geotecnia-semana-8-9 (1)kk
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semana 8-9 ñññññññññññññññññññññññññññññññññññññññññññññññññññññññññññññññññññññññññññññññññññññññññññññññññññññññññññññññññññññññññññññññññññññ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,kkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmpoooooooooooppppppppppppppppppppppkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkpppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppoooooooooowefTRANSCRIPT
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Ensayos de Campo y Laboratorio
Cimentaciones Superficiales
UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES
FACULTAD DE INGENIERA
ESCUELA ACADMICO PROFESIONAL DE INGENIERA CIVIL
Ing. NELSON RAMOS P.
GEOTECNIA(SEMANA 08 - 09)
Ciudad Universitaria Huancayo, Octubre del 2015
-
INVESTIGACIONES PRELIMINARES
REV. BIBLIOGRAFIA FOTOGRAFIAS IMGENES SATELITE OTROS
DISEO
DE
OBRAS
PLANEAMIENTO DE LAS
INVESTIGACIONES
GEOLOGIA
REGIONAL
ESCALA
1/25000
ANALISIS E
INTERPRETACION DE
DATOS (ELABORACION DE
MAPAS GEOLOGICOS
GEOTECNICOS)
GEOLOGIA
GEOTECNIA
LOCAL
ESCALA
1/1000
TOPOGRAFIA
INVESTIGAC
GEOFISICAS
INVESTIGACIONES
GEOGNOSTICAS
ENSAYOS DE
LABORATORIO
ENSAYOS DE
CAMPO Y TOMA DE
MUESTRAS
IMPACTO
AMBIENTAL
-
ANALISIS DE LA INFORMACION EXISTENTE
FOTOGRAFIAS AEREAS
E INFORMACION DE
SENSORES REMOTOS
ESTUDIO DE MAPAS
GEOLOGICOS Y
TOPOGRAFICOS
INTERPRETACION DE
FOTOS AEREAS
IMGENES DE SATELITE
SENSORES REMOTOS
PLANOS
TOPOGRAFICOS
MAPAS GEOLOGICOS
MAPAS AGRICOLAS
ESTUDIOS ANTERIORES
Y DOCUMENTOS
-
FOTO
AEREA FOTO
GRAMETRIA
-
Recopilacin de informacin de campo
1. Litologa
2. Estructuras Geolgicas (Estrato, Fractura, Falla, Contacto
Litolgico
3. Clasificaciones de rocas (gneas, sedimentarias y metamrficas)
4. Registro Lineal geotcnico de cada tramo
5. Identificacin de estructuras principales
Fallas: Discontinuidades en las que un bloque se ha deslizado con respecto a otro
Fracturas: Son superficies a lo largo de las cuales una roca o mineral se ha roto. (Superficies a lo largo de las cuales el material ha perdido cohesin). Las fracturas se distinguen por el movimiento relativo que ha ocurrido a lo largo de ellas durante su formacin
Estrato: Capa de roca caracterizado por ciertas propiedades unificadoras (litolgicas, temporales ,etc.) que lo distinguen de capas adyacentes. Tpicamente de origen sedimentarios
-
INVESTIGACION DE CAMPO
ENSAYOS
GEOFISICOS
ENSAYOS DE CAMPO
SONDEOS
GEOTECNICOS
TOMA DE
MUESTRAS
-
ENSAYOS DE CAMPO EN SUELOS
SPTCONO
HOLANDESVELETA
PRUEBA
DE
CARGA
RESISTENCIA
AL CORTE,
ASENTAMIENTO
RESISTEN
CIA AL
CORTE,
ASENTAMI
ENTO
RESISTENCIA
AL CORTE,
ASENTAMIEN
TO, FRICCION
RESISTENCIA
AL CORTE
RESISTEN
CIA AL
CORTE,
ASENTAMI
ENTO
CONO
DE
PECK
SUELOS
COHESIVOS
SATURADO,
ARENAS Y
GRAVAS
FINAS
SUELOS
COHESIVOS
SATURADO,
ARENAS Y
GRAVAS
FINAS
SUELOS
COHESIVOS
SATURADO,
ARENAS Y
GRAVAS
FINAS
SUELOS
COHESIVOS
SATURADO,
ARENAS Y
GRAVAS
FINAS
SUELOS
COHESIVOS
SATURADO,
ARENAS Y
GRAVAS
FINAS,
GRAVAS > 2
-
SONDEOS GEOTECNICOS
ROCA
LOCALIZACION
ESPACIAMIENTO
PROFUNDIDAD
EVALUACION GEOLOGICA
SUELO
DEFINE SISTEMA DE
INVESTIGACION
FRECUENCIA
TIPO DE MUESTRA
-
ENSAYOS DE
CAMPO EN
SUELOS
SPT
Estudio de
suelos para
cimentacin
de
estructuras
-
COMPACIDAD RELATIVA DE ARENAS
Nmero de Golpes Compacidad Relativa
0 4 Muy suelta
5 - 10 Suelta
11 - 30 Medianamente Compacta
31 - 50 Compacta
> 50 Muy Compacta
-
CONSISTENCIA Y RESISTENCIA DE SUELOS COHESIVOS
Nmero deGolpes
ConsistenciaResistencia a la
CompresinSimple, qu (kg/cm
2)
< 2 Muy Blanda < 0.25
2 - 4 Blanda 0.25 - 0.50
4 - 8 Media 0.50 - 1.00
8 - 15 Firme 1.00 - 2.00
15 - 30 Muy Firme 2.00 - 4.00
> 30 Dura > 4.00
-
Su (tsf)
25
20
15
10
5
1.0
27
0 1.5 2.0 2.5 3.0 4.00.5 3.5
TERZAGHI
y PECK
Arcilla de
plasticidad media
Arcilla de
alta plasticidad
SOWERS
arcilla de
baja plasticidad
NSPT
Correlacin de N (SPT) con la resistencia cortante no drenada (Su)
de suelos cohesivos de diferentes plasticidades (ref. NAVFAC, 1971)
Rgida
30
16
2
32
8
4
Dura
Muy Blanda
Firme
Blanda
Muy
Dura
-
ENSAYOS DE CAMPO
Sismgrafo ES-3000
12 canales
-
ENSAYOS DE CAMPO
Densmetro nuclear
TROXLER 3430, para
control calidad de
compactacin de
tendido de materiales
en vas
-
Cono y arena
Toma de densidades en
el campo
ENSAYOS DE CAMPO
-
CBR DE CAMPO
Para determinar CBR in
situ se aplica en diseo
de pavimentos
ENSAYOS DE CAMPO
-
Perforadora PINZUAR
Para perforacin en
suelo roca blanda, roca
dura y aluvial. Se
pueden efectuar ensayos
SPT.
Profundidad mx 50 m
ENSAYOS DE CAMPO
-
Equipo triaxial,
Programas de
administracin de
datos
Control digital
Determinacin de
parmetros de
resistencia al corte del
suelo
ENSAYOS DE LABORATORIOS
-
Celda Hoek, bomba de
presin
Sistema adquisicin de
datos
ENSAYOS DE LABORATORIOS
-
Triaxiales en roca
Controlador de presin
Datalog
ENSAYOS DE LABORATORIOS
-
Equipos de
consolidacin:
Determinacin de
asentamientos en
funcin de carga y
tiempos
ENSAYOS DE LABORATORIOS
-
Resistencia al corte en
suelo:
Parmetros de
resistencia al corte del
suelo
ENSAYOS DE LABORATORIOS
-
Compresin simple
ENSAYOS DE LABORATORIOS
-
Equipo para
clasificacin de suelos
ENSAYOS DE LABORATORIOS
-
Ensayos CBR
Accesorios:
Marco de carga
Moldes
Trpodes
esponjamiento
ENSAYOS DE LABORATORIOS
-
Equivalente de arena:
Determinacin de
porcentaje de finos
ENSAYOS DE LABORATORIOS
-
LABORATORIO DE ROCAS
Carga puntual
Compresin simple
-
Corte directo
LABORATORIO DE ROCAS
-
NOCIONES FUNDAMENTALES DE LA PERFORACION
PERFORACION DE POZOS
CONJUNTO DE
TRABAJOS PARA
REALIZAR
EXCAVACIONES DE
SECCION CIRCULAR
EN ROCAS O EN
SUELOS
SE EJECUTA POR
MEDIOS TECNICOS
ESPECIALES
(HERRAMIENTAS Y
EQUIPOS DE
PERFORACION)
EL HOMBRE NO
TIENE ACCESO A
DICHAS
EXCAVACIONES
-
PERFORACION DE POZOS
TECNICA DE
PERFORACION
TECNOLOGIA DE
PERFORACION
ES LA RAMA DE LOS
CONOCIMIENTOS
SOBRE LOS MEDIOS
TECNICOS PARA
PERFORAR LOS
POZOS
ES EL DOMINIO DE LOS
CONOCIMIENTOS QUE
ESTUDIA LOS PROCESOS
TECNOLOGICOS DEBIDO A
LOS CUALES SE FORMAN
LOS POZOS
-
POZO DE SONDEO
SUELOS
DIAMETRO VARIA DE
16 mm, 1500 mm
HASTA DIAMETROS
DE 1.5 A 2 METROS
SE EJECUTA DESDE
CUALQUIER
SUPERFICIE,
TIERRA, AGUA,
SUBTERRANEO,
ETC.
ROCAS
LA PROFUNDIDAD VARIA
DE UNOS CUANTOS
METROS HASTA MILES
COMO 9550 METROS
(POZOS DE PETROLEO)
EXCAVACION CILINDRICA DE
DIAMETRO MUCHAS VECES
MENOR QUE LA
PROFUNDIDAD
-
DIAMETROS DE LOS TESTIGOS
-
DIAMETROS DE LOS TESTIGOS
-
PERFORACIONES EN SUPERCFICIE
-
PERFORACION EN SUPERFICIE CON NEVADA
-
PERFORACIONES EN SUBTERRANEO
-
PERFORACION SOBRE AGUA
-
PERFORACIONES GRANDES RAISE BORER
-
MANIPULEO DE
TESTIGOS ROCAS
-
MANIPULEO DE TESTIGOS
-
MANIPULEO DE TESTIGOS SUELOS
-
LOGUEO
-
MUESTRAS DE ROCAS CALIZAS
-
MUESTRAS ROCAS
-
MUESTRAS ROCAS
-
MUESTRAS ROCAS
-
MUESTRAS ROCAS
-
MUESTRAS DE SUELO
-
CIMENTACION
SUPERFICIAL
-
DEFINICION DE CIMENTACION
SUPERESTRUCTURA
UNA CIMENTACION ES EL ENLACE EFECTIVO ENTRE LA
SUPERESTRUCTURA Y EL SUELO Y/O LA ROCA
SUBESTRUCTURA
PARTE DE LA
ESTRUCTURA
FORMADA POR
LOSAS, MUROS
COLUMNAS, ETC.
PARTE DE LA ESTRUCTURA QUE
SIRVE PARA TRANSMITIR LAS
CARGAS PRODUCIDAS POR:
SU PROPIO PESO, EL DE LA
SUPERESTRUCTURA QUE SOBRE
ELLA SE ENCUENTRA, Y LAS
FUERZAS QUE PUEDEN ACTUAR
SOBRE ELLA AL TERRENO
-
FUNCION DE UNA CIMENTACION
PARA QUE LO ANTERIOR SE LLEVE A CABO DE MANERA
SATISFACTORIA, ESTA DISTRIBUCION DE FUERZAS NO DEBE
PRODUCIR ESFUERZOS EXCESIVOS EN LA MASA DEL SUELO
Y/O ROCA EN NINGUN PUNTO DEBAJO DE LA CIMENTACION,
DE LO CONTRARIO SE PRODUCIRIAN FALLAS EN LA
INTERACCION SUELO Y/O ROCA - ESTRUCTURA
ES LA DE SOPORTAR LAS CARGAS QUE ACTUAN SOBRE ELLA Y
DISTRIBUIRLAS DE MANERA SATISFACTORIA SOBRE LA
SUPERFICIE DE CONTACTO CON EL SUELO Y/O ROCA SOBRE EL
CUAL DESCANSA, PROPORCIONANDO COMPLETA SEGURIDAD
ANTE FENOMENOS QUE SE PUEDAN PRESENTAR, TALES COMO
SISMOS, ASENTAMIENTOS, ETC.
-
POR ESTO ES QUE RESULTA DE VITAL IMPORTANCIA, REALIZAR EN
FORMA MINUCIOSA Y CUIDADOSA, TANTO LA PROYECCION COMO LA
CONSTRUCCION DE LOS ELEMENTOS QUE SOPORTARAN A LA
ESTRUCTURA, EVITANDO QUE SE COMETAN ERRORES, O QUE SE
PRESENTEN RIESGOS CONSIDERABLES SOBRE LA ESTRUCTURA
LAS CIMENTACIONES DEBEN PROPORCIONAR SEGURIDAD A LA
ESTRUCTURA, PORQUE DE ESTO DEPENDE LA INTEGRIDAD DE LAS
VIDAS DE LAS PERSONAS QUE UTILIZAN EL INMUEBLE O EDIFICACION
PARA REALIZAR SUS ACTIVIDADES, ASI COMO TAMBIEN LA DE LOS
DISTINTOS EQUIPOS, MATERIALES, VALORES, ETC. QUE PUEDEN
EXISTIR DENTRO DE LA ESTRUCTURA.
IMPORTANCIA DE UNA CIMENTACION
-
RIESGOS DE CIMENTACION
SE PUEDEN GENERAR POR DEFICIENCIAS O DETERIORO DEL CIMIENTO DEBIDO A:
INCORRECTO DIMENSIONAMIENTO QUE POR CUALQUIER COSA SE PUEDE HABER PRODUCIDO.DESTRUCCION DE LOS ELEMENTOS DE CIMENTACION DEBIDO A UNA AGRESION BIEN DEL MEDIO O BIEN EXTERNA.DEFICIENCIA DE LA CALIDAD DE LOS MATERIALES UTILIZADOS AUNQUE EL DIMENSIONAMIENTO SEA CORRECTO.INADECUADA EJECUCION O DEFICIENTE PUESTA EN LA OBRA, A PESAR DE QUE TANTO EL DIMENSIONAMIENTO COMO LOS MATERIALES SEAN ADECUADOS.
-
FACTORES PARA EL DISEO DE
CIMENTACION
EXPLORACION
DEL TERRENO
INSPECCION Y
PRUEBAS
DISEO DE LOS
ELEMENTOS DE
CIMENTACION
ELECCION DEL
TIPO DE
CIMENTACION
ADECUACION DEL
PROYECTO AL
SITIO
PLANIFICACION
DE LA
CONSTRUCCION
MODIFICACIONES
-
CIMENTACIONES
VARIAS
-
TIPOS DE CIMENTACION
CIMENTACION EN
SUELOS
SUPERFICIALES
ESPECIALES
CIMENTACION EN
SUELO - ROCA
PROFUNDAS
-
FUNDAMENTOS TEORICOS EN EL
DISEO DE CIMENTACION EN SUELOS
ESFUERZOS
TOTALES (A)ESFUERZO
EFECTIVO ()
PRESION DE
POROS(A)
A = 1. h1+ 2. h2+ w. hw A = w. Zw A = A -A
ES LA PRESION QUE EJERCEN
LAS CAPAS SUPERIORES DE
SUELO INCLUYENDO NAPA
FREATICA
ES LA PRESION QUE
EJERCE EL AGUA EN
POROS DE SUELOS
SATURADOS
ES LA DIFERENCIA
ARITMETICA ENTRE
PRESION TOTAL Y LA
PRESIONEFECTIVA
KARL TERZAGHI 1923
-
COMPORTAMIENTO
ESFUERZO-DEFORMACIN
N
T
a
c
1=3
Compresin
Istropa
Compresin
Confinada
Compresin
TriaxialCorte Directo
-
FUNDAMENTOS TEORICOS EN EL
DISEO DE CIMENTACION EN SUELOSPRINCIPIO DE ESFUERZO EFECTIVO
EN CUALQUIER PUNTO DE UNA MASA DE SUELO SATURADO EL ESFUERZO TOTAL EN CUALQUIER DIRECCION ES IGUAL A LA
SUMA ALGEBRAICA DEL ESFUERZO EFECTIVO EN ESA DIRECCION Y LA PRESION INTERSTICIAL
ESTADO GENERAL DE ESFUERZOS
ESFUERZOS PRINCIPALES
-
FUNDAMENTOS TEORICOS EN EL
DISEO DE CIMENTACION EN SUELOS
ANALISIS BIDIMENSIONAL DE ESFUERZOSCIRCULO DE MOHR DE ESFUERZOS
-
FUNDAMENTOS TEORICOS EN EL
DISEO DE CIMENTACION EN SUELOSESFUERZOS DEBIDOS A CARGAS APLICADAS
ELASTICOPLASTICO
RIGIDO
ELASTOPLASTICO
MATERIAL REAL
ELASTOPLASTICO CON
ABLANDAMIENTO BISHOP, 1972
F = EN LA FALLAR = VALOR RESIDUAL
-
FUNDAMENTOS TEORICOS EN EL
DISEO DE CIMENTACION EN SUELOSESFUERZOS DEBIDOS A CARGAS APLICADAS
CALCULO APROX. DEL INCREMENTO DEL ESFUERZO VERTICAL
BULBO DE ESFUERZO
SON LINEAS DE IGUAL
INCREMENTO DEL ESFUERZO
VERTICAL TOTAL EXPRESADO
COMO UNA FRACCION DE LA
PRESION APLICADA q EN UNA
FRANJA INFINITAMENTE
LARGA.
DAN UNA REPRESENTACION
VISUAL UTIL DE LA MANERA
COMO EL INCREMENTO DE
ESFUERZO SE DISTRIBUYE A
TRAVES DE LA MASA DEL
SUELO.
FRANJA INFINITA CON CARGA UNIFORME
-
FUNDAMENTOS TEORICOS EN EL
DISEO DE CIMENTACION EN SUELOSESFUERZOS DEBIDOS A CARGAS APLICADAS
CALCULO APROX. DEL INCREMENTO DEL ESFUERZO VERTICAL
BULBO DE ESFUERZO
POR DEBAJO DEL CENTRO
DE UN AREA RECTANGULAR
CARGADA DE ANCHO B, v A UNA PROFUNDIDAD DE
TRES VECES EL ANCHO ES
MAS O MENOS 5 % DE LA
PRESION SUPERFICIAL q.
DE OTRO LADO, DEBAJO DE
UNA LINEA CENTRAL DE UNA
FRANJA DE ANCHO B UNA
REDUCCION SIMILAR DE v
SE LOGRA SOLO CUANDO LA
PROFUNDIDAD ES SUPERIOR
A 10B
AREA CUADRADA CON CARGA UNIFORME
-
FUNDAMENTOS TEORICOS EN EL
DISEO DE CIMENTACION EN SUELOSESFUERZOS DEBIDOS A CARGAS APLICADAS
CALCULO APROX. DEL INCREMENTO DEL ESFUERZO VERTICAL
BULBO DE ESFUERZO
LA PROFUNDIDAD HASTA LA
CUAL EL INCREMENTO DE
ESFUERZO ES SIGNIFICATIVO SE
DENOMINA ZONA DE INFLUENCIA
Y PUEDE TOMARSE ENTONCES
COMO APROXIMADAMENTE 10
VECES EL ANCHO EN EL CASO DE
UNA FRANJA INFINITAMENTE
LARGA Y APROXIMADAMENTE 3
VECES EL ANCHO EN EL CASO DE
UN AREA CARGADA CUADRADA
(IGUAL MANERA PARA AREAS
CIRCULARES)
AREA CUADRADA CON CARGA UNIFORME
-
CIMENTACION SUPERFICIAL
ZAPATAS
EL CONCEPTO DE SUPERFICIAL ES MAS A SU EXTENSION EN PLANTA
QUE A SU COTA DE APOYO
LOSAS DE
CIMENTACION
ELEMENTOS DE TRANSMISION DE
CARGAS AL TERRENO A TRAVES DE
SUPERFICIES DE APOYO
CONSIDERABLEMENTE MAS GRANDE
QUE SU DIMENSION VERTICAL.
EL NIVEL DE APOYO SUELE SER
GENERALMENTE INFERIOR A 3
METROS EN CASO DE ZAPATAS
DEFINICION
-
TIPOS DE CIMENTACION
SUPERFICIAL EN SUELOS
ZAPATAS AISLADAS
PARA DAR SOPORTE A
COLUMNAS
ESTRUCTURALES. PUEDEN
SER UNA PIEZA CIRCULAR,
RECTANGULAR O
CUADRADA, GROSOR
UNIFORME, ESCALONADAS
O EN PIRAMIDES PARA
DISTRIBUIR LA CARGA DE
UNA COLUMNA
ZAPATAS CORRIDAS
PARA DAR SOPORTE A MUROS DE
CARGA Y PARA FIJAR COLUMNAS
ESPACIADAS, TAN CERCA UNA DE
LA OTRA. SON NECESARIAS
CUANDO LA CAPACIDAD DE CARGA
DEL SUELO ES
CONSIDERABLEMENTE BAJA PARA
NECESITAR UNA ZAPATA CORRIDA
CON EL ANCHO SUFICIENTE PARA
QUE OCURRA UNA FLEXION
TRANSVERSAL EN LAS
PROPORCIONES QUE SE
PROYECTAN EN LA VIGA DE
CIMENTACION Y QUE REQUIERE EL
REFUERZO PARA PREVENIR EL
AGRIETAMIENTO
-
ZAPATAS AISLADAS
MASA DE CONCRETO PARA COLUMNA DE ACERO
CONCRETO REFORZADO CON CARA SUIPERIOR INCLINADA
CONCRETO PLANO REFORZADO
CONCRETO REFORZADO Y ESCALONADO
-
ZAPATAS CORRIDAS
PARA MURO DE CARGA
CON ZAPATA CORRIDA ANCHA
PARA HILERA COLUMNAS POCO ESPACIADAS
REFUERZO
-
TIPOS DE CIMENTACION
SUPERFICIAL EN SUELOS
LOZAS DE CIMENTACION
SE REQUIEREN EN SUELOS DE BAJA CAPACIDAD DE CARGA, O
DONDE LAS COLUMNAS ESTRUCTURALES U OTRAS AREAS DE
CARGA ESTAN TAN CERCANAS EN AMBAS DIRECCIONES QUE
LAS CIMENTACIONES BASADAS EN ZAPATAS AISLADAS SE
TOCARIAN UNAS CON OTRAS.
SON DE MUCHA UTILIDAD PARA REDUCIR ASENTAMIENTOS
DIFERENCIALES EN SUELOS VARIABLES, O DONDE HAYA UNA
VARIACION CONSIDERABLE DE CARGA ENTRE COLUMNAS
ADYACENTES U OTRAS CARGAS APLICADAS
-
LOSAS DE CIMENTACION
LOSA PLANA LOSA
VIGA
LOSA Y VIGA
CELULAS RECTANGULARES
LOSA CELULAR
-
BASES PARA EL DISEO DE CIMENTACION
SUPERFICIAL EN SUELOS
TRANSMITIR AL
TERRENO LAS
CARGAS DEL
EDIFICIO CON
DEFORMACIONES
(ASIENTOS)
TOLERABLES,
GARANTIZANDO
UNA SEGURIDAD
SUFICIENTE
FRENTE A LA
ROTURA O
HUNDIMIENTO
NO RESULTAR
AFECTADA POR LA
EVENTUAL
AGRESIVIDAD DEL
TERRENO
POSEER
SUFICIENTE
RESISTENCIA
COMO ELEMENTO
ESTRUCTURAL
ESTAR SUFICIENTEMENTE PROTEGIDA
FRENTE A LAS MODIFICACIONES
NATURALES O ARTIFICIALES DEL
ENTORNO (HELADA, CAMBIOS DE
VOLUMEN, VARIACIONES DEL NIVEL
FREATICO, EFECTOS DINAMICOS,
EXCAVACIONES PROXIMAS, ETC)
-
PROCEDIMIENTOS PARA EL DISEO DE
CIMENTACION SUPERFICIAL EN SUELOS
DETERMINACION
DE LA PRESION DE
HUNDIMIENTO DEL
TERRENO
REAJUSTES, SI ES
NECESARIO, DE
LAS DIMENSIONES
DE LA
CIMENTACION
OBTENCION DE LA
PRESION DE
TRABAJO O
ADMISIBLE,
INTRODUCIENDO
COEFICIENTES DE
SEGURIDAD
ADECUADOS
CALCULO DE LOS
ASIENTOS
ESPERABLES
MODIFICACION DE
LAS DIMENSIONES
SI LOS ASIENTOS
NO SON
ADMISIBLES
-
PARAMETROS PARA EL CALCULO EN EL DISEO
DE CIMENTACION SUPERFICIAL EN SUELOS
LA NATURALEZA Y
ESTRATIGRAFIA
DEL TERRENO
LAS PROPIEDADES
DE CADA CAPA
EXISTENTE EN LA
ZONA DE
INFLUENCIA DE LAS
CIMENTACIONES
LAS CONDICIONES
DEL AGUA
FREATICA
-
PARAMETROS PARA EL CALCULO EN EL DISEO DE
CIMENTACION EN SUELOS ARCILLOSOS Y LIMOSOS,
COHESIVOS
PESO ESPECIFICO
(SECO SATURADO)
d, sat
RESISTENCIA AL
CORTE CON
DRENAJE (LARGO
PLAZO) c, (ENSAYO DE CORTE
O TRIAXIALES)
HUMEDAD
NATURAL
w
RESISTENCIA AL
CORTE SIN
DRENAJE (CARGA
RAPIDA) cu(ENSAYOS DE
COMPRESION
SIMPLE EN
LABORATORIO,
PRESIOMETRICAS
O
PENETROMETROM
ETRICAS)
DEFORMABILIDAD
Eu, (u = 0.5), E, (CORRELACIONES
EMPIRICAS O
PRUEBAS DE
CARGA)
-
PARAMETROS PARA EL CALCULO EN EL DISEO DE
CIMENTACION EN SUELOS ARENOSOS, NO COHESIVOS
PESO ESPECIFICO
CORRESPONDIENTE
A LA HUMEDAD
NATURAL
RESISTENCIA AL
CORTE CON
DRENAJE (LARGO
PLAZO) c, (ENSAYO DE CORTE
O TRIAXIALES)
GRADO DE
COMPACIDAD Y/O
ANGULO DE
ROZAMIENTO
INTERNO
(GENERALMENTE
DEDUCIDOS DE
CORRELACIONES IN
SITU CON EL ENSAYO
ESTANDAR, VALORES
PENETROMETRICOS,
ETC)
DEFORMABILIDAD
E, (CORRELACIONES
ANALOGAS A LAS
ANTERIORES O
ENSAYO DE
CARGA CON
PLACA)
-
GRUPO CLASE TIPO DE ROCA
PRESION
ADMISIBLE
qs (Kg/cm)
OBSERVACIONES
I
ROCAS
1ROCA IGNEA O NEISICAS
SANAS100
DEBE ATRAVESARSE
LA PARTE ALTERADA
2CALIZAS Y ARENISCAS
DURAS40
3 ESQUISTOS Y PIZARRAS 30
4ARGILITAS Y LUTITAS
DURAS, ARENISCAS
BLANDAS
20
5LUTITAS Y ARGILITAS
BLANDAS6 10
6 CRETAS Y MARGAS 6
7CALIZAS Y ARENISCAS
TABLEADAS-
REQUIEREN UN
ESTUDIO ESPECIAL8 ROCAS MUY FRACTURADAS -
ALGUNOS VALORES DE LAS PRESIONES DE TRABAJO BAJO
CARGA VERTICAL ESTATICA (SEGN CODIGO DE PRACTICA
BRITANICO, CP 2004:1972)
-
GRUPO CLASE TIPO DE SUELOS
PRESION
ADMISIBLE
qs (Kg/cm)
OBSERVACIONES
II
SUELOS NO
COHESIVOS
9GRAVAS O MEZCLAS
GRANULARES
COMPACTAS
> 6
CIMIENTOS DE
B 1 m.
NIVEL FREATICO A
UNA PROFUNDIDAD
MAYOR QUE B BAJO
EL CIMIENTO
10ARENAS Y GRAVAS DE
COMPACIDAD MEDIA2 - 6
11GRAVAS Y ARENAS
FLOJAS< 2
12 ARENA COMPACTA > 3
13 ARENA MEDIA 1 3
14 ARENA SUELTA < 1
ALGUNOS VALORES DE LAS PRESIONES DE TRABAJO BAJO
CARGA VERTICAL ESTATICA (SEGN CODIGO DE PRACTICA
BRITANICO, CP 2004:1972)
-
GRUPO CLASE TIPO DE SUELOS
PRESION
ADMISIBLE
qs (Kg/cm)
OBSERVACIONES
II
SUELOS
COHESIVOS
15ARCILLAS MUY DURAS,
EVENTUALMENTE CON
GRAVA
3 6
SON DE ESPERAR
ASIENTOS DE
CONSOLIDACION A
LARGO PLAZO
16 ARCILLAS DURAS 1.5 3
17 ARCILLAS FIRMES 0.75 1.5
18ARCILLAS Y LIMOS
BLANDOS< 0.75
19ARCILLAS Y LIMOS MUY
BLANDOS
NO
APLICABLE
ALGUNOS VALORES DE LAS PRESIONES DE TRABAJO BAJO
CARGA VERTICAL ESTATICA (SEGN CODIGO DE PRACTICA
BRITANICO, CP 2004:1972)
-
TIPO DE SUELO qs (Kg/cm)CASCAJO, GRAVAS O GRAVAS ARENOSAS (GW o GP)
COMPACTAS
MEDIANAMENTE COMPACTAS (LIMA)
SUELTAS
5
4
3
ARENAS O ARENAS CON GRAVAS BIEN GRADUADAS (SW)
COMPACTAS
MEDIANAMENTE COMPACTAS
SUELTAS
3.75
3.0
2.25
ARENAS O ARENA CON GRAVA MAL GRADUADA (SP)
COMPACTAS
MEDIANAMENTE COMPACTAS
SUELTAS
3.0
2.50
1.75
GRAVAS SIENOSAS O GRAVA-ARENA-SIEN0 (GM)
COMPACTAS
MEDIANAMENTE COMPACTAS
SUELTAS
2.50
2.0
1.50
ARENAS SIENOSAS O ARENA-SIENO (SM) 2.0
GRAVA ARCILLOSA O ARENA ARCILLOSAS (GC-SC) 2.0
SUELOS INORGANICOS, SIENOS, ARENAS FINAS (ML-CL) 1.0
ARCILLAS INORGANICAS PLASTICAS, ARENAS DIATOMICEAS SIENOS
ELASTICOS (CH-MH)1.0
CARGAS DE TRABAJO PARA ALGUNOS TIPOS DE SUELOS (LIMA)
-
TIPOS DE ROCA qs (Kg/cm)
GRANITO, DIORITA, GNEIS 100
ESQUISTOS, PIZARRAS 40
CALIZAS, ARENISCAS 15
CARGAS DE TRABAJO EN ALGUNOS
TIPOS DE ROCA EN LIMA
-
CAPACIDAD DE CARGA ULTIMA
FALLA GENERAL POR CORTE
CONSIDEREMOS UNA CIMENTACION CORRIDA QUE DESCANSA
SOBRE ARENA DENSA O SUELO COHESIVO, CON UN ANCHO
IGUAL A B. SI APLICAMOS LA CARGA GRADUALMENTE A LA
CIMENTACION, EL ASENTAMIENTO SE INCREMENTARA.
EN CIERTO PUNTO CUANDO L A CARGA POR UNIDAD DE AREA ES
IGUAL A qu, TENDRA LUGAR UNA FALLA REPENTINA EN EL SUELO
QUE SOPORTA LA CIMENTACION Y LA ZONA DE FALLA EN EL
SUELO SE EXTENDERA HASTA LA SUPERFICIE DEL TERRENO.
ESTA FORMA DE ROTURA ES TIPICA DE LAS ARENAS COMPACTAS
Y DE LAS ARCILLAS BLANDAS A MEDIAS EN CONDICIONES DE
CARGA RAPIDA, SIN DRENAJE.
ES LA CARGA POR AREA UNITARIA DE LA CIMENTACION BAJO LA
CUAL OCURRE LA FALLA POR CORTE EN EL SUELO
-
CAPACIDAD DE CARGA ULTIMA
B
SUPERFICIE DE FALLA EN
EL SUELO qu
-
CAPACIDAD DE CARGA ULTIMA
FALLA LOCAL DE CORTESI LA CIMENTACION CONSIDERADA DESCANSA SOBRE SUELO
ARENOSO O ARCILLOSOS MEDIANAMENTE COMPACTADO, UN
INCREMENTO DE CARGA SOBRE LA CIMENTACION TAMBIEN SERA
ACOMPAADO POR UN AUMENTO DE ASENTAMIENTO. SIN
EMBARGO, EN ESTE CASO LA SUPERFICIE DE FALLA EN EL
SUELO SE EXTENDERA GRADUALMENTE HACIA FUERA DESDE LA
CIMENTACION.
CUANDO LA CARGA POR AREA UNITARIA SOBRE LA
CIMENTACION ES IGUAL A qu(1), EL MOVIMIENTO ESTARA
ACOMPAADO POR SACUDIDAS REPENTINAS. SE REQUIERE
ENTONCES UN MOVIMIENTO CONSIDERABLE DE LACIMENTACION
PARA QUE LA ZONA DE FALLA EN EL SUELO SE EXTIENDA HASTA
LA SUPERFICIE DEL TERRENO.
LA CARGA POR UNIDAD DE AREA BAJO LA CUAL SUCEDE ES LA
CAPACIDAD DE CARGA ULTIMA, qu. MAS ALLA DE ESTE PUNTO,
UNA MAYOR CARGA ESTARA ACOMPAADA POR UN GRAN
INCREMENTO DEL ASENTAMIENTO DE LA CIMENTACION
-
CAPACIDAD DE CARGA ULTIMA
B
SUPERFICIE DE FALLA EN
EL SUELOqu
qu(1)
CARGA PRIMERA DE FALLA
-
CAPACIDAD DE CARGA ULTIMA
FALLA DE CORTE POR PUNZONAMIENTO
SI LA CIMENTACION ES SOPORTADA POR UN SUELO BASTANTE
SUELTO, LA ZONA DE FALLA EN ESTE SUELO NO SE EXTENDERA
HASTA LA SUPERFICIE DEL TERRENO. MAS ALLA DE LA CARGA
ULTIMA DE FALLA qu, LA GRAFICA CARGA SENTAMIENTO SE
INCREMENTARA Y SERA PRACTICAMENTE LINEAL.
EN ESTE CASO LA CIMENTACION SE HUNDE CORTANDO EL
TERRENO EN SU PERIFERIA, CON UN DESPLAZAMIENTO
APROXIMADAMENTE VERTICAL Y AFECTANDO POCO AL
TERRENO ADYACENTE.
SE DA EN MATERIALES MUY COMPRESIBLES Y POCO RESISTENTE
O EN ZAPATAS SOBRE CAPAS DELGADAS APOYADAS EN
ESTRATOS BLANDOS
-
CAPACIDAD DE CARGA ULTIMA
SUPERFICIE DE FALLA EN
EL SUELO
B
ququ
qu(1)
-
TEORIA DE LA CAPACIDAD DE CARGA DE
TERZAGHI
UNA CIMENTACION ES SUPERFICIAL SI LA PROFUNDIDAD Df DE LA CIMENTACION ES MENOR O IGUAL QUE EL ANCHO DE LA MISMA.POSTERIORMENTE INVESTIGADORES SUGIEREN QUE CIMENTACIONES
CON Df IGUAL A 3 O 4 VECES EL ANCHO DE LA CIMENTACION PUEDEN
SER DEFINIDAS COMO CIMENTACIONES SUPERFICIALES
LA ZONA DE FALLA BAJO LA CIMENTACION PUEDE SEPARARSE EN
TRES PARTES
1.- LA ZONA TRIANGULAR ACD INMEDIATAMENTE DEBAJO DE LA
CIMENTACION.
2.- LAS ZONAS DE CORTE RADIALES ADF y CDE, CON LAS CURVAS DE
y DF COMO ARCOS DE UNA ESPIRAL LOGARITMICA.
3.- DOS ZONAS PASIVAS DE RANKINE TIRANGULARES AFH y CEG.
TERZAGHI 1943
-
JA C
D EF
GH
I
Df quq = .Df
45 - /2
45 - /2
45 - /2 45 - /2
B
CAPACIDAD DE CARGA EN SUELO EN
CIMENTACION CORRIDA SEGN TERZAGHI
qu = cNc + qNq + BN
qu = CAPACIDAD DE CARGA ULTIMAc = COHESION DEL SUELO = PESO ESPECIFICO DEL SUELOq = .DfNc, Nq, N = FACTORES DE CAPACIDAD DE CARGA ADIMENSIONALE QUE ESTAN EN FUNCION DEL ANGULO DE FRICCION DEL SUELO
-
Nc Nq N Nc Nq N
0 5.70 1.00 0.00 26 27.09 14.21 9.84
1 6.00 1.10 0.01 27 29.24 15.90 11.60
2 6.30 1.22 0.04 28 31.61 17.81 13.70
3 6.62 1.35 0.06 29 34.24 19.98 16.18
4 6.97 1.49 0.10 30 37.16 22.46 19.13
5 7.34 1.64 0.14 31 40.41 25.28 22.65
6 7.73 1.81 0.20 32 44.04 28.52 26.87
7 8.15 2.00 0.27 33 48.09 32.23 31.94
8 8.60 2.21 0.35 34 52.64 36.50 38.04
9 9.09 2.44 0.44 35 57.75 41.44 45.41
10 9.61 2.69 0.56 36 63.53 47.16 54.36
11 10.16 2.98 0.69 37 70.01 53.80 65.27
12 10.76 3.29 0.85 38 77.50 61.55 78.61
13 11.41 3.63 1.04 39 85.97 70.61 95.03
14 12.11 4.02 1.26 40 95.66 81.27 115.31
15 12.86 4.45 1.52 41 106.81 93.85 140.51
16 13.68 4.92 1.82 42 119.67 108.75 171.99
17 14.60 5.45 2.18 43 134.58 126.50 211.56
18 15.12 6.04 2.59 44 151.95 147.74 261.60
19 16.56 6.70 3.07 45 172.28 173.28 325.34
20 17.69 7.44 3.64 46 196.22 204.19 407.11
21 18.92 8.26 4.31 47 224.55 241.80 512.84
22 20.27 9.19 5.09 48 258.28 287.85 650.67
23 21.75 10.23 6.00 49 298.71 344.63 831.99
24 23.36 11.40 7.08 50 347.50 415.14 1072.80
25 25.13 12.72 8.34
FACTORES
DE
CAPACIDAD
DE CARGA
DE
TERZAGHI
SEGN
KUMBHOJKAR
(1993)
-
CAPACIDAD DE CARGA ULTIMA EN CIMENTACION
CUADRADA O CIRCULAR SEGN TERZAGHI
qu = 1.3cNc + qNq + 0.4BN
qu = CAPACIDAD DE CARGA ULTIMAc = COHESION DEL SUELO = PESO ESPECIFICO DEL SUELOq = .Df
Nc, Nq, N = FACTORES DE CAPACIDAD DE CARGA ADIMENSIONAL
QUE ESTAN EN FUNCION DEL ANGULO DE FRICCION DEL SUELO
CIMENTACION
CUADRADA
qu = 1.3cNc + qNq + 0.3BN CIMENTACION CIRCULAR
qu = cNc + qNq + 0.5 BNCIMENTACION
CORRIDA
-
CAPACIDAD DE CARGA ULTIMA EN CIMENTACION
MODIFICACIONES POR NIVEL FREATICO
B
NIVEL DE AGUA
FREATICA
Df
d
D2
NIVEL DE AGUA
FREATICA
CASO I
CASO II
q = SOBRECARGA EFECTIVA = D1 + D2 (sat - W) CASO I
= + d/B ( - )
CASO II
sat = Peso esopecifico saturado del suelo
W = Peso especifico del agua
-
FACTOR DE SEGURIDAD
qneta(u) = CAPACIDAD DE CARGA ULTIMA NETA
LA CAPACIDAD DE CARGA ULTIMA NETA SE DEFINE COMO
LA PRESION ULTIMA POR UNIDAD DE AREA DE LA
CIMENTACION QUE ES SOPORTADA POR EL SUELO EN
EXCESO DE LA PRESION CAUSADA POR EL SUELO QUE LA
RODEA EN EL NIVEL DE CIMENTACION
qneta(u) = qu - q
qadm = qu / FS
PARA EL CALCULO DE LA CAPACIDAD DE CARGA BRUTA
ADMISIBLE DE CIMENTACIONES SUPERFICIALES SE
REQUIERE APLICAR UN FACTOR DE SEGURIDAD (FS) A LA
CAPACIDAD DE CARGA ULTIMA BRUTA
q = .Df
qadmisible (neta) = qu qFS
EL FS CON ESTA
ECUACION PUEDE
SER POR MENOS DE 3
EN TODOS SUS
CASOS
-
CIMENTACIONES CARGADAS EXCENTRICAMENTE
qmax
Para e > B/6
Para e < B/6
qmax
qmin
B
Q
M
B
e
qmax Q
BL
6M
BL= +
qmin Q
BL
6M
BL= -
e = MQ
e
B2e
L
CARGA VERTICAL
TOTALMOMENTO SOBRE
CIMENTACION
B X L
-
CIMENTACIONES CARGADAS EXCENTRICAMENTE
qmax
Para e > B/6
Para e < B/6
qmax
qmin
qmaxQ
BL
6M
BL= + qmin
Q
BL
6M
BL= - e =
M
Q
qmaxQ
BL
1 + 6M
B= ( ) qmax QBL
1 - 6M
B= ( )
EN ESTAS ECUACIONES CUANDO LA
EXCENTRICIDAD e TOMA VALOR DE
B/6, EL qmin ES CERO.
PERO PARA e > B/6, qmin SERA
NEGATIVA LO QUE SIGNIFICA QUE SE
DESARROLLARA UNA TENSION.
COMO EL SUELO NO PUEDE TOMAR
TENSIONES, HABRA UNA
SEPARACION ENTRE LA CIMENTACION
Y EL SUELO DEBAJO DE ELLLA.qmaX 4 Q
3L(B 2e)=
-
CIMENTACIONES CARGADAS EXCENTRICAMENTE
B
e
BANCHO
EFECTIVOB 2e= =
LA EXCENTRICIDAD TIENDE A
DISMINUIR LA CAPACIDAD DE
CARGA DE SOPORTE SOBRE
UNA CIMENTACION Y EN
TALES CASOS ES MEJOR
SITUAR LAS COLUMNAS
FUERA DEL CENTRO.
Qult= qu(B)(L)
e
B2e
L
B
Q
M
B X L
LLARGO
EFECTIVOL= =
Qult
Q=FS
-
CAPACIDAD DE CARGA EN SUELOS
ESTRATIFICADOS
CUANDO PROFUNDIDAD DE H ES RELATIVAMENTE MAS PEQUEA COMPARADO CON EL ANCHO B DE LA CIMENTACION, OCURRIRA UNA FALLA POR CORTANTE DE PUNZONAMIENTO EN LA CAPA SUPERIOR DE SUELO SEGUIDA POR UNA FALLA POR CORTANTE GENERAL EN EL ESTRATO INFERIOR.
SUELO MAS FUERTE
SUELO MAS DEBIL
C2
a b
1
H
Df
qu
B
CaCa
ba
1
C1
PpPp
2
2
-
CAPACIDAD DE CARGA EN SUELOS
ESTRATIFICADOS
SUELO MAS FUERTE
1H
Df
qu
B
ba
1
C1
SUELO MAS DEBIL
2
2
C2CUANDO PROFUNDIDAD DE H ES RELATIVAMENTE MAS GRANDE COMPARADO CON EL ANCHO B DE LA CIMENTACION. ENTONCES LA SUPERFICIE DE FALLA ESTARA COMPLETAMENTE LOCALIZADA EN EL ESTRATO SUPERIOR DEL SUELO.
-
CAPACIDAD DE CARGA EN SUELOS
ESTRATIFICADOS
SUELO MAS FUERTE
SUELO MAS DEBIL
C2
a b
1
H
Df
qu
B
CaCa
ba
1
C1
PpPp
2
2
qb=qu 2(Ca + Pp sen )
B+ - 1H
B = Ancho de la cimentacion
Ca = Fuerza adhesiva
Pp = Fuerza adhesiva por unidad de longitud de las caras aa y bb qb = Capacidad de carga del estrato inferior del suelo
= Inclinacion de la fuerza pasiva Pp respecto a la horizontal
-
CAPACIDAD DE CARGA DE CIMENTACIONES
SOBRE UN TALUDb
Df
B
c
H
qu
qu = cNcq + 0.5 BNq Cimentacion corrida Meyerhof
qu = 0.5 BNq
qu = cNcq
Suelo puramente granular c = 0
Suelo puramente cohesivo = 0
-
FACTORES DE CAPACIDAD
DE APOYO Y CARGA
SEGUN MEYERHOF
SUELO PURAMENTE COHESIVO SUELO PURAMENTE GRANULAR
-
MINISTERIO DEL INTERIOR
-
CIMENTACIONES SUPERFICIALES
-
CIMENTACIONES PROFUNDAS
-
EDIFICACION EN MIRAFLORES LIMA
-
EDIFICACION EN BARRANCO LIMA
-
HO
S
PI
T
A
L
D
E
M
O
Q
U
E
G
U
A
-
PLANTA DE LA
ATARJEA
-
Lo que nos crea problemas no son las
cosas que no conocemos; sino las que
creemos conocer con certeza.
Gracias