ASENTAMIENTOS EN ARENAS

1.- RESUMEN.- Eneste informe teorico se trata sobre el asentamiento en arenas, de acuerdo ha la teroira de consolidación de los suelos

2.- OBJETIVOS

Aprender ha calcular el asentamiento de un suelo arenoso en forma practica y teorica Comprobar y verificar el cumplimiento de la ley de tarzaghi en el asentamiento en

suelos arenos

3.- MARCO TEORICO

La arena se ha empleado bastante como cimentación: Ejemplo: depósitos de palastro para gasolina. Pero para ello es necesario que el terreno reúna dos características esenciales: que no sea demasiado blando (pues la arena se hundiría poco a poco en el mismo) y que esté al abrigo de corriente de agua, pues la arrastraría.

Para realizar una cimentación de arena se comienza efectuando una excavación de unos 75 cm, Posteriormente, echaremos la arena por capas sucesivas que se irán apisonando con objeto de que la misma se introduzca en las paredes laterales de la zanja.

Figura 103

La cimentación de arena presenta la ventaja de lo reducido de su coste y la de que reparte uniformemente la carga del edificio. El procedimiento anteriormente indicado es muy antiguo, usándose aún en la actualidad. Se basa (fig. 103) en que la presión del cimiento sobre la arena se transmite al suelo según una pirámide truncada cuyas caras están inclinadas a 45º, con lo que la superficie de asiento del cimiento C se amplía. La letra d corresponde a la altura del relleno de arena,, el cual se puede mejorar mediante un apisonado mecánico.

http://www.elconstructorcivil.com/2011/03/cimentacion-sobre-la-arena-y-sus.html

En este caso la aplicación de la fórmula general (1), con c = o, suele dar presiones de hundimiento muy elevadas debido a los grandes valores de Nq Y NY para los Ø usuales (>30º). Sin embargo, no por ello queda asegurado que los asientos sean admisibles para las presiones de trabajo así obtenidas, por lo cual se tiende a fijar dichas presiones en relación con los asientos.

Dada la dificultad del muestreo y ensayo en laboratorio de estos suelos lo usual es utilizar parámetros de resistencia o deformabilidad deducidos de medidas ¡ti situ realizadas con penerrómerros, presiómetros, placas de carga, etc.

El método más antiguo es el de Terzaghi y Peck (1948) que da las expresiones siguientes (fig. 2.22):

Fig. 2.22 Asentamientos de zapatas deducidos de la penetración estándar N ( Según Terzaghi y Peck, 1948)

siendo qadm la presión admisible en Kp/cm2 y s el asiento tolerable en pulgadas, que en la fig. 2.22 se ha fijado como de 1 pulgada (2,54 cm). N es el número de golpes medio del ensayo de penetración estándar (S.P.T.) en la zona de influencia de la cimentación y B el ancho de la misma. Las expresiones anteriores, que han sido profusamente empleadas, resultan excesivamente conservadoras por lo que ha habido numerosas propuestas de modificaciones, aunque aún no existe ningún Otro método universalmente aceptado.

Posteriormente Meyerhof (1956) recomendó aumentar las presiones admisibles dadas por Terzaghi y Peck en un 50% y no considerar reducciones en el valor de N por la presencia del nivel freático, ya que esto quedaba reflejado en el ensayo. Sin embargo, Schmertmann comprobó que, en el caso de losas o zapatas de grandes dimensiones, los asientos calculados eran inferiores a los reales. Bazaraa en 1967 propuso emplear la fórmula

siendo NB = valor N corregido por Ja sobrecarga de tierras a. al nivel de cimentación según las exprsiones siguientes

y K un factor de corrección obtenido por la relación entre la tensión vertical a la profundidad B/2 bajo la zapata, en estado seco y la que se produce a la misma profundidad cuando existe nivel freático. Schultze y Sherif propusieron en 1973 la correlación que aparece en la fig. 2.23. Los autores señalan que el error de la predicción puede ser de ±40 %. Sin embargo, se ha comprobado que los errores pueden ser muy importantes en el caso de cimientos de grandes dimensiones (B > 5 m) y/o cuando el espesor de terreno compresible es superior a 2B.

Fig 2.23 Correlación propuesta por Schultze y Sherif

Las teorías más recientes tienden a estimar los asientos (y a partir de ellos la qadm) por integración de deformaciones elásticas, utilizando correlaciones entre N y el módulo de deformación E. Así, por ejemplo, en arenas normalmente consolidadas y con niveles de presión medios (> 1,5 kp/cm2) se obtienen resultados aceptables con los métodos de Webb y Schmertmann.

http://1.bp.blogspot.com/-WLagu4k1Bak/Tz6dyHte92I/AAAAAAAADQo/zXpeFTRdsTs/s1600/6.gif

Fig 2.24 Método de Schmertmann.

Parry ha sugerido que en arenas flojas (N < 15) y zapatas superficiales (D/B < 1) de dimensiones moderadas (B <2,20 m) la presión admisible viene determinada por condiciones de capacidad portante, mientras que en los demás casos predominan las limitaciones de asientos. Según este autor resultaría

siendo Nm el valor de N a una profundidad D + 3B/4 bajo la superficie del terreno.

Para los demás casos propone

siendo s el asiento en cm y B el lado de la zapata en m.

En la fig. 2.25 se han resumido numerosos resultados experimentales expresando, para diversas compacidades de arena, la relación entre el cociente del asiento y la presión y el ancho de la cimentación.

Fig. 2.25 Resumen de diversos criterios y resultados experimentales de asientos de zaptas de arena.

Se ha intentado frecuentemente relacionar los asientos de placas de ensayo con los de cimentaciones reales. La ley empírica más antigua es la propuesta por Terzaghi:

que expresa la relación entre el asiento s0 de una placa de 0,30 x 0,30 m2 y el de una cimentación de ancho B para la misma presión unitaria. La fórmula puede generalizarse para una placa de lado cualquiera B0:

Como puede verse, para B x, S — 4 so, estableciendo un límite a ¡os posibles asientos. Sin embargo, las experiencias posteriores han demostrado que tal límite es improbable y que los asientos aumentan con el tamaño de la cimentación según leyes de tipo parabólico. En la fig. 2.26 se resumen algunas de estas recomendaciones.

Fig. 2.26 Relación entre el asentamiento y las dimensiones de la superficie cargada según datos recogidos de casos reales.

http://apuntesingenierocivil.blogspot.com/2012/02/cimentaciones-en-arenas-y-suelos.html

ASENTAMIENTOS EN FORMA GENERAL EN TODO TIPO DE SUELOS

Es la deformación vertical en la superficie de un terreno proveniente de la aplicación de cargas o debido al peso propio de las capas.Tipos de Asentamientos:

Inmediatos: por deformación elástica (suelos arenosos o suelos arcillosos no saturados) Por densificación: debidos a la salida del agua del suelo (suelos arcillosos): Por flujo lateral: desplazamiento de las partículas del suelo desde las zonas más

cargadas hacia las menos cargadas (suelos no cohesivos)Causas de los Asentamientos

Cargas estáticas: presión transmitida por las estructuras, por el propio peso del suelo, etc. Cargas dinámicas: clavado de estacas, terremotos, etc. Erosión del subsuelo Variaciones del nivel del agua: rebajes

Efectos de los Asentamientos

Daños a la estructura del suelo, cambios en la apariencia, funcionalidad y estabilidad.

Determinación del asentamiento totalCuando la capa del suelo sufre efecto de una sobrecarga, ella se deforma y en consecuencia da la disminución de su índice de vacíos (e0) hacia un valor final (ef) motivado por su compresibilidad. Su espesor pasa por tanto desde un valor inicial de H0 a un valor final Hf cuya diferencia (ΔH = H0 – Hf), corresponde al asentamiento total sufrido.Asentamiento en el tiempo “t”

Suelos normalmente densificados (OCR = 1)

Suelos Pre-Densificados (σA‘ > σ’)Cuando la carga traspasa la tensión de pre-densificación el asentamiento se calcula en dos etapas: de la tensión existente hasta la tensión de pre-densificación y desde la tensión de pre-densificación hasta la tensión final resultante de la carga.

Donde Ce es el coeficiente de expansibilidad o coeficiente de recompresión (Cr) que es la inclinación del espacio descarga-cargaSuelos Sub-densificados (OCR < 1)Los que aún no se densificaron completamente

Densificación SecundariaOcurre cuando el exceso de presión neutra es prácticamente nulo Δμ ≅ 0 y la tensión efectiva es prácticamente igual a la tensión total σ ‘ ≅ σ. En general, se verifica que en el ensayo de densificación, la deformación continua a procesarse, más allá que el exceso de presión neutra, sea prácticamente nulo.

Este efecto se le atribuye a los fenómenos viscosos.

Aplicación de Drenajes verticales para acelerar la densificaciónAlgunas veces para acelerar la densificación se construyen drenajes verticales en la capa arcillosa responsable por tales asentamientos. Estos drenajes pueden ser perforaciones rellenas con arena.

 Aplicándose una carga sobre la superficie, el agua bajo presión puede escurrir tanto hacia las capas drenantes directamente como a través de los drenajes. Los asentamientos se desarrollan mucho más rápidamente pues las distancias de flujo son mejores y los coeficientes de permeabilidad son mayores en la dirección horizontal que en la vertical.Aplicación de Sobrecargas para acelerar la densificación

Es una técnica muy interesante utilizada par amenizar los efectos de los asentamientos causados por una determinada carga o pre-carga del área.  La figura a continuación nos muestra un ejemplo práctico de colocación de una sobrecarga constituida por 2 metros de terraplén para provocar un asentamiento de 30 cm en poco más de 4 meses, lo que no sería alcanzado con el terraplén definitivo proyectado con 3 metros de altura en ese mismo período. Luego de alcanzado el valor del asentamiento deseado, la sobrecarga debe ser retirada, manteniéndose la cuota de terraplén final prevista en el proyecto.

 

Lee todo en: Mecánica de Suelos – Asentamientos | La guía de Física http://fisica.laguia2000.com/dinamica-clasica/mecanica-de-suelos-asentamientos#ixzz3K1kg3aGU