ejercicio n 1 ml

UNIVERSIDAD CATÓLICA “ANDRÉS BELLO” María Eugenia Loreto Especialización en Ingeniería Estructural C.I.: 19141277

Ingeniería de Fundaciones

Unidad 1

En un área de 1000 m2 (100 m x 100 m) se va a implantar un edificio y un taller, según la ubicación de la figura 1. Para ello se tiene la información de dos perforaciones P-1, en el área aledaña al edificio y P-2 en el área del taller. Se sabe que el nivel freático está a 0,5 m de profundidad en ambas perforaciones. Se desea excavar para hacer un estacionamiento en el edificio por lo que debería bajarse el nivel freático hasta unos 6 m de profundidad.

Las dimensiones de la losa para el edificio son: B=10 L=15 DF=4,5 (el sótano está a esta profundidad) Las dimensiones de la losa para el taller son: B=10 L=15 DF=1,5

PERFIL

P-1

Clasificación Profundidad

(m) Nspt

(promedio)

Peso unitario (Ton/m3)

(°) Su

(Kg/cm2)

Módulo de

Poisson

Eu (T/m2)

Capa Vegetal 0.00-0.50 6 - - - - -

Arena (S) 0.50-4.00 28 1.8 38 - 0.37 3500

4.00-15.00 50 2.0 40 - 0.37 7500 Arcilla de

Baja plasticidad

(CL)

15.00-20.00 40 2.1 - 2.00 0.40 6000

EDIFICIO

TALLER

P-1

P-2



P-2

Clasificación Profundidad

(m) Nspt

(promedio)

Peso unitario (Ton/m3)

(°) Su

(Kg/cm2)

Módulo de

Poisson

Eu (T/m2)

Capa Vegetal 0.00-0.50 5 - - - - - Arcilla de

Baja plasticidad

(CL)

0.50-10.00 30 2.0 - 4,00 0.40 3500

10.00-15.00 600 2.15 - 4,50 0.40 6000

Limo (ML) 15.00-20.00 60 2.15 36 0.30 7000

Se pide:

Dibuje los gráficos de esfuerzos totales y efectivos en la zona del edificio antes y después de bajar el nivel freático.

Haga lo mismo para la zona debajo del taller. Note que en este sitio no es necesario bajar el nivel freático pero debe ocurrir algo de reducción de los piezómetros cuando se inicie el bombeo en la zona del edificio. Razone y asuma cuanto debe bajar dicho nivel en la zona del taller. Note que en P2 hay una arcilla hasta 15 m de prof.

NOTA: En el ejercicio publicado en las actividades del curso se indicaba el peso unitario en kg/cm3, esto a mi criterio es un error de unidades ya que los valores en esta unidad no son equivalentes con los pesos unitarios de una arena y/o arcilla, por lo tanto se modificó la unidad a Ton/m3 lo que arroja números acorde a los pesos específicos de los diferentes suelos. Ecuaciones: Presión de Poro ( :

Esfuerzo Total ( ): H

Esfuerzo Efectivo ( ):



GRÁFICOS DE ESFUERZOS TOTALES Y EFECTIVOS EN LA ZONA DEL EDIFICIO ANTES Y DESPUÉS DE BAJAR EL NIVEL FREÁTICO. ANTES DE BAJAR EL NIVEL FREATICO NF = 0.5m PERFIL P-1

Prof. (m) Clasificación Peso unitario (Ton/m3)

0 NF 0.5

CAPA VEGETAL 0

4 ARENA (S) 1.8

15

ARENA (S) 2.0

20

ARCILLA (CL) 2.1

Profundidad 0.5 m

Profundidad 4.0 m

⁄ ⁄

⁄

⁄

Profundidad 15.0 m

⁄ ⁄

⁄

⁄



Profundidad 20.0 m

⁄ ⁄

⁄

⁄

Gráfica 1. Esfuerzos Totales y Efectivos en la zona del Edificio antes de bajar el Nivel Freático

0

5

10

15

20

25

0.00 100.00 200.00 300.00 400.00

Pro

fun

did

ad (

m)

Esfuerzo (KPa)

Esfuerzos Totales y Efectivos

μ

σ

σ'

Profundidad (m)

Presión de Poro (

Esfuerzo total

( )

Esfuerzo efectivo

( )

0.5 0 0 0 4 34.34 61.80 27.46

15 142.25 277.62 135.37

20 191.30 380.63 189.33



LUEGO DE BAJAR EL NIVEL FREATICO NF = 6.0 m PERFIL P-1


0 0.5

CAPA VEGETAL 0

4 ARENA (S) 1.8

NF 6

15

ARENA (S) 2.0

20

ARCILLA (CL) 2.1

Profundidad 0.5 m

Profundidad 4.0 m

⁄

⁄

Profundidad 6.0 m

⁄

⁄

Profundidad 15.0 m

⁄ ⁄

⁄

⁄



Profundidad 20.0 m

⁄ ⁄

⁄

⁄

Gráfica 2. Esfuerzos Totales y Efectivos en la zona del Edificio después de bajar el Nivel Freático

0

5

10

15

20

25

0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 300.00 350.00 400.00

Pro

fun

did

ad (

m)

Esfuerzo (KPa)


μ

σ

σ'

Profundidad (m)

Presión de poro del agua

(

Esfuerzo total

( )

Esfuerzo efectivo

( )

0.5 0 0 0 4 0 61.80 61.80

6 0 101.04 101.04

15 88.29 277.62 189.33

20 137.34 380.63 243.29



GRÁFICOS DE ESFUERZOS TOTALES Y EFECTIVOS EN LA ZONA DEL TALLER ANTES Y DESPUÉS DE BAJAR EL NIVEL FREÁTICO. ANTES DE BAJAR EL NIVEL FREATICO NF = 0.5m PERFIL P-2


0 NF 0.5

CAPA VEGETAL 0

10 ARCILLA (CL) 2.0

15

ARCILLA (CL) 2.15

20

LIMO (ML) 2.15

Profundidad 0.5 m

Profundidad 10.0 m

⁄ ⁄

⁄

⁄

Profundidad 15.0 m

⁄ ⁄

⁄

⁄



Profundidad 20.0 m

⁄ ⁄

⁄

⁄

Gráfica 3. Esfuerzos Totales y Efectivos en la zona del Taller antes de bajar el Nivel Freático

0

5

10

15

20

25

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450

Pro

fun

did

ad (

m)

Esfuerzo (KPa)


μ

σ

σ'

Profundidad (m)

Presión de Poro

(

Esfuerzo total

( )

Esfuerzo efectivo

( )

0.5 0 0 0 10 93.20 186.39 93.19

15 142.25 291.85 149.60

20 191.30 397.31 206.01



DESPUES DE BAJAR EL NIVEL FREATICO

En el área del taller no es necesario bajar el nivel freático a 6 m, ya que el desplante de la fundación es 1.5 m, por otra parte cuando se inicia el bombeo en la zona del edificio ocurre una reducción de los piezómetros debido a la cercanía de ambas zonas, tomando en cuenta esto y que el taller se encuentra sobre una arcilla (prácticamente impermeable), se tomó el Nivel freático a 3 m, es decir 1.5 m por debajo del desplante de la fundación. NF = 6m PERFIL P-2


0 0.5

CAPA VEGETAL 0

NF 3

10 ARCILLA (CL) 2.0

15

ARCILLA (CL) 2.15

20

LIMO (ML) 2.15

Profundidad 0.5 m

Profundidad 3.0 m

⁄

⁄

Profundidad 10.0 m

⁄ ⁄

⁄

⁄



Profundidad 15.0 m

⁄ ⁄

⁄

⁄

Profundidad 20.0 m

⁄ ⁄

⁄

⁄

Profundidad (m)

Presión de Poro (

Esfuerzo total

( )

Esfuerzo efectivo

( )

0.5 0 0 0 6 0 49.05 49.05

10 68.67 186.39 117.72

15 117.72 291.85 174.13

20 166.77 397.31 230.54



Gráfica 4. Esfuerzos Totales y Efectivos en la zona del Taller después de bajar el Nivel Freático

0

5

10

15

20

25

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450

Pro

fun

did

ad (

m)

Esfuerzo (KPa)


μ

σ

σ'

ejercicio n 1 ml

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