CIMENTACIONES-GEOLOGIA

7/22/2019 CIMENTACIONES-GEOLOGIA

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TEMA:

C I M E N T A C I O N E S

I N T E G R A N T E S

Cotacallapa López Carmen.Flores Vega Diego.Flores Vega Freddy.

02/05/2014CURSO GEOLOGIA 1

UNIVERSIDAD PRIVADA TELESUPINGENIERIA CIVIL (VII CICLO)



Se entiende por cimentación a la parte de laestructura que transmite las cargas al suelo. Cadaedificación demanda la necesidad de resolver unproblema de cimentación. En la práctica se usancimentaciones superficiales o cimentacionesprofundas, las cuales presentan importantesdiferencias en cuanto a su geometría, alcomportamiento del suelo, a su funcionalidadestructural y a sus sistemas constructivos.

GENERALIDADES

02/05/20142CURSO GEOLOGIA



La exploración del terreno es necesaria paraproporcionar al ingeniero proyectista datos sobre:

a). La profundidad de la capa freática.b). Las diferentes capas del terreno conociendo suinclinación, espesor y características mecánicas(compresión simple, ensayo triaxial, etc.).

c) Caracteristicas químicas (sulfatos, carbonatos, etc.).c). Muestras del suelo para conocer otras característicasmecánicas y la capacidad de asientos sobre suelosinalterados.

EXPLORACION DEL TERRENO




Ser suficientemente resistentes para no romperpor cortante.

Soportar esfuerzos de flexión que produce el terreno, paralo cual se dispondrán armaduras en su cara inferior, queabsorberán las tracciones.

Acomodarse a posibles movimientos del terreno.

Soportar las agresiones del terreno y del agua y su presión,si la hay.

PROPOSITOS DE LA CIMENTACION




I.TIPOS DE CIMENTACIONES




El tipo de cimentación depende fundamentalmente delas características mecánicas del terreno, como sucohesión, su ángulo de rozamiento interno, posición

del nivel freático y también de la magnitud de las cargasexistentes.

TIPOS DE CIMENTACION




Son aquellas que se apoyan en las capas superficiales opoco profundas del suelo, por tener éstesuficiente capacidad portante o por tratarse de

construcciones de importancia secundaria yrelativamente livianas. En este tipo de cimentación, lacarga se reparte en un plano de apoyo horizontal.

A)CIMENTACIONES CICLOPEAS

B)ZAPATAS C)EMPARILLADOS

D)LOSAS DE CIMENTACION

CIMENTACIONES DIRECTAS OSUPERFICIALES




A)Cimentaciones ciclópeas




PRECAUCIONES:

Tratar que las piedras no estén en contacto con lapared de la zanja.

Que las piedras no queden amontonadas.

Alternar en capas el hormigón y las piedras. Cada piedra debe quedar totalmente envuelta por el

hormigón.




Una zapata es una ampliación de la base de unacolumna o muro, que tiene por objeto transmitir lacarga al subsuelo a una presión adecuada a laspropiedades del suelo

B)ZAPATAS




Zapata aislada: Las zapatas aisladas sirve de base de elementos

estructurales puntuales como son las columnas; demodo que esta zapata amplía la superficie de apoyohasta lograr que el suelo soporte sin problemas lacarga que le transmite.




1. Trazo y excavación de la zapata

2. Colocación de una plantilla de concreto

Procedimiento constructivo de unazapata aislada




3. Colocación de acero inferior de la zapata

4. Colocación de acero vertical del dado de la columna




Zapata Corrida:

Las zapatas corridas se emplean para cimentar murosportantes, o hileras de columnas. Estructuralmentefuncionan como viga flotante que recibe cargaslineales o puntuales separadas.




ZAPATAS COMBINADA:

Son aquellas fundaciones que soportan mas de unacolumna. Se opta por esta solución cuando se tienendos columnas muy juntas y al calcular el área necesariade zapata para suplir los esfuerzos admisibles sobre elsuelo nos da que sus áreas se montan.




En las zonas frías, las zapatas se desplantancomúnmente a una profundidad no menor que lapenetración normal de la congelación.

En los climas más calientes, la profundidad mínima delas zapatas puede depender de la mayor profundidada que los cambios estacionales de humedadproduzcan una contracción y expansión apreciabledel suelo.

La elevación a la que se desplanta una zapata,

depende del carácter del subsuelo, de la carga quedebe soportar, y del costo del cimiento. La excavación para una zapata de concreto reforzado

debe mantenerse seca.

CONSIDERACIONES GENERALES




Cuando el terreno presente baja capacidad de carga yelevada deformabilidad.

C)EMPARILLADOS




D)LOSAS DE CIMENTACION

Una losa de cimentación es una zapata combinadaque cubre toda el área que queda debajo de unaestructura y que soporta todos los muros y columnas.




DesventajasCabe mencionar que entre más grande sea la losa máscostosos resultan los procedimientos constructivos, enestos casos pudiera ser preferente una cimentación a

base de pilas o pilotes.

drenaje

CONDICIONES GENERALES




PERMEABILIZACION:




A)Pozos de cimentación o caissons.

B)Arcos de ladrillo sobre machones de hormigón o

mampostería. C)Muros de contención bajo rasante.

D)Micro pilotes.

TIPOS DE CIMENTACIONES SEMI-PROFUNDAS




Utilizada en suelos blandos, donde no son adecuados lascimentaciones superficiales. Los caissons tiene gransimilitud con los pilotes, la diferencia está en que loscaissons son de mayor diámetro y casi siempre van

construidos in situ.

A)Pozos de cimentación o caisson




B)Arcos de ladrillo sobre machonesde hormigón o mampostería.




C)Muros de contención bajo larasante.




D)Micro pilotes

Los micro pilotes son pilotes de pequeño diámetroinferiores a 35 cm, perforados “in situ”, vertical oinclinados, empleados para la cimentación y sirven paratransmitir la carga de una estructura a estratos de suelosmás profundos.




Son resistentes a la tracción y compresión, y estáncompuestos por un tubo de acero que se coloca en el interior

de un orificio perforado en el terreno y que recibe una lechadade cemento inyectado.

El micro pilote tienemenor capacidad portanteque un pilote

convencional. Se empleanen terrenos donde nopueden utilizarse los

pilotes comunes.




APLICACIONES DE LOS MICROPILOTES:

•Los micro pilotes se emplean principalmente en el recalce de

edificios y pueden utilizarse como:

• Para reforzar cimentaciones enampliaciones de edificios.• Para recalzar edificios• En cimentaciones profundas en

terrenos de acceso dificultoso odimensiones muy reducidas.• Para reforzar y sostener los

cimientos ya existentes al excavar

sótanos.• Como cimentaciones profundas en

terrenos no aptos paralos pilotes tradicionales.




Este tipo de cimentación se utiliza cuando se tienen

circunstancias especiales: Una obra con una carga demasiada grande no

pudiendo utilizar ningún sistema de cimentacióndirecta.

Que el terreno al ocupar no tenga resistencia ocaracterísticas necesarias para soportarconstrucciones muy extensas o pesadas.




Algunos métodos utilizados en cimentacionesprofundas son:

A)Pilas y Cilindros.

B)Pilotes. C) Pantallas:

pantallas isostáticas.

pantallas hiperestáticas.




USOS Y APLICACION:

Construcción de muros pantalla.

La estabilidad del puente, excavados a profundidades

considerables que puedan aguantar mayor númerode cargas

Nos permitan distanciar los apoyos del puente.

La maquinaria para su construcción ha de ser de

mayor volumen para conseguir los rendimientosadecuados.

A)Pilas y cilindros




Excavar las pilas con máquinas perforadoras provistascon barrenos.

Estas excavan hasta lugares donde el suelo lo permita

sin derrumbarse

Proceso constructivo de las pilas




Cuando se alcanza la profundidad necesaria o se llegaa un estrato cohesivo, se detiene la excavación y seinserta un tubo llamado camisa (o ademe).

Este tubo permite seguir excavando y evitar que el

suelo se derrumbe dentro de la excavación.




Se introduce el refuerzo

Por último se funde el concreto recordando retirar lacamisa.




Los pilotes son miembros estructurales con un área

de sección transversal pequeña en comparación consu longitud. Se hincan en el suelo a base de golpesgenerados por maquinaria especializada, en grupos

o en filas, conteniendo cada uno el suficientenúmero de pilotes para soportar la carga de unasola columna o muro.

B)PILOTES




Los pilotes se construyen en una gran variedad demateriales, longitud y forma de su sección, y que seadaptan a diversas necesidades de carga, colocación yeconomía. Entre algunos de los más comunestenemos:

POR MATERIALES:

De madera De acero De concretoPOR SU COLOCACION:

Hincados De torillos Pre escavados Escavados manualmente

Tipos de pilotes




PILOTES DE MADERA




Son de los más usados en la actualidad, los hay desección circular, cuadrada y octagonal y en tamañosde 8, 10 y 12 metros. Pueden dividirse en doscategorías: colados en el lugar -in situ- y precolados.

PILOTES DE CONCRETO




Los tubos de acero se utilizan mucho como pilotes yusualmente se llena de concreto después de hincados, ysi el hincado es violento es posible utilizar perfiles I o Hde acero.

PILOTES DE ACERO




PANTALLAS




Diferentes casos donde se puede utilizar pilotes

COLOCACION DE PILOTES




Pilote de fricción en arcillasDistribución de carga para pilotes de fricción




Pilotes de punta en arena o grava.Distribución de carga para pilotes de punta




Método simplificado para estimar el asentamiento del grupode pilotes mediante la cimentación profunda equivalente




El sistema de pilotes perforados o in situ, es una de lassoluciones estándares de cimentación cuando en una obrade construcción aparecen problemas de suelos bien seapor baja capacidad portante del terreno o bien por la

necesidad de soportar grandes cargas transmitidas por laestructura a cimentar.

Los pilotes perforados y hormigonados in situ, diseñadosnormalmente para absorber combinaciones de esfuerzosverticales, horizontales y momentos flectores, pueden

soportar esfuerzos de flexión, como es el caso decontenciones de tierras mediante pilotes en línea lo quellamamos comúnmente pantallas de pilotes.


PILOTES IN SITUCAP IV




PILOTE IN SITU Este tipo de pilotes pueden emplearseprácticamente en todo tipo de terrenos, conlos equipos de perforación adecuados

Ó



ROTACIÓN EN SECO:

Con este sistema la perforación se realiza en terrenosestables, compactos y sin presencia de agua por

medio de un equipo de perforación rotativo conhélices sin que se produzca desmoronamiento deterreno ni vibraciones. Diámetros usuales: 450-2200mm.


SISTEMAS DE EJECUCIÓN DEPILOTES PERFORADOS




ROTACIÓN EN SECO



ROTACIÓN CON LODOS:

Este tipo de perforación de suelos se realiza al mismotiempo que se vierten en el pozo lodos de bentonita opolímeros. Es utilizado en terrenos poco compactos y conagua. Las paredes de la perforación no se derrumban,debido a las propiedades tixotrópicas de la bentonita o las

propiedades iónicas de los polímetros utilizados. Laejecución de este tipo de pilote implica la instalación de unaplanta de lodos para su fabricación y reciclaje. Esuna perforación sin vibraciones. Diámetros usuales: 650-2200 mm.





ROTACIÓN CON LODOS



ROTACIÓN CON ENTUBACIÓN RECUPERABLE:

Aquí, la perforación se realiza por el interior de untubo o camisa metálica que se introduce a rotacióndirectamente con la propia máquina, en terrenospoco compactos y con presencia de agua. Diámetros

más usuales: 650-2000 mm.





ROTACIÓN CON ENTUBACIÓN RECUPERABLE



II.CIMENTACIONES SOBRE

TIPOS DE TERRENOS




Para realizar una cimentación de arena se comienza

efectuando una excavación de unos 75 cm,Posteriormente, echaremos la arena por capassucesivas que se irán apisonando con objeto de que lamisma se introduzca en las paredes laterales de lazanja.

CIMENTACION SOBRE ARENA




El procedimiento anteriormente indicado es muyantiguo, usándose aún en la actualidad. Se basa en

que la presión del cimiento sobre la arena setransmite al suelo según una pirámide truncada cuyascaras están inclinadas a 45º, con lo que la superficie deasiento del cimiento C se amplía. La letra dcorresponde a la altura del relleno de arena,, el cual

se puede mejorar mediante un apisonado mecánico.




La cimentación se realiza mediante cajones sin tapa,llamados cajones flotantes, los que son construidosen tierra y botados al agua de forma análoga comocualquier embarcación. Estos cajones pueden ser

construidos de concreto armado y acero. El suelo que haya de soportar el cajón deberá ser

horizontal. Dicho terreno se prepara con excavadoras, o bien

haciendo un terraplenado con arena.

CIMENTACION EN EL AGUA




Los grandes cajones flotantes se dividen interiormente en

compartimentos, tanto en sentido horizontal comotransversal, con objeto de dotarlos de mayor resistencia.




Pero el sistema más generalizado, es el que se ejecutamediante el emparrillado, el cual es una construcciónde largueros de madera de encina dispuestos ensentido horizontal y transversal sobre los cuales se

establece una plataforma del mismo material

CIMENTACION EN FANGO




Entre los emparrillados se coloca tierra apisonada, a lavez que se unen por medio de largueros.

Los travesaños van debajo y son de 20 a 30 cm deespesor Cuando existe desigualdad en el asiento de las cargas,

es fácil la aparición de grietas por flexión de losmaderos, lo que se evita enlazando los diferentes

cimientos con arcos de descarga y ampliando losmismos con zapatas.





III.GEOTECNIA Y GEOLOGIA

APLICADA ACIMENTACIONES



El diseño estructural y de cimentaciones debeconsiderar el mapa geotécnico, porque allí se defineel comportamiento del suelo, va a estar en contactocon la estructura a construir


EL MAPA GEOTECNICO




EL MAPA DE LOS PELIGROS




LA GEOTECNIA Y GEOLOGIA AYUDA A PROYECTARSE ALFUTURO Y PREPARAR LAS CIMENTACIONES




EL MAPA DE LICUACION DE SUELOS




MAPA DE EXPANSION DE SUELOS




MAPA DE PELIGROS CLIMATICOS

REPRESENTACION DEINUNDACION



El estudio de suelos proporciona un diagnosticodetallado de las condiciones del lugar de laconstrucción. Desde punto de vista geotécnico, nosproporciona los parámetros de diseño y las

recomendaciones a considerar para evitar los peligrosdel suelo.


EL ESTUDIO DE SUELOS



El ensayo de penetración estándar es ejecutado insitu, se requiere para este ensayo, de trípode, motor,polea, martillo, cuerdas, cañas guía y partida. Consiste

en determinar el número de golpes (N), que serequieren para que una barra vertical(llamada cañapartida), penetre una longitud de un pie (30 cm),dentro del suelo, por medio de un golpe de martillode 140 libras de peso, levantado y soltado desde una

altura de 76 cm. Con el valor de N se puededeterminar, la capacidad portante.





Elementos del ensayo de

penetración estándar




El ensayo de

penetración estándar



El ensayo de corte directo, nos determina el ángulode fricción interna y la cohesión de los suelos. Estos

parámetros son importantes, para determinar lacapacidad portante de los suelos, sobre el que se va aconstruir. Consiste en aplicar esfuerzos verticales yhorizontales, a tres muestras de suelo, y determinar el

instante de falla a cortante. Con estos tres paresordenados se grafica el diagrama de ruptura de Morh.También, se hace uso del análisis de regresión lineal,para obtener el ángulo de fricción interna y lacohesión de los suelos.





Datos que seobtiene del

ensayo triaxial




Planos para el desarrollo de la




Planos para el desarrollo de laestructura

Ubicado en el Km 98+350 de laantigua Carretera Panamericana

Norte Chiclayo-Olmos-Piura.




PUENTE CASCAJAL




IV.CIMENTACIONES DEESTRUCTURAS ACTUALES



La cimentación de este edificio es la más grandejamás construida. Se compone por un innovadorconcepto basado en estudios geotécnicos y sísmicos:el edificio es soportado en primera instancia por unaplaca inmensa de hormigón armado de casi 4 m de

grosor, sumando 12.500 m³. Esta placa a su vez essoportada por un sistema compuesto por 192 pilotesde 1,5 m de diámetro en su base por 43 m deprofundidad.


BURJ DUBAI




TREN ELECTRICO

Unas de las obras mas destacadas en el Peru, es el delTramo 2 del Tren Eléctrico de Lima.

Sus cimentación es una zapata, de gran volumendesarrollado en todo su trayecto

Estación Mercado Mayorista

Secuencia Constructiva

Vigas Tipo



Zapata

Columna

Cabezal

Neopreno(apoyo)



RestricciónSísmica



Prelosa

Losa

d í i



Canaletasde cables

Borde Típico



Catenaria

Rieles



Balasto

Durmientes

Rieles




DISEÑO GEOMETRICO DEL VIADUCTO

CONCLUSIONES



El tipo de suelo favorece o afecta mayormente a unacimentación, por eso es necesario realizar los

respectivos ensayos. Es importante obtener los planos geotécnicos para

tomar mejores decisiones en la construcción decimentaciones.


CONCLUSIONES



GRACIAS

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