Casos de Fracaso de Cimentaciones

Click here to load reader

  • date post

    03-Oct-2015
  • Category

    Documents

  • view

    254
  • download

    24

Embed Size (px)

description

Silo de Trasnscona y Fargo (fracaso)

Transcript of Casos de Fracaso de Cimentaciones

Geotecnia y cimentaciones

ESCUELA POLITCNICA NACIONAL

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Y AMBIENTAL

Geotecnia y cimentaciones

PatrICIO PALACIOS BENAVIDES16 de octubre DE 2014

QUITO ECUADOR2014

CASOS DE FRACASO DECIMENTACIONES

SILO DE TRANSCONA

Es famosa la falla de cimentacin ocurrida en el silo para cereales de Transcona (Canad) de hormign armado y debido a alcanzarse la resistencia lmite de apoyo en una capa subyacente de arcilla plstica y que condujo a una falla al corte, debido a que en el proyecto no se tuvo en cuenta la seguridad tcnica suficiente.

El silo tena en plata 23.5m x 59m y una capacidad de 35.240m3. La estructura estaba hecha de una casa detrabajo y una casa dealmacenamiento parael grano, asentados sobre una losa de cimentacin que posteriormente presentara fallas espectaculares.

Las pequeas pruebas de carga de placa se realizaron antes de la construccin, los resultados arrojados fueron que el coeficiente de trabajo admisible del terreno, de acuerdo con ensayos superficiales realizados en la cota -3.6m y una vez excavado, fue de 3kg/cm2; la investigacin preliminar del subsuelo no fue realizada.

La construccin del silo empez en el ao 1911 y se finaliz en el otoo de 1913. El primer indicio de que algo no estaba bien con las condiciones del suelo se present en la primavera de 1913, durante el deshielo, despus de un invierno no muy duro y en que haba nevado bastante.

La arcilla debajo de un terrapln ferroviario de piedra contiguo a los silos se hundi 1 metro aproximadamente y levant el terreno de alrededor en forma de ondas; el hundimiento se repar hincando centenares de pilotes de madera de 18m de longitud a travs del terrapln de piedra.

El peso del silo vaco era de alrededor de 20000 T cuando se encontraba vaco, que representaba el 42.5% del peso total de la instalacin cargada.

Se inici el llenado del grano el mes de septiembre de 1913, efectundose de forma uniforme, en octubre, cuando el silo contena 31500 ,3 y la presin sobre el terreno era del 94% de la presin utilizada para realizar los clculos en el proyecto, se produjo un brusco asentamiento con una mejor estimacin de 30cm, esto produjo consecuentemente que la estructura empiece a inclinarse hacia el oeste y a las 24 horas de ocurrido dicho suceso, ya se contaba con una inclinacin de 28 aproximadamente, quedando el costado oeste a la cota -13.50 y el costado este a la cota -3.38, para una mayor compresin, este suceso es fcilmente visible en la siguiente figura.

En 1952, una investigacin geotcnica amplia, dirigida por la divisin de Building Research de la Canadian National Research Council de la Universidad de Manitoba, llev a la conclusin de que la base del silo haba fracasado debido a una falla del rodamiento en la arcilla subyacente.

Arcilla, limo y depsitos glaciales seencontraban en la composicin del suelo que se sientadebajo delaestructura.

Las arcillas eran del tipo estratificado, lo que significa que las capas de limo estaban entre hojas delgadas de arcilla. En el momento de iniciarse el asiento, la carga uniformemente distribuida sobre el terreno era 2.82 kg/cm2, si se toma en cuenta el esfuerzo producido por la profundidad de las excavaciones de 0.65 kg/cm2, se tiene una presin eral de 2.17 kg/cm2, siendo un rango aceptable dentro de los estudios realizados con anterioridad, lo que simplemente demuestra que a la hora de realizar los clculos bsico de resistencia de suelos, se tuvo fallas inminentes que tuvieron como consecuencia el asentamiento increblemente grande mostrado por el silo.

El silo fue recimentado y mediante gatos colocados sobre nuevas pilas apoyadas sobre la roca que se encontraba a la cota -12.15. Se enderez usando enchufes y un elaborado sistema de muelles; se haba inclinado sin incurrir en ningn tipo de dao estructural y como resultado, era seguro en trminos estructurales. Se vaciaron delos granos del silo a travs de agujeros y luego seprocedi con gatos hidrulicos sobre pilotes apoyados en la roca y ayudados por gatos de tornillo apoyados sobre andamiajes exteriores. Los pilotes fueron de 1.20 y 1,50 m de dimetro, construidos con camisas de acero y rellenos con hormign hastacierta altura. Las obras apoyadas sobre la roca fueron ejecutadas mediante galeras por debajo del stano del silo. La instalacin se puso nuevamente en marcha en el ao de 1916.

Ante tan importante suceso, las conclusiones sobre este acontecimiento no se hicieron esperar, ya que con estas se podra realizar grandes avances en cuanto a la ciencia entera que representa las cimentaciones.

Con anterioridad haba surgido, una teora entre los tericos geotcnicos que la friccin interna de la arcilla saturada es igual a cero. Esta teora haba estado circulando desde 1920 y muchos de los avances hacia su prueba fueron hechas, pero no hubo fracasos reales utilizados en las pruebas de esta teora hasta que el silo Transcona en 1943 present la falla mencionada. Las pruebas de suelo ms precisas y clculos podran haber evitado el fracaso del silo Transcona. Los avancesen latecnologa desde 1913 hanpermitido estudios ms precisos.Sin embargo, la verdadera resistencia mxima queel suelo puede soportar sin presentar fallas, es dependiente de muchos parmetros que no son tomados en cuenta muchas de las veces, esto y la naturaleza heterognea propia del suelo, hacen difcil la determinacin de la resistencia a corte y dems parmetros necesarios para presentar clculos bastante cercanos a la realidad.

SILO DE FARGO

Se trata de un silo formado por 20 celdas circulares de 5.80m de dimetro y 36.4m de altura, ocupando una superficie en planta de 15.90 por 66m. Era una estructura de hormign armado formado por 20 cubos circulares y 26 pequeos cubosintersticiales. Losrecipientes circulares,dispuestas endosfilasde 10 contenedores cada uno, fueron de 5,8 m de dimetro y 37 m de alto. La fundacin era una balsa de hormign armado de 16 mde ancho, 66 m de largo y 0,7 m de espesor; era por lo tanto ms estrecho pero ms largo que el elevador de grano Transcona.

Debido a la baja calidad portante del terreno se proyect una cimentacin a base de una planta de pilotes, formando un cajn alrededor del rea de coronado por una losa de hormign armado de 75 cm de espesor.

El silo se puso en marcha el ao 1954; a medida que se llenaba se fueron observando pequeos asentamientos, pero no suficientemente importantes como para preocupar, esto se trat de corregir trasvasando el grano de una celda a otra.

En la noche del 12 de junio de 1955, antes de que se cumpla el ao de su puesta en servicio, el silo se vino abajo destrozndose completamente. La causa que provoc el fallo, segn expertos de la poca, fue claramente la pantalla de pilotes que rodeaba el silo, ya que fue incapaz de soportar los esfuerzos tangenciales horizontales producidos por las arcillas al ser sometidas a las cargas verticales a travs de la losa.

El suelo slo puede soportar un mximo de 4,11MPa con base en ensayos de compresin no confinada realizados al terreno de la zona, mientras que la fundacin estuvo presionando con una fuerza de 4,75 MPa. Con base en las pruebas tericas de compresin, el esfuerzo ocasionado por el silo fue ms all de los lmites de seguridad impuestos por el propio suelo.

La tierra reaFargo consiste en sedimentos glaciales del lago, arenas y arcillas auna profundidad de 150 pies. Elsuelo est estratificado lo que significa que secompone de capas de diferentes texturas de suelo. El fracaso aparente es el mismo que en el silo de Transcona mencionado con anterioridad; un error de capacidad de soporte a gran escala.

BIBLIOGRAFIA

TRANSCONA GRAIN ELEVATOR, 1913

Tim Annin, Katherine English, Theresa Judge, Emily Steinhttp://failures.wikispaces.com/Transcona+Grain+Elevator

SILOS

Dr. Ingeniero IndustrialJuan Ravenet, Edicin Lser Fotocomposicin, Barcelona 1992.

Patricio Palacios B.Ingeniera Civil, EPN5to Semestre.