INFORME DE ALCANTARILLAS DOBLES 43+102 y 43+517

EDIFICIO DE LA CONTRALORIA GENERAL DEL ESTADO-GUAYAQUIL

INFORME DE CALCULO Y DISEO DE LA CIMENTACIONANTECEDENTES Y DATOS.- A fin de proceder al clculo y diseo de la cimentacin para la Ampliacion del Edificio de la Contralora General del Estado en Guayaquil, se cuenta con:

Descripcin general de los dos niveles del subsuelo, el primero a -3.45m. y el segundo a -6.45 m.

Reporte de las cargas puntuales en cada nudo, pormenorizadas por carga muerta, carga viva, sismos en direccin X, sismos en direccin Y.

Estudio de suelo preparado por la empresa Digeconsa, en el cual se indica la estratigrafa, capacidad portante de los etratos (o en su defecto nmero de golpes para el ensayo STP), nivel fretico, capacidad de carga de pilotes de 30x30 cm y de 45x45 cm. Se recomienda la cimentacin de los pilotes con una implantacin de 3 m. en el estrato resistente del fondo.

METODO DE CALCULO.- Se ha procedido con los siguientes pasos:

1.- Consolidacin de los datos de carga en los puntos correspondientes2.- Clculo de la capacidad estructural de los pilotes de 30x30 y de 45x45 cm

3.- Clculo de la capacidad de carga de los pilotes por fuste y por carga de punta

4.- Calculo de la distribucin de los pilotes el planta conforme a su capacidad y a las cargas correspondiente en cada nudo

5.- Clculo y diseo de la losa del fondo (nivel -6.45) considerando el empuje hacia arriba del nivel fretico que se encuentra a 1.6 m del nivel del suelo libre.

6.- Calculo de las vigas de la losa del fondo considerando el aporte de la carga a cada una de ellas7.- Calculo y diseo del muro perimetral

8.- Con los resultados se procede a la elaboracin del plano correspondiente

CONSOLIDADCION DE LOS DATOS DE CARGA EN LOS NUDOS.- Para determinar la carga que debe ser soportada encada nudo, se ha sumado los valores correspondientes a:

Carga Muerta

Carga Viva

El mayor entre los dos valores del sismo

No se aplican en esta parte coeficientes a las cargas porque el coeficiente 3 ser considerado en la capacidad de los pilotes.

Se considera el mayor entre el sismo X y el sismo Y porque un sismo no puede ser simultneamente en ambas direcciones.

CARGA DE LOS PILOTES

NUMEROC.MUERTAP.PILOTEC.VIVASISMO XSISMO YTOTALPILOTE

123.963.0935.080.25590.491532.624530x30

332.493.0938.320.070.7644.66330x30

534.993.0938.650.210.1246.94330x30

738.013.0939.670.130.9351.70330x30

922.013.0934.340.370.5229.96330x30

16142.396.96460.534.26199.612 de 45x45

18142.276.9646.160.494.48199.872 de 45x45

2232.723.0938.450.940.3545.20330x30

2537.043.0936.38.672.0955.10330x30

2896.296.9620.812.693.11127.1745x45

3157.363.0939.524.812.4274.78330x30

34131.666.9635.83.90.71178.322 de 45x45

37214.996.9679.111.761.76302.824 de 30x30

40215.456.9679.171.941.79303.524 de 30x30

43130.36.9632.555.431.9175.242 de 45x45

4631.553.0937.911.40.2543.95330x30

4952.463.0936.56.775.9468.82330x30

5288.036.9617.250.9810.13122.3745x45

55102.946.9624.652.629.52144.072 de 30x30

5881.146.9616.442.244.71109.2545x45

61146.56.96352.115.04193.52 de 45x45

64221.716.9677.241.82.86308.774 de 30x30

67220.946.9676.621.714.63309.154 de 30x30

70142.496.9631.15.544.95186.092 de 45x45

7321.483.0933.271.172.1830.02330x30

7653.373.09311.140.911.6869.28330x30

7957.293.09311.820.881.3973.59330x30

8255.443.0939.90.523.5271.95330x30

8549.463.09310.455.662.468.66330x30

8873.826.9610.435.933.3197.1445x45

91144.766.9637.755.851.62195.322 de 45x45

94194.646.9670.231.730.68273.564 de 30x30

97199.426.9672.11.260.55279.744 de 30x30

100135.426.9631.884.940.61179.22 de 45x45

103155.826.9640.143.984.26207.182 de 45x45

106208.966.9676.421.494.32296.664 de 30x30

109212.176.9666.391.824.51290.034 de 30x30

112134.46.9630.075.174.82176.62 de 45x45

11546.393.0939.70.810.3859.99330x30

11824.843.0934.430.470.733.06330x30

12127.163.0935.715.572.1441.53330x30

12614.043.0932.424.832.9224.38330x30

12781.556.9613.422.925.68107.6145x45

13065.383.09310.384.251.4183.10330x30

133147.316.9647.110.391.83203.212 de 45x45

136147.716.9638.280.51.98194.932 de 45x45

13919.853.0933.570.60.8727.38330x30

14233.193.0937.70.241.5245.50330x30

14534.013.0937.70.231.2146.01330x30

14819.13.0933.380.440.7126.28330x30

15941.033.0936.768.142.0159.02330x30

En el cuadro inserto se observa adems la cantidad y tipo de pilotes necesarios en cada nudo, conforme a la capacidad que se ver luego en este documento.

CAPACIDAD ESTRUCTURAL y DE CARGA DE PILOTES 30x30 cm.- La capacidad estructural del pilote se ha determinado considerando cual es la carga axial que puede ser resistida por cada uno de los pilotes, tomando en cuenta la capacidad del hormign y del acero, en el caso del hormign se multiplica el rea de la seccin del pilote por el valor de fc del hormign. Para el caso se ha considerado el rea de acero en la seccin multiplicada por el valor fy del acero.Capacidad del suelo sustentante.- La capacidad estructural del pilote generalmente no es la determinante de su capacidad de carga, ya que esta se encuentra limitada por la capacidad del suelo para sustentar al pilote, por esta razn est es la parte ms importante de un anlisis de ese tipo.

Para la determinacin de la capacidad de carga de un pilote, se considera que existen dos elementos contribuyentes:

La resistencia por fuste

La carga de punta

La resistencia por fuste se refiere al rozamiento entre el pilote y el suelo, y se determina mediante la frmula:

Qf= A.c.(permetro) donde:A= Coeficiente de reduccin de carga

C= capacidad portante del estrato/2

Primetro= 4.L

L= lado de la seccin

La carga Qf se calcula para cada estrato encontrado conforme a los registros de la excavacin; por lo tanto la carga Qf total es la suma de las cargas de cada estrato.

El valor de A se encuentra tabulado para diferentes valores de la capacidad portante del terreno, incluyo una tabla de referencia de esta tabulacin.

El valor de C depende de la capacidad portante del terreno, el nmero de golpes del ensayo SPT tiene relacin directa con la capacidad portante.La capacidad de carga en la punta Qp se ha determinado considerando la capacidad portante del estrato inferior, multiplicada por el rea de la seccin del pilote.

La capacidad de carga obtenida para cada pilote es similar a la indicada en el reporte del estudio de suelos.AMPLIACION DEL EDIFICO DE LA CONTRALORIA GUAYAQUIL

CALCULO DE LA CIMENTACION PILOTEADA

Nivel del stano.-6.45

Nivel del implante en estrato resistente-31

LONGITUD DEL PILOTE24.55

Ancho Bx..0.3m

Ancho By..0.3m

Peso del pilote sumergido3093.3kg

CAPACIDAD DE CARGA ESTRUCTURAL DEL PILOTE

PILOTES PREFAB.lado B0.3m

ACERO.8 129.05cm2.

Lado30cm

AREA= L^2900cm2.

Acero mmimo9cm2.

f'c del hormign=280kg/cm2

CAPACIDAD DEL HORMIGON=252Tds.

Nmero de aceros=8unid.

Diametro del acero=1.2cm

Area de acero=9.05cm2

fy (acero)=4200kg/cm2

CAPACIDAD DEL ACERO=38Tds.

CAPACIDAD DE CARGA AXIAL=290Tds.

CAPACIDAD POR FUSTE Y CARGA DE PUNTA

Q= Qf + QpQf= carga por fuste= A.c.(4.B.L)A= factor de reduccin

Qp= carga de punta = q.(B^2)c= q/2

B= lado del pilote

L= longitud de cada tramo

CARGA POR FUSTE PERFORACION P-1q= capacidad de carga ultima del estrato

A (lado de la seccin).30cm

ESTRATO#Golp.SPTQu(T/m2)Qu(kg/cm2)coef. AQf(KN)

6.457.502.40.240.981.48Tds.

7.509.001.60.160.630.91Tds.

9.0010.504.80.480.944.06Tds.

10.5011.003.20.320.420.40Tds.

11.0012.0040.50.952.85Tds.

12.0014.50101.280.7514.40Tds.

14.5017.00283.730.4223.50Tds.

17.0018.00810.834.98Tds.

18.0023.0091.140.827.36Tds.

23.0026.00111.640.6519.19Tds.

26.0027.00131.710.626.36Tds.

27.0029.005540.4220.16Tds.

29.0029.505640.425.04Tds.

29.5030.006240.425.04Tds.

Suman (Qf)=135.73Tds.

CARGA DE PUNTA

Area=..900.00cm2

q(cap estrato).98.76kg/cm2

Qp=88.88Tds

Capacidad total por suelo=225Tds.

Factor de seguridad recomendado3

Capacidad aplicable..74.87Tds.

Capacidad reporte de suelos84.73Tds.

CAPACIDAD ESTRUCTURAL Y DE CARGA DE PILOTES 45x45 cm.- Se ha procedido de la misma manera y al igual que en el caso anterior los resultados son similares a los indicados en el estudio de suelos.

AMPLIACION DEL EDIFICO DE LA CONTRALORIA GUAYAQUIL

CALCULO DE LA CIMENTACION PILOTEADA

Nivel del stano.-6.45

Nivel del implante en estrato resistente-31

LONGITUD DEL PILOTE24.55

Ancho Bx..0.45m

Ancho By..0.45m

Peso del pilote sumergido6960kg

CAPACIDAD DE CARGA ESTRUCTURAL DEL PILOTE

PILOTES PREFAB.lado B0.45m

ACERO.8 129.05cm2.

Lado45cm

AREA= L^22025cm2.

Acero mmimo20cm2.

f'c del hormign=280kg/cm2

CAPACIDAD DEL HORMIGON=567Tds.

Nmero de aceros=8unid.

Diametro del acero=1.8cm

Area de acero=20.36cm2

fy (acero)=4200kg/cm2

CAPACIDAD DEL ACERO=86Tds.

CAPACIDAD DE CARGA AXIAL=653Tds.

CAPACIDAD POR FUSTE Y CARGA DE PUNTA

Q= Qf + QpQf= carga por fuste= A.c.(4.B.L)A= factor de reduccin

Qp= carga de punta = q.(B^2)c= q/2

B= lado del pilote

L= longitud de cada tramo

CARGA POR FUSTE PERFORACION P-1q= capacidad de carga ultima del estrato

A (lado de la seccin).45cm

ESTRATO#Golp.SPTQu(T/m2)Qu(kg/cm2)coef. AQf(KN)

6.457.502.40.240.982.22Tds.

7.509.001.60.160.631.36Tds.

9.0010.504.80.480.946.09Tds.

10.5011.003.20.320.420.60Tds.

11.0012.0040.50.954.28Tds.

12.0014.50101.280.7521.60Tds.

14.5017.00283.730.4235.25Tds.

17.0018.00810.837.47Tds.

18.0023.0091.140.841.04Tds.

23.0026.00111.640.6528.78Tds.

26.0027.00131.710.629.54Tds.

27.0029.005540.4230.24Tds.

29.0029.505640.427.56Tds.

29.5030.006240.427.56Tds.

Suman (Qf)=203.60Tds.

CARGA DE PUNTA

Area=..2025cm2

q(cap estrato).98.76kg/cm2

Qp=200Tds

Capacidad total por suelo=404Tds.

Factor de seguridad recomendado3

Capacidad aplicable..135Tds.

Capacidad reporte de suelos127Tds.

DISTRIBUCION DE LOS PILOTES.- Con los resultados obtenidos, se ha asignado la distribucin de los pilotes conforme se observa en el plano crrespondiente. Se ha prestado especial atencin a satisfacer la carga necesaria, y mantener la simetra de pilotaje en cada nudo.

CALCULO Y DISEO DE LA LOSA DEL FONDO.- Considerando que total de la carga se ha asignado a los pilotes, entonces la losa de fondo ser cargada hacia arriba por el empuje del agua debido a que el nivel fretico se encuentra a 1.6 m bajo el suelo, mientras el desplante de la losa ser a -6.45 m.

El espesor de la losa ser de 30 cm, espesor que ha sido encontrado suficiente para responder a los esfuerzos a que ser sometida.

El diseo se ha realizado por el mtodo de ltima resistencia conforme a las normas del Cdigo Ecuatoriano de la Construccin y con referencia a las normas ACI.318.

CALCULO Y DISEO DE LAS VIGAS DE LA LOSA.- Se ha asignado a las vigas la carga correspondiente a cada una por la contribucin de losa.

Para el clculo se ha considerado que la cabeza de los pilotes constituye el apoyo de las vigas.

Se ha determinado el valor tanto de los momento flectores como de cortante, y se a realizado el diseo con las normas y mencionadas.

CALCULO Y DISEO DEL MURO PERIMETRAL.- El muro se encuentra sijeto al empuje de tierra exterior, el mismo que ha sido considerado saturado, debido que esta es la situacin dominante.El empuje se ha determinado con las ecuaciones de Ranquine, el mismo que ha sido aplicado a una seccin del muro de un metro a lo largo.

Estructuralmente el muro se encuentra soportado por las losas de los diferentes niveles, es decir el acero principal es vertical para responder al momento flexionante.

AMPLIACION DEL EDIFICO DE LA CONTRALORIA GUAYAQUIL

CALCULO DE MURO PERIMETRAL AL SOTANO

Nivel suelo libre0m

Nivel primer stano-3.45m

Nivel segundo stano-6.45m

PRESION DEL SUELO

ECUACION DE RANKINE

EMPUJE ACTIVO.......P= K.D.H

EMPUJE PASIVO......P= D.H / K

EMP.S.SATURADO P= K.D.H + 1000.Hs + (D-1000).Hs.K

K= (1-Sen Q)/(1+ Sen Q)

Ps.= S.K

P= Presion a la profundidad HDatos

D= Densidad del Suelo 1.800 kg/m3

Q= Angulo de friccion del terreno 30 grados

Htot=profundidad considerada6.45

H= Profundidad de suelo seco 1.60 m

Hs= Profundidad del suelo saturado 4.85 m

S= Sobrecarga 1.080 kg/m2

Ka (calculado)= 0.33

Kr (calculado)= 0.50 Kae=0.139

SUELO SATURADOfct.disP.mayorada

P sob= 360 kg/m21.7612

Ps.seco(H m) = 960 kg/m2

Ptot (H m)= 1.320 kg/m2

Pagua= 4.850 kg/m2

P s.sat= 1.293 kg/m2

P tot (fondo)= 7.463 kg/m21.712688

RESUMEN DE PRESIONES

PROFUND.PRESIONFACTORP.CALCULO

03601.7612

3.4536631.76227.1

6.4574631.712687

Resultados del Anlisis

M33V2

[Kg*M][Kg]

MIEMBRO 1

0%01794.16

13%-717.521480.78

25%-1231.71851.13

38%-1406.16-94.79

50%-1104.48-1356.98

63%-190.3-2935.44

75%1472.8-4830.16

88%4021.18-7041.15

100%7591.25-9568.41

MIEMBRO 2

0%7591.2515100.92

13%2385.1712614.39

25%-1831.689825.04

38%-4945.766732.89

50%-6843.53337.92

63%-7411.35-359.86

75%-6535.75-4360.46

88%-4103.15-8663.86

100%0-13270.1

Con estos resultados se ha realizado el diseo correspondiente conforme a las normas indicadas.

PLANOS y RECOMENDACIONES.- Se ha elaborado el plano estructural a fin de que pueda ser una gua clara para la ejecucin de la obra.

Para la ejecucin se debe mantener el entibado correspondiente permanentemente, cuidando en primera instancia de la seguridad del personal y de la correcta ejecucin derivada de los conocimientos profesionales y de la experiencia de los ingenieros participantes.

No se debe confiar aspectos tcnicos y de seguridad a personal que no est profesionalmente capacitado para el efecto.

Si al momento de la ejecucin se encuentra discrepancia entre las condiciones previstas y las encontradas en obra, la Fiscalizacin o supervisin juzgara la necesidad de implementar las soluciones necesarias o notificar a los diseadores para las adecuaciones del caso.Cambios menores podrn ser decididos conforme a la experiencia profesional de los ingenieros implicados en la construccin.

No se deben realizar cambios que afecten la concepcin general de este diseo, o alteren sustancialmente la geometra, materiales, cargas, u otros factores implicados.