctor: Normal y Modificado, son ensayos de compactación desuelos. Se aplica energía de compactación por unidad de volumen,para obtener densidades secas máximas y humedades óptimas.
Humedad Clasificación Materia orgánica
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ESTUDIO DE SUELOS
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ESTUDIO DE SUELOS Ensayos in situ:
Observación SPT – Standard Penetration Test
Consiste en medir el número de golpes necesario para que se introduzca en lasuperficie de sondeo una determinada profundidad una cuchara (cilíndrica y hueca)muy robusta, que permite tomar una muestra, naturalmente alterada, en su interior.El peso de la masa está normalizado, así como la altura de caída libre.
Se contabiliza y se anota el número de golpes necesarios para hincar la cuchara losprimeros 15 cm. Posteriormente se realiza la prueba en sí, introduciendo otros 30centímetros, anotando el número de golpes requerido para la hinca en cada intervalode 15 centímetros de penetración.
El resultado del ensayo es el golpeo SPT o resistencia a la penetración estándar: N SPT= N 15-30+ N 30-45
N SPT > 50 golpes = rechazo
Agua subterránea
Recomendaciones – selección manto y tipo de fundación
Tensiones admisibles
Ensayos in situ: Observación SPT – Standard Penetration Test
Consiste en medir el número de golpes necesario para que se introduzca en lasuperficie de sondeo una determinada profundidad una cuchara (cilíndrica y hueca)muy robusta, que permite tomar una muestra, naturalmente alterada, en su interior.El peso de la masa está normalizado, así como la altura de caída libre.
Se contabiliza y se anota el número de golpes necesarios para hincar la cuchara losprimeros 15 cm. Posteriormente se realiza la prueba en sí, introduciendo otros 30centímetros, anotando el número de golpes requerido para la hinca en cada intervalode 15 centímetros de penetración.
El resultado del ensayo es el golpeo SPT o resistencia a la penetración estándar: N SPT= N 15-30+ N 30-45
N SPT > 50 golpes = rechazo
Agua subterránea
Recomendaciones – selección manto y tipo de fundación
Tensiones admisibles
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ALGO SOBRE LAS EXCAVACIONES Seguridad
Estabilidad - suelos colapsibles (arena , loes) Cuñas de deslizamiento y estabilización de Taludes
Agua cambia el suelo – Protecciones Entibamientos y apuntalamientos
Seguridad
Estabilidad - suelos colapsibles (arena , loes) Cuñas de deslizamiento y estabilización de Taludes
Agua cambia el suelo – Protecciones Entibamientos y apuntalamientos
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PRACTICAS LOCALES
Zapatas aisladas y corridas
Plateas
Pozos Romanos
Pilotes excavados y colados in-situ
Pilotes excavados con lodos bentoníticos
Zapatas aisladas y corridas
Plateas
Pozos Romanos
Pilotes excavados y colados in-situ
Pilotes excavados con lodos bentoníticos
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SUELOS MEJORADOS (QUÍMICAMENTE)
Mezcla de suelo con cemento o cal en una baja proporción. Estabilización mediante el agregado de un aglomerante Suelo-cemento
Material elaborado a partir de una mezcla de suelos finos y/o
granulares, cemento y agua, la cual se compacta y se cura paraformar un material endurecido con propiedades mecánicasespecíficas.
El contenido de cemento en peso suele ser del orden del 3 al 7% enpeso de materiales secos
Suelo-Cal
El tratamiento con cal transforma químicamente los suelosinestables en materiales utilizables.
La estabilización del suelo cambia considerablemente lascaracterísticas del mismo, produciendo resistencia y estabilidad alargo plazo, en forma permanente, en particular en lo que conciernea la acción del agua
Mezcla de suelo con cemento o cal en una baja proporción. Estabilización mediante el agregado de un aglomerante Suelo-cemento
Material elaborado a partir de una mezcla de suelos finos y/o
granulares, cemento y agua, la cual se compacta y se cura paraformar un material endurecido con propiedades mecánicasespecíficas.
El contenido de cemento en peso suele ser del orden del 3 al 7% enpeso de materiales secos
Suelo-Cal
El tratamiento con cal transforma químicamente los suelosinestables en materiales utilizables.
La estabilización del suelo cambia considerablemente lascaracterísticas del mismo, produciendo resistencia y estabilidad alargo plazo, en forma permanente, en particular en lo que conciernea la acción del agua
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REEMPLAZO DE SUELO
Técnica utilizada ampliamente
Consiste en el reemplazo de una capa o estratode suelo por otro con características mecánicas
más deseables con el fin de servir como mantode transferencia y amortiguador de tensionesentre la estructura rígida de fundación y unmanto inferior menos resistente que el anterior.
Bulbo de tensiones – Altura y ancho del mantoreemplazado.
Técnica utilizada ampliamente
Consiste en el reemplazo de una capa o estratode suelo por otro con características mecánicas
más deseables con el fin de servir como mantode transferencia y amortiguador de tensionesentre la estructura rígida de fundación y unmanto inferior menos resistente que el anterior.
Bulbo de tensiones – Altura y ancho del mantoreemplazado.
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FUNDACIÓN DE PISOS Y CALLES
Paquete estructural de suelo Fin: transición Eliminar toda la materia orgánica
Composición Sub-rasante
Escarificado suelo local ó Suelo local mejorado
Sub-base granular Suelo local mejorado ó Aporte de material compactado
Base granular Suelo local mejorado ó Aporte de material compactado
Paquete estructural de suelo Fin: transición Eliminar toda la materia orgánica
Composición Sub-rasante
Escarificado suelo local ó Suelo local mejorado
Sub-base granular Suelo local mejorado ó Aporte de material compactado
Base granular Suelo local mejorado ó Aporte de material compactado
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FUNDACIÓN DE MAQUINAS Y EQUIPOS
APLICAN TODOS LOS CONCEPTOS YCONSIDERACIONES EXPUESTAS –
Particularidades:
Cargas
Forma
Impacto
Vibraciones
APLICAN TODOS LOS CONCEPTOS YCONSIDERACIONES EXPUESTAS –
Particularidades:
Cargas
Forma
Impacto
Vibraciones