Cimentaciones en arena - brbarquitectura.netTaller... · Figuras tomadas de: “Principios de...

UNIDAD 4UNIDAD 4

SELECCISELECCIÓÓN DEL TIPO DE CIMENTACION Y N DEL TIPO DE CIMENTACION Y BASES PARA EL PROYECTOBASES PARA EL PROYECTO

CIMENTACIONES SOBRE ARENA Y CIMENTACIONES SOBRE ARENA Y LIMO NO PLASTICOLIMO NO PLASTICO

COLEGIO OFICIAL DE ARQUITECTOS DE CADIZ

Enrique Vazquez VicenteProf. Asoc. Universidad de Sevilla

TALLER 2. ESTRUCTURASEstudios Geotécnicos y Cimentaciones DB SE-C

TALLER 2. ESTRUCTURAS: Estudios Geotécnicos y Cimentaciones DB SE-C. CIMENTACIONES SOBRE ARENA Y LIMO NO PLASTICO

Suelos granulares o sin cohesiSuelos granulares o sin cohesióón o gruesos:n o gruesos:Suelos con partSuelos con partíículas de tamaculas de tamañño superior a 0,06 mm.o superior a 0,06 mm.Es el tamaEs el tamañño a partir del que los granos son visibles.o a partir del que los granos son visibles.Son las gravas y las arenas.Son las gravas y las arenas.

Suelos cohesivos o coherentes o finos:Suelos cohesivos o coherentes o finos:Suelos con partSuelos con partíículas de tamaculas de tamañño inferior a 0,06 mm.o inferior a 0,06 mm.Son los limos y las arcillas.Son los limos y las arcillas.

CohesiCohesióón:n: Resistencia al corte del terreno cuando la presiResistencia al corte del terreno cuando la presióón n normal efectiva es nula.normal efectiva es nula.Los suelos granulares y los coherentes tienen diferentes Los suelos granulares y los coherentes tienen diferentes comportamientos en muchos aspectos. Por eso la meccomportamientos en muchos aspectos. Por eso la mecáánica del nica del suelo da mucha msuelo da mucha máás importancia a la clasificacis importancia a la clasificacióón de suelos n de suelos segsegúún el taman el tamañño de las parto de las partíículas que segculas que segúún el origen.n el origen.

DEFINICIONES CONTENIDAS EN EL CTE

Grava: FracciGrava: Fraccióón de suelos cuyas partn de suelos cuyas partíículas tienen un tamaculas tienen un tamañño o comprendido entre 2 comprendido entre 2 mmmm y 60 mm. Fina hasta 6 y 60 mm. Fina hasta 6 mmmm; media ; media hasta 20 hasta 20 mmmm; gruesa por encima de 20 mm.; gruesa por encima de 20 mm.

Arena: FracciArena: Fraccióón de suelo cuyas partn de suelo cuyas partíículas tienen un tamaculas tienen un tamañño o comprendido entre 0,06 comprendido entre 0,06 mmmm y 2 mm. Fina hasta 0,2 y 2 mm. Fina hasta 0,2 mmmm; ; media hasta 0,6 media hasta 0,6 mmmm; gruesa por encima de 0,6 mm.; gruesa por encima de 0,6 mm.

Limo:Limo: FracciFraccióón de suelo cuyas partn de suelo cuyas partíículas pasan por el tamiz 0,06 culas pasan por el tamiz 0,06 UNE y son de tamaUNE y son de tamañño superior a 0,002 mm. Si se pueden o superior a 0,002 mm. Si se pueden determinar unos ldeterminar unos líímites plmites pláástico y lstico y lííquido su comportamiento quido su comportamiento es similar al de las arcillas. Si no se puede determinar su es similar al de las arcillas. Si no se puede determinar su plasticidad su comportamiento es similar al de plasticidad su comportamiento es similar al de lasarenaslasarenas..

Arcillas: FracciArcillas: Fraccióón de suelo con las partn de suelo con las partíículas de tamaculas de tamañño inferior a 0,002 o inferior a 0,002 mmmm y en las que se las puede determinar un ly en las que se las puede determinar un líímite plmite pláástico y stico y un lun líímite lmite lííquido.quido.

TIPOS DE SUELO SEGÚN CTE



Suelo cohesivoSuelo cohesivo: Cuando la proporci: Cuando la proporcióón en el peso del contenido de finos n en el peso del contenido de finos que tengan plasticidad es igual o superior al 35%.que tengan plasticidad es igual o superior al 35%.

Suelo granularSuelo granular: Cuando la proporci: Cuando la proporcióón en peso del contenido de arenas y n en peso del contenido de arenas y gravas es mayor del 65%.gravas es mayor del 65%.

DEFINICIONES CONTENIDAS EN EL CTE

Los suelos casi siempre tienen partLos suelos casi siempre tienen partíículas de tamaculas de tamañños diferentes. Las os diferentes. Las partpartíículas que mculas que máás influyen en el comportamiento del suelo son las ms influyen en el comportamiento del suelo son las máás s finas.finas.

CTE DBCTE DB--SESE--C (art. 2.1) El comportamiento de la cimentaciC (art. 2.1) El comportamiento de la cimentacióón debe n debe comprobarse frente a la capacidad portante (Resistencia y comprobarse frente a la capacidad portante (Resistencia y estabilidad) y la aptitud al servicio. A estos efectos se distinestabilidad) y la aptitud al servicio. A estos efectos se distinguirguiráá, , respectivamente, entre estados lrespectivamente, entre estados líímites mites úúltimos y estados lltimos y estados líímites de mites de servicio.servicio.

Estados lEstados líímites mites úúltimos (4.2.2.1)ltimos (4.2.2.1)HundimientoHundimientoDeslizamientoDeslizamientoVuelcoVuelcoEstabilidad GlobalEstabilidad GlobalCapacidad estructural del cimientoCapacidad estructural del cimiento

Estados LEstados Líímites de servicio (4.2.2.2)mites de servicio (4.2.2.2)Los movimientos del terreno serLos movimientos del terreno seráán admisibles para el edificio a construirn admisibles para el edificio a construirLos movimientos inducidos en el entorno no afectarLos movimientos inducidos en el entorno no afectaráán a los edificios n a los edificios colindantescolindantes

CRITERIOS DE DIMENSIONADO



Figuras tomadas de: “Principios de ingeniería de Cimentaciones” Braja M. Das. 4ª Edicion. International Thomson Editores.

TIPOS DE FALLA EN EL SUELO


Figuras tomadas de: “Principios de ingeniería de Cimentaciones” Braja M. Das. 4ª Edicion. International Thomson Editores.


Tabla tomada de: “Geotecnia y Cimientos III. 1ª Parte” Jiménez Salas, J.A. Editorial Rueda.

Tabla tomada del CTE


Figuras tomadas de: “Ingeniería de Cimentaciones” Peck, Hanson & Thornburn. Editorial Limusa. 1999


MODELO DE TERZAGHI

Figura tomada de: “Ingeniería de Cimentaciones” Peck, Hanson & Thornburn. Editorial Limusa. 1999


Modelo de Modelo de TerzaghiTerzaghi (1943)(1943)

Modelo de Modelo de MeyerhofMeyerhof (1963)(1963)

FormulaciFormulacióón CTE (art. 4.3.2.1)n CTE (art. 4.3.2.1)


CALCULO SIMPLIFICADO SEGÚN CTE


Si tomamos la expresiSi tomamos la expresióón de n de TerzaghiTerzaghi::

Y la expresamos de forma:Y la expresamos de forma:

Para un factor de seguridad F:Para un factor de seguridad F:

Para un valor particular Para un valor particular DfDf / B y un deposito de / B y un deposito de arena dado, la expresiarena dado, la expresióón dentro de los corchetes n dentro de los corchetes es constante. Ases constante. Asíí, la relaci, la relacióón entre el ancho de la n entre el ancho de la zapata y la presizapata y la presióón neta del suelo n neta del suelo qqaa para un para un factor de seguridad dado, puede expresarse por factor de seguridad dado, puede expresarse por medio de grmedio de grááficas.ficas.


Figura tomada de: “Ingeniería de Cimentaciones” Peck, Hanson & Thornburn. Editorial Limusa. 1999


Si tomamos la expresiSi tomamos la expresióón de n de TerzaghiTerzaghi::

Vemos que para Vemos que para suelos sin cohesisuelos sin cohesióónn: : c c = 0= 0

Por lo que Por lo que qquu depende de la profundidad y del ancho de la cimentacidepende de la profundidad y del ancho de la cimentacióónn. .

Por el contrario para Por el contrario para suelos coherentessuelos coherentes: : ØØ = 0= 0..

Para este valor de Para este valor de ØØ, N, Nγγ = 0.= 0.

Por lo que Por lo que qquu no depende del ancho de la cimentacino depende del ancho de la cimentacióónn. .


PARAMETROS A EMPLEAR EN EL CÁLCULO

CTE DBCTE DB--SESE--C (art. 4.2.3.1) Para la verificaciC (art. 4.2.3.1) Para la verificacióón del estado ln del estado líímite mite úúltimo frente al hundimiento en suelos serltimo frente al hundimiento en suelos seráá necesario contar con necesario contar con una estimaciuna estimacióón fiable de la resistencia al corte caractern fiable de la resistencia al corte caracteríística de las stica de las unidades geotunidades geotéécnicas relevantes. Dicha resistencia vendrcnicas relevantes. Dicha resistencia vendrááexpresada, en texpresada, en téérminos de tensiones efectivas, por el rminos de tensiones efectivas, por el áángulo de ngulo de rozamiento interno (rozamiento interno (φφ’’) y la cohesi) y la cohesióón (cn (c’’), preferiblemente ), preferiblemente obtenidos mediante ensayos de corte obtenidos mediante ensayos de corte triaxialestriaxiales (CU (CU óó CD). No CD). No obstante, se podrobstante, se podráá recurrir a las siguientes simplificaciones:recurrir a las siguientes simplificaciones:

En suelos granulares limpios y sin cohesiEn suelos granulares limpios y sin cohesióón que no contengan mn que no contengan máás de s de un 30% en peso de partun 30% en peso de partíículas de mculas de máás de 20 s de 20 mmmm de dide diáámetro, se metro, se podrpodráá estimar el estimar el áángulo de rozamiento interno a partir de mngulo de rozamiento interno a partir de méétodos todos indirectos tales como el golpeo del ensayo SPT o la resistencia indirectos tales como el golpeo del ensayo SPT o la resistencia por la por la punta del punta del penetrpenetróómetrometro estestáático, tico, qcqc segsegúún la tabla 4.1 (Figura D.1).n la tabla 4.1 (Figura D.1).


CORRELACIONES PARA LA OBTENCION DE PARAMETROS GEOTÉCNICOSCTE DB-SE-C


EJEMPLOEJEMPLO

ESTADOS LIMITES DE SERVICIO4.2.3.2 Estados límite de servicio

1. Para la verificación de los estados límite de servicio será necesario contar con parámetros representativos de la deformabilidad del terreno. Normalmente dependerán del tipo de terreno en estudio y del método seleccionado para la estimación de asientos (véase apartado 4.4).

2. En la estimación de asientos diferenciales, dependiendo del tipo estructural se debe prestar especial atención a las consideraciones incluidas en el apartado 4.2.1.2.

3. En el caso en que el tipo de terreno haga prever asientos diferidos a largo plazo será necesario llevar a cabo un estudio específico sobre la magnitud de los asientos y el tiempo que tardarán en producirse.

4. En situaciones de poco riesgo en las que exista experiencia local abundante, la comprobación de los estados límite de servicio puede no requerir más información del terreno, aparte de las comprobaciones de los perfiles geotécnicos, que las condiciones hidrogeológicas y las propiedades índice básicas, necesarias para asegurar la similitud del caso considerado y los casos sobre los que se tiene experiencia. En cualquier caso, cuando se utilice este procedimiento para avalar la seguridad de la cimentación en estudio, debe dejarse constancia explícita de los parámetros geotécnicos, solicitaciones sobre la cimentación y tipos de cimiento.


ESTADOS LIMITES DE SERVICIO


Cuando la superficie del terreno sea marcadamente horizontal (peCuando la superficie del terreno sea marcadamente horizontal (pendiente ndiente inferior al 10%), la inclinaciinferior al 10%), la inclinacióón con la vertical de la resultante de las acciones n con la vertical de la resultante de las acciones sea menor del 10% y se admita la produccisea menor del 10% y se admita la produccióón de asientos de hasta 25 n de asientos de hasta 25 mmmm, , la la presionpresion vertical admisible de servicio podrvertical admisible de servicio podráá calcularse mediante las calcularse mediante las expresiones del art. 4.3.3 basadas en el golpeo Nexpresiones del art. 4.3.3 basadas en el golpeo NSPTSPT..

Para estimar el asiento en suelos granulares con una proporciPara estimar el asiento en suelos granulares con una proporcióón en peso de n en peso de partpartíículas de mas de 20 culas de mas de 20 mmmm inferior al 30%, podrinferior al 30%, podráá utilizarse las expresiones utilizarse las expresiones de de BurlandBurland y y BurbidgeBurbidge del anejo F.1.2.2del anejo F.1.2.2

Para suelos granulares con una proporciPara suelos granulares con una proporcióón en peso de partn en peso de partíículas de mas de culas de mas de 20 20 mmmm superior al 30%, el anejo F.1.2.3 recomienda el uso de superior al 30%, el anejo F.1.2.3 recomienda el uso de formulaciones elformulaciones eláásticas. En estos casos, el modulo de elasticidad debersticas. En estos casos, el modulo de elasticidad deberááser obtenido mediante ensayos o estar basados en correlaciones (ser obtenido mediante ensayos o estar basados en correlaciones (tabla tabla D.23) segD.23) segúún la importancia del edificio.n la importancia del edificio.


PresiPresióón de vertical admisible de servicio (art. 4.3.3)n de vertical admisible de servicio (art. 4.3.3)

RESUMEN TENSION ADMISIBLE EN CIMENTACIONES SUPERFICIALES EN TERRENO GRANULAR


PresiPresióón de hundimiento (art. 4.3.2.1)n de hundimiento (art. 4.3.2.1)

PresiPresióón de vertical admisible de servicio (art. 4.3.3)n de vertical admisible de servicio (art. 4.3.3)

En suelos granulares, la presiEn suelos granulares, la presióón vertical admisible de servicio suele n vertical admisible de servicio suele encontrarse limitada por condiciones de asiento, mencontrarse limitada por condiciones de asiento, máás que por s que por hundimiento.hundimiento.


PresiPresióón admisible (rama inclinada, por hundimiento)n admisible (rama inclinada, por hundimiento)

Presiones en zapatas poco profundas sobre arena D/B=1

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

0,50 0,70 0,90 1,10 1,30 1,50 1,70 1,90 2,10 2,30 2,50

B (m)

qadm

(KN

/m²)

N=5 N=10 N=15 N=20 N=30 N=40



Presiones en zapatas poco profundas sobre arena. D/B=0,50

0

100

200

300

400

500

600

700

0,50 0,70 0,90 1,10 1,30 1,50 1,70 1,90 2,10 2,30 2,50

B (m)

qadm

(KN

/m²)

N=5 N=10 N=15 N=20 N=30 N=40



Presiones en zapatas poco profundas sobre arena. D/B=0,25

0

50

100

150

200

250

300

350

400

0,50 0,70 0,90 1,10 1,30 1,50 1,70 1,90 2,10 2,30 2,50

B (m)

qadm

(KN

/m²)

N=5 N=10 N=15 N=20 N=30 N=40 N=50


EJEMPLOEJEMPLO

NNd,Ad,A = 250 KN= 250 KN

NNd,Bd,B = 440 KN= 440 KN

NNSPTSPT = 25= 25


Debido al gran tamaDebido al gran tamañño de las losas comparado con las zapatas, el factor de seguridado de las losas comparado con las zapatas, el factor de seguridadcontra una falla por capacidad de carga de la arena inferior es contra una falla por capacidad de carga de la arena inferior es siempre muy grande.siempre muy grande.

Sin embargo, el bulbo de presiones adquiere las proporciones de Sin embargo, el bulbo de presiones adquiere las proporciones de la losa, con lo que puede la losa, con lo que puede afectar a suelos bastante profundos. Es importante en estos casoafectar a suelos bastante profundos. Es importante en estos casos contar con la rigidez de s contar con la rigidez de estos estratos que pudieran ser muy compresibles.estos estratos que pudieran ser muy compresibles.

LOSAS


Existen diversas teorExisten diversas teoríías para correlacionar as para correlacionar el modulo de balasto en placa de carga de el modulo de balasto en placa de carga de 30x30 30x30 cmcm con el modulo a aplicar para el con el modulo a aplicar para el ccáálculo de una losa de grandes lculo de una losa de grandes dimensiones.dimensiones.

En suelos granulares, los distintos mEn suelos granulares, los distintos méétodos todos dan resultados muy parecidos, ya que el dan resultados muy parecidos, ya que el factor de correccifactor de correccióón de Kn de K3030 va a moverse va a moverse entre 1 para zapatas muy pequeentre 1 para zapatas muy pequeññas y 0.5 as y 0.5 para losas de grandes dimensiones.para losas de grandes dimensiones.

No ocurre lo mismo en suelos cohesivos, No ocurre lo mismo en suelos cohesivos, donde si aplicamos las formulas donde si aplicamos las formulas convencionales, el factor de correcciconvencionales, el factor de correccióón de n de KK3030 va a moverse entre 1 para zapatas muy va a moverse entre 1 para zapatas muy pequepequeññas y 0.005 para losas de grandes as y 0.005 para losas de grandes dimensiones.dimensiones.

BALASTO


Anejo F.2.2.1 MAnejo F.2.2.1 Méétodos basados en el ensayo SPTtodos basados en el ensayo SPT

El mEl méétodo de evaluacitodo de evaluacióón de la seguridad frente a hundimiento de pilotes basado en el n de la seguridad frente a hundimiento de pilotes basado en el SPT es vSPT es váálido para pilotes perforados y para pilotes hincados en suelos glido para pilotes perforados y para pilotes hincados en suelos granulares, ranulares, que no tengan gran proporcique no tengan gran proporcióón de gravas gruesas cantos n de gravas gruesas cantos óó bolos (<30% de tamabolos (<30% de tamañño o mayor de 2 mayor de 2 cmcm) que pueda desvirtuar el resultado del ensayo, en base a la ) que pueda desvirtuar el resultado del ensayo, en base a la heterogeneidad de los registros obtenidos.heterogeneidad de los registros obtenidos.

PILOTESLa resistencia caracterLa resistencia caracteríística al hundimiento de un pilote aislado se considerarstica al hundimiento de un pilote aislado se consideraráá dividida dividida en dos partes (ven dos partes (vééase Figura 5.5): resistencia por punta y resistencia por fuste (ase Figura 5.5): resistencia por punta y resistencia por fuste (art. art. 5.3.4.1.1).5.3.4.1.1).

Cimentaciones en arena - brbarquitectura.netTaller... · Figuras tomadas de: “Principios de...

Documents

Transcript of Cimentaciones en arena - brbarquitectura.netTaller... · Figuras tomadas de: “Principios de...