GEOTECNIA-SEMANA-8-9 (1)kk

Ensayos de Campo y Laboratorio

Cimentaciones Superficiales

UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES

FACULTAD DE INGENIERA

ESCUELA ACADMICO PROFESIONAL DE INGENIERA CIVIL

Ing. NELSON RAMOS P.

GEOTECNIA(SEMANA 08 - 09)

Ciudad Universitaria Huancayo, Octubre del 2015

INVESTIGACIONES PRELIMINARES

REV. BIBLIOGRAFIA FOTOGRAFIAS IMGENES SATELITE OTROS

DISEO

DE

OBRAS

PLANEAMIENTO DE LAS

INVESTIGACIONES

GEOLOGIA

REGIONAL

ESCALA

1/25000

ANALISIS E

INTERPRETACION DE

DATOS (ELABORACION DE

MAPAS GEOLOGICOS

GEOTECNICOS)

GEOLOGIA

GEOTECNIA

LOCAL

ESCALA

1/1000

TOPOGRAFIA

INVESTIGAC

GEOFISICAS

INVESTIGACIONES

GEOGNOSTICAS

ENSAYOS DE

LABORATORIO

ENSAYOS DE

CAMPO Y TOMA DE

MUESTRAS

IMPACTO

AMBIENTAL

ANALISIS DE LA INFORMACION EXISTENTE

FOTOGRAFIAS AEREAS

E INFORMACION DE

SENSORES REMOTOS

ESTUDIO DE MAPAS

GEOLOGICOS Y

TOPOGRAFICOS

INTERPRETACION DE

FOTOS AEREAS

IMGENES DE SATELITE

SENSORES REMOTOS

PLANOS

TOPOGRAFICOS

MAPAS GEOLOGICOS

MAPAS AGRICOLAS

ESTUDIOS ANTERIORES

Y DOCUMENTOS

FOTO

AEREA FOTO

GRAMETRIA

Recopilacin de informacin de campo

1. Litologa

2. Estructuras Geolgicas (Estrato, Fractura, Falla, Contacto

Litolgico

3. Clasificaciones de rocas (gneas, sedimentarias y metamrficas)

4. Registro Lineal geotcnico de cada tramo

5. Identificacin de estructuras principales

Fallas: Discontinuidades en las que un bloque se ha deslizado con respecto a otro

Fracturas: Son superficies a lo largo de las cuales una roca o mineral se ha roto. (Superficies a lo largo de las cuales el material ha perdido cohesin). Las fracturas se distinguen por el movimiento relativo que ha ocurrido a lo largo de ellas durante su formacin

Estrato: Capa de roca caracterizado por ciertas propiedades unificadoras (litolgicas, temporales ,etc.) que lo distinguen de capas adyacentes. Tpicamente de origen sedimentarios

INVESTIGACION DE CAMPO

ENSAYOS

GEOFISICOS

ENSAYOS DE CAMPO

SONDEOS

GEOTECNICOS

TOMA DE

MUESTRAS

ENSAYOS DE CAMPO EN SUELOS

SPTCONO

HOLANDESVELETA

PRUEBA

DE

CARGA

RESISTENCIA

AL CORTE,

ASENTAMIENTO

RESISTEN

CIA AL

CORTE,

ASENTAMI

ENTO

RESISTENCIA

AL CORTE,

ASENTAMIEN

TO, FRICCION

RESISTENCIA

AL CORTE

RESISTEN

CIA AL

CORTE,

ASENTAMI

ENTO

CONO

DE

PECK

SUELOS

COHESIVOS

SATURADO,

ARENAS Y

GRAVAS

FINAS

SUELOS

COHESIVOS

SATURADO,

ARENAS Y

GRAVAS

FINAS

SUELOS

COHESIVOS

SATURADO,

ARENAS Y

GRAVAS

FINAS

SUELOS

COHESIVOS

SATURADO,

ARENAS Y

GRAVAS

FINAS

SUELOS

COHESIVOS

SATURADO,

ARENAS Y

GRAVAS

FINAS,

GRAVAS > 2

SONDEOS GEOTECNICOS

ROCA

LOCALIZACION

ESPACIAMIENTO

PROFUNDIDAD

EVALUACION GEOLOGICA

SUELO

DEFINE SISTEMA DE

INVESTIGACION

FRECUENCIA

TIPO DE MUESTRA

ENSAYOS DE

CAMPO EN

SUELOS

SPT

Estudio de

suelos para

cimentacin

de

estructuras

COMPACIDAD RELATIVA DE ARENAS

Nmero de Golpes Compacidad Relativa

0 4 Muy suelta

5 - 10 Suelta

11 - 30 Medianamente Compacta

31 - 50 Compacta

> 50 Muy Compacta

CONSISTENCIA Y RESISTENCIA DE SUELOS COHESIVOS

Nmero deGolpes

ConsistenciaResistencia a la

CompresinSimple, qu (kg/cm

2)

< 2 Muy Blanda < 0.25

2 - 4 Blanda 0.25 - 0.50

4 - 8 Media 0.50 - 1.00

8 - 15 Firme 1.00 - 2.00

15 - 30 Muy Firme 2.00 - 4.00

> 30 Dura > 4.00

Su (tsf)

25

20

15

10

5

1.0

27

0 1.5 2.0 2.5 3.0 4.00.5 3.5

TERZAGHI

y PECK

Arcilla de

plasticidad media

Arcilla de

alta plasticidad

SOWERS

arcilla de

baja plasticidad

NSPT

Correlacin de N (SPT) con la resistencia cortante no drenada (Su)

de suelos cohesivos de diferentes plasticidades (ref. NAVFAC, 1971)

Rgida

30

16

2

32

8

4

Dura

Muy Blanda

Firme

Blanda

Muy

Dura

ENSAYOS DE CAMPO

Sismgrafo ES-3000

12 canales

ENSAYOS DE CAMPO

Densmetro nuclear

TROXLER 3430, para

control calidad de

compactacin de

tendido de materiales

en vas

Cono y arena

Toma de densidades en

el campo

ENSAYOS DE CAMPO

CBR DE CAMPO

Para determinar CBR in

situ se aplica en diseo

de pavimentos

ENSAYOS DE CAMPO

Perforadora PINZUAR

Para perforacin en

suelo roca blanda, roca

dura y aluvial. Se

pueden efectuar ensayos

SPT.

Profundidad mx 50 m

ENSAYOS DE CAMPO

Equipo triaxial,

Programas de

administracin de

datos

Control digital

Determinacin de

parmetros de

resistencia al corte del

suelo

ENSAYOS DE LABORATORIOS

Celda Hoek, bomba de

presin

Sistema adquisicin de

datos


Triaxiales en roca

Controlador de presin

Datalog


Equipos de

consolidacin:

Determinacin de

asentamientos en

funcin de carga y

tiempos


Resistencia al corte en

suelo:

Parmetros de

resistencia al corte del

suelo


Compresin simple


Equipo para

clasificacin de suelos


Ensayos CBR

Accesorios:

Marco de carga

Moldes

Trpodes

esponjamiento


Equivalente de arena:

Determinacin de

porcentaje de finos


LABORATORIO DE ROCAS

Carga puntual

Compresin simple

Corte directo

LABORATORIO DE ROCAS

NOCIONES FUNDAMENTALES DE LA PERFORACION

PERFORACION DE POZOS

CONJUNTO DE

TRABAJOS PARA

REALIZAR

EXCAVACIONES DE

SECCION CIRCULAR

EN ROCAS O EN

SUELOS

SE EJECUTA POR

MEDIOS TECNICOS

ESPECIALES

(HERRAMIENTAS Y

EQUIPOS DE

PERFORACION)

EL HOMBRE NO

TIENE ACCESO A

DICHAS

EXCAVACIONES

PERFORACION DE POZOS

TECNICA DE

PERFORACION

TECNOLOGIA DE

PERFORACION

ES LA RAMA DE LOS

CONOCIMIENTOS

SOBRE LOS MEDIOS

TECNICOS PARA

PERFORAR LOS

POZOS

ES EL DOMINIO DE LOS

CONOCIMIENTOS QUE

ESTUDIA LOS PROCESOS

TECNOLOGICOS DEBIDO A

LOS CUALES SE FORMAN

LOS POZOS

POZO DE SONDEO

SUELOS

DIAMETRO VARIA DE

16 mm, 1500 mm

HASTA DIAMETROS

DE 1.5 A 2 METROS

SE EJECUTA DESDE

CUALQUIER

SUPERFICIE,

TIERRA, AGUA,

SUBTERRANEO,

ETC.

ROCAS

LA PROFUNDIDAD VARIA

DE UNOS CUANTOS

METROS HASTA MILES

COMO 9550 METROS

(POZOS DE PETROLEO)

EXCAVACION CILINDRICA DE

DIAMETRO MUCHAS VECES

MENOR QUE LA

PROFUNDIDAD

DIAMETROS DE LOS TESTIGOS

PERFORACIONES EN SUPERCFICIE

PERFORACION EN SUPERFICIE CON NEVADA

PERFORACIONES EN SUBTERRANEO

PERFORACION SOBRE AGUA

PERFORACIONES GRANDES RAISE BORER

MANIPULEO DE

TESTIGOS ROCAS

MANIPULEO DE TESTIGOS

MANIPULEO DE TESTIGOS SUELOS

LOGUEO

MUESTRAS DE ROCAS CALIZAS

MUESTRAS ROCAS

MUESTRAS DE SUELO

CIMENTACION

SUPERFICIAL

DEFINICION DE CIMENTACION

SUPERESTRUCTURA

UNA CIMENTACION ES EL ENLACE EFECTIVO ENTRE LA

SUPERESTRUCTURA Y EL SUELO Y/O LA ROCA

SUBESTRUCTURA

PARTE DE LA

ESTRUCTURA

FORMADA POR

LOSAS, MUROS

COLUMNAS, ETC.

PARTE DE LA ESTRUCTURA QUE

SIRVE PARA TRANSMITIR LAS

CARGAS PRODUCIDAS POR:

SU PROPIO PESO, EL DE LA

SUPERESTRUCTURA QUE SOBRE

ELLA SE ENCUENTRA, Y LAS

FUERZAS QUE PUEDEN ACTUAR

SOBRE ELLA AL TERRENO

FUNCION DE UNA CIMENTACION

PARA QUE LO ANTERIOR SE LLEVE A CABO DE MANERA

SATISFACTORIA, ESTA DISTRIBUCION DE FUERZAS NO DEBE

PRODUCIR ESFUERZOS EXCESIVOS EN LA MASA DEL SUELO

Y/O ROCA EN NINGUN PUNTO DEBAJO DE LA CIMENTACION,

DE LO CONTRARIO SE PRODUCIRIAN FALLAS EN LA

INTERACCION SUELO Y/O ROCA - ESTRUCTURA

ES LA DE SOPORTAR LAS CARGAS QUE ACTUAN SOBRE ELLA Y

DISTRIBUIRLAS DE MANERA SATISFACTORIA SOBRE LA

SUPERFICIE DE CONTACTO CON EL SUELO Y/O ROCA SOBRE EL

CUAL DESCANSA, PROPORCIONANDO COMPLETA SEGURIDAD

ANTE FENOMENOS QUE SE PUEDAN PRESENTAR, TALES COMO

SISMOS, ASENTAMIENTOS, ETC.

POR ESTO ES QUE RESULTA DE VITAL IMPORTANCIA, REALIZAR EN

FORMA MINUCIOSA Y CUIDADOSA, TANTO LA PROYECCION COMO LA

CONSTRUCCION DE LOS ELEMENTOS QUE SOPORTARAN A LA

ESTRUCTURA, EVITANDO QUE SE COMETAN ERRORES, O QUE SE

PRESENTEN RIESGOS CONSIDERABLES SOBRE LA ESTRUCTURA

LAS CIMENTACIONES DEBEN PROPORCIONAR SEGURIDAD A LA

ESTRUCTURA, PORQUE DE ESTO DEPENDE LA INTEGRIDAD DE LAS

VIDAS DE LAS PERSONAS QUE UTILIZAN EL INMUEBLE O EDIFICACION

PARA REALIZAR SUS ACTIVIDADES, ASI COMO TAMBIEN LA DE LOS

DISTINTOS EQUIPOS, MATERIALES, VALORES, ETC. QUE PUEDEN

EXISTIR DENTRO DE LA ESTRUCTURA.

IMPORTANCIA DE UNA CIMENTACION

RIESGOS DE CIMENTACION

SE PUEDEN GENERAR POR DEFICIENCIAS O DETERIORO DEL CIMIENTO DEBIDO A:

INCORRECTO DIMENSIONAMIENTO QUE POR CUALQUIER COSA SE PUEDE HABER PRODUCIDO.DESTRUCCION DE LOS ELEMENTOS DE CIMENTACION DEBIDO A UNA AGRESION BIEN DEL MEDIO O BIEN EXTERNA.DEFICIENCIA DE LA CALIDAD DE LOS MATERIALES UTILIZADOS AUNQUE EL DIMENSIONAMIENTO SEA CORRECTO.INADECUADA EJECUCION O DEFICIENTE PUESTA EN LA OBRA, A PESAR DE QUE TANTO EL DIMENSIONAMIENTO COMO LOS MATERIALES SEAN ADECUADOS.

FACTORES PARA EL DISEO DE

CIMENTACION

EXPLORACION

DEL TERRENO

INSPECCION Y

PRUEBAS

DISEO DE LOS

ELEMENTOS DE

CIMENTACION

ELECCION DEL

TIPO DE

CIMENTACION

ADECUACION DEL

PROYECTO AL

SITIO

PLANIFICACION

DE LA

CONSTRUCCION

MODIFICACIONES

CIMENTACIONES

VARIAS

TIPOS DE CIMENTACION

CIMENTACION EN

SUELOS

SUPERFICIALES

ESPECIALES

CIMENTACION EN

SUELO - ROCA

PROFUNDAS

FUNDAMENTOS TEORICOS EN EL

DISEO DE CIMENTACION EN SUELOS

ESFUERZOS

TOTALES (A)ESFUERZO

EFECTIVO ()

PRESION DE

POROS(A)

A = 1. h1+ 2. h2+ w. hw A = w. Zw A = A -A

ES LA PRESION QUE EJERCEN

LAS CAPAS SUPERIORES DE

SUELO INCLUYENDO NAPA

FREATICA

ES LA PRESION QUE

EJERCE EL AGUA EN

POROS DE SUELOS

SATURADOS

ES LA DIFERENCIA

ARITMETICA ENTRE

PRESION TOTAL Y LA

PRESIONEFECTIVA

KARL TERZAGHI 1923

COMPORTAMIENTO

ESFUERZO-DEFORMACIN

N

T

a

c

1=3

Compresin

Istropa

Compresin

Confinada

Compresin

TriaxialCorte Directo


DISEO DE CIMENTACION EN SUELOSPRINCIPIO DE ESFUERZO EFECTIVO

EN CUALQUIER PUNTO DE UNA MASA DE SUELO SATURADO EL ESFUERZO TOTAL EN CUALQUIER DIRECCION ES IGUAL A LA

SUMA ALGEBRAICA DEL ESFUERZO EFECTIVO EN ESA DIRECCION Y LA PRESION INTERSTICIAL

ESTADO GENERAL DE ESFUERZOS

ESFUERZOS PRINCIPALES


DISEO DE CIMENTACION EN SUELOS

ANALISIS BIDIMENSIONAL DE ESFUERZOSCIRCULO DE MOHR DE ESFUERZOS


DISEO DE CIMENTACION EN SUELOSESFUERZOS DEBIDOS A CARGAS APLICADAS

ELASTICOPLASTICO

RIGIDO

ELASTOPLASTICO

MATERIAL REAL

ELASTOPLASTICO CON

ABLANDAMIENTO BISHOP, 1972

F = EN LA FALLAR = VALOR RESIDUAL



CALCULO APROX. DEL INCREMENTO DEL ESFUERZO VERTICAL

BULBO DE ESFUERZO

SON LINEAS DE IGUAL

INCREMENTO DEL ESFUERZO

VERTICAL TOTAL EXPRESADO

COMO UNA FRACCION DE LA

PRESION APLICADA q EN UNA

FRANJA INFINITAMENTE

LARGA.

DAN UNA REPRESENTACION

VISUAL UTIL DE LA MANERA

COMO EL INCREMENTO DE

ESFUERZO SE DISTRIBUYE A

TRAVES DE LA MASA DEL

SUELO.

FRANJA INFINITA CON CARGA UNIFORME




BULBO DE ESFUERZO

POR DEBAJO DEL CENTRO

DE UN AREA RECTANGULAR

CARGADA DE ANCHO B, v A UNA PROFUNDIDAD DE

TRES VECES EL ANCHO ES

MAS O MENOS 5 % DE LA

PRESION SUPERFICIAL q.

DE OTRO LADO, DEBAJO DE

UNA LINEA CENTRAL DE UNA

FRANJA DE ANCHO B UNA

REDUCCION SIMILAR DE v

SE LOGRA SOLO CUANDO LA

PROFUNDIDAD ES SUPERIOR

A 10B

AREA CUADRADA CON CARGA UNIFORME




BULBO DE ESFUERZO

LA PROFUNDIDAD HASTA LA

CUAL EL INCREMENTO DE

ESFUERZO ES SIGNIFICATIVO SE

DENOMINA ZONA DE INFLUENCIA

Y PUEDE TOMARSE ENTONCES

COMO APROXIMADAMENTE 10

VECES EL ANCHO EN EL CASO DE

UNA FRANJA INFINITAMENTE

LARGA Y APROXIMADAMENTE 3

VECES EL ANCHO EN EL CASO DE

UN AREA CARGADA CUADRADA

(IGUAL MANERA PARA AREAS

CIRCULARES)

AREA CUADRADA CON CARGA UNIFORME

CIMENTACION SUPERFICIAL

ZAPATAS

EL CONCEPTO DE SUPERFICIAL ES MAS A SU EXTENSION EN PLANTA

QUE A SU COTA DE APOYO

LOSAS DE

CIMENTACION

ELEMENTOS DE TRANSMISION DE

CARGAS AL TERRENO A TRAVES DE

SUPERFICIES DE APOYO

CONSIDERABLEMENTE MAS GRANDE

QUE SU DIMENSION VERTICAL.

EL NIVEL DE APOYO SUELE SER

GENERALMENTE INFERIOR A 3

METROS EN CASO DE ZAPATAS

DEFINICION


SUPERFICIAL EN SUELOS

ZAPATAS AISLADAS

PARA DAR SOPORTE A

COLUMNAS

ESTRUCTURALES. PUEDEN

SER UNA PIEZA CIRCULAR,

RECTANGULAR O

CUADRADA, GROSOR

UNIFORME, ESCALONADAS

O EN PIRAMIDES PARA

DISTRIBUIR LA CARGA DE

UNA COLUMNA

ZAPATAS CORRIDAS

PARA DAR SOPORTE A MUROS DE

CARGA Y PARA FIJAR COLUMNAS

ESPACIADAS, TAN CERCA UNA DE

LA OTRA. SON NECESARIAS

CUANDO LA CAPACIDAD DE CARGA

DEL SUELO ES

CONSIDERABLEMENTE BAJA PARA

NECESITAR UNA ZAPATA CORRIDA

CON EL ANCHO SUFICIENTE PARA

QUE OCURRA UNA FLEXION

TRANSVERSAL EN LAS

PROPORCIONES QUE SE

PROYECTAN EN LA VIGA DE

CIMENTACION Y QUE REQUIERE EL

REFUERZO PARA PREVENIR EL

AGRIETAMIENTO

ZAPATAS AISLADAS

MASA DE CONCRETO PARA COLUMNA DE ACERO

CONCRETO REFORZADO CON CARA SUIPERIOR INCLINADA

CONCRETO PLANO REFORZADO

CONCRETO REFORZADO Y ESCALONADO

ZAPATAS CORRIDAS

PARA MURO DE CARGA

CON ZAPATA CORRIDA ANCHA

PARA HILERA COLUMNAS POCO ESPACIADAS

REFUERZO



LOZAS DE CIMENTACION

SE REQUIEREN EN SUELOS DE BAJA CAPACIDAD DE CARGA, O

DONDE LAS COLUMNAS ESTRUCTURALES U OTRAS AREAS DE

CARGA ESTAN TAN CERCANAS EN AMBAS DIRECCIONES QUE

LAS CIMENTACIONES BASADAS EN ZAPATAS AISLADAS SE

TOCARIAN UNAS CON OTRAS.

SON DE MUCHA UTILIDAD PARA REDUCIR ASENTAMIENTOS

DIFERENCIALES EN SUELOS VARIABLES, O DONDE HAYA UNA

VARIACION CONSIDERABLE DE CARGA ENTRE COLUMNAS

ADYACENTES U OTRAS CARGAS APLICADAS

LOSAS DE CIMENTACION

LOSA PLANA LOSA

VIGA

LOSA Y VIGA

CELULAS RECTANGULARES

LOSA CELULAR

BASES PARA EL DISEO DE CIMENTACION


TRANSMITIR AL

TERRENO LAS

CARGAS DEL

EDIFICIO CON

DEFORMACIONES

(ASIENTOS)

TOLERABLES,

GARANTIZANDO

UNA SEGURIDAD

SUFICIENTE

FRENTE A LA

ROTURA O

HUNDIMIENTO

NO RESULTAR

AFECTADA POR LA

EVENTUAL

AGRESIVIDAD DEL

TERRENO

POSEER

SUFICIENTE

RESISTENCIA

COMO ELEMENTO

ESTRUCTURAL

ESTAR SUFICIENTEMENTE PROTEGIDA

FRENTE A LAS MODIFICACIONES

NATURALES O ARTIFICIALES DEL

ENTORNO (HELADA, CAMBIOS DE

VOLUMEN, VARIACIONES DEL NIVEL

FREATICO, EFECTOS DINAMICOS,

EXCAVACIONES PROXIMAS, ETC)

PROCEDIMIENTOS PARA EL DISEO DE

CIMENTACION SUPERFICIAL EN SUELOS

DETERMINACION

DE LA PRESION DE

HUNDIMIENTO DEL

TERRENO

REAJUSTES, SI ES

NECESARIO, DE

LAS DIMENSIONES

DE LA

CIMENTACION

OBTENCION DE LA

PRESION DE

TRABAJO O

ADMISIBLE,

INTRODUCIENDO

COEFICIENTES DE

SEGURIDAD

ADECUADOS

CALCULO DE LOS

ASIENTOS

ESPERABLES

MODIFICACION DE

LAS DIMENSIONES

SI LOS ASIENTOS

NO SON

ADMISIBLES

PARAMETROS PARA EL CALCULO EN EL DISEO

DE CIMENTACION SUPERFICIAL EN SUELOS

LA NATURALEZA Y

ESTRATIGRAFIA

DEL TERRENO

LAS PROPIEDADES

DE CADA CAPA

EXISTENTE EN LA

ZONA DE

INFLUENCIA DE LAS

CIMENTACIONES

LAS CONDICIONES

DEL AGUA

FREATICA

PARAMETROS PARA EL CALCULO EN EL DISEO DE

CIMENTACION EN SUELOS ARCILLOSOS Y LIMOSOS,

COHESIVOS

PESO ESPECIFICO

(SECO SATURADO)

d, sat

RESISTENCIA AL

CORTE CON

DRENAJE (LARGO

PLAZO) c, (ENSAYO DE CORTE

O TRIAXIALES)

HUMEDAD

NATURAL

w

RESISTENCIA AL

CORTE SIN

DRENAJE (CARGA

RAPIDA) cu(ENSAYOS DE

COMPRESION

SIMPLE EN

LABORATORIO,

PRESIOMETRICAS

O

PENETROMETROM

ETRICAS)

DEFORMABILIDAD

Eu, (u = 0.5), E, (CORRELACIONES

EMPIRICAS O

PRUEBAS DE

CARGA)

PARAMETROS PARA EL CALCULO EN EL DISEO DE

CIMENTACION EN SUELOS ARENOSOS, NO COHESIVOS

PESO ESPECIFICO

CORRESPONDIENTE

A LA HUMEDAD

NATURAL

RESISTENCIA AL

CORTE CON

DRENAJE (LARGO

PLAZO) c, (ENSAYO DE CORTE

O TRIAXIALES)

GRADO DE

COMPACIDAD Y/O

ANGULO DE

ROZAMIENTO

INTERNO

(GENERALMENTE

DEDUCIDOS DE

CORRELACIONES IN

SITU CON EL ENSAYO

ESTANDAR, VALORES

PENETROMETRICOS,

ETC)

DEFORMABILIDAD

E, (CORRELACIONES

ANALOGAS A LAS

ANTERIORES O

ENSAYO DE

CARGA CON

PLACA)

GRUPO CLASE TIPO DE ROCA

PRESION

ADMISIBLE

qs (Kg/cm)

OBSERVACIONES

I

ROCAS

1ROCA IGNEA O NEISICAS

SANAS100

DEBE ATRAVESARSE

LA PARTE ALTERADA

2CALIZAS Y ARENISCAS

DURAS40

3 ESQUISTOS Y PIZARRAS 30

4ARGILITAS Y LUTITAS

DURAS, ARENISCAS

BLANDAS

20

5LUTITAS Y ARGILITAS

BLANDAS6 10

6 CRETAS Y MARGAS 6

7CALIZAS Y ARENISCAS

TABLEADAS-

REQUIEREN UN

ESTUDIO ESPECIAL8 ROCAS MUY FRACTURADAS -

ALGUNOS VALORES DE LAS PRESIONES DE TRABAJO BAJO

CARGA VERTICAL ESTATICA (SEGN CODIGO DE PRACTICA

BRITANICO, CP 2004:1972)

GRUPO CLASE TIPO DE SUELOS

PRESION

ADMISIBLE

qs (Kg/cm)

OBSERVACIONES

II

SUELOS NO

COHESIVOS

9GRAVAS O MEZCLAS

GRANULARES

COMPACTAS

> 6

CIMIENTOS DE

B 1 m.

NIVEL FREATICO A

UNA PROFUNDIDAD

MAYOR QUE B BAJO

EL CIMIENTO

10ARENAS Y GRAVAS DE

COMPACIDAD MEDIA2 - 6

11GRAVAS Y ARENAS

FLOJAS< 2

12 ARENA COMPACTA > 3

13 ARENA MEDIA 1 3

14 ARENA SUELTA < 1




GRUPO CLASE TIPO DE SUELOS

PRESION

ADMISIBLE

qs (Kg/cm)

OBSERVACIONES

II

SUELOS

COHESIVOS

15ARCILLAS MUY DURAS,

EVENTUALMENTE CON

GRAVA

3 6

SON DE ESPERAR

ASIENTOS DE

CONSOLIDACION A

LARGO PLAZO

16 ARCILLAS DURAS 1.5 3

17 ARCILLAS FIRMES 0.75 1.5

18ARCILLAS Y LIMOS

BLANDOS< 0.75

19ARCILLAS Y LIMOS MUY

BLANDOS

NO

APLICABLE




TIPO DE SUELO qs (Kg/cm)CASCAJO, GRAVAS O GRAVAS ARENOSAS (GW o GP)

COMPACTAS

MEDIANAMENTE COMPACTAS (LIMA)

SUELTAS

5

4

3

ARENAS O ARENAS CON GRAVAS BIEN GRADUADAS (SW)

COMPACTAS

MEDIANAMENTE COMPACTAS

SUELTAS

3.75

3.0

2.25

ARENAS O ARENA CON GRAVA MAL GRADUADA (SP)

COMPACTAS


SUELTAS

3.0

2.50

1.75

GRAVAS SIENOSAS O GRAVA-ARENA-SIEN0 (GM)

COMPACTAS


SUELTAS

2.50

2.0

1.50

ARENAS SIENOSAS O ARENA-SIENO (SM) 2.0

GRAVA ARCILLOSA O ARENA ARCILLOSAS (GC-SC) 2.0

SUELOS INORGANICOS, SIENOS, ARENAS FINAS (ML-CL) 1.0

ARCILLAS INORGANICAS PLASTICAS, ARENAS DIATOMICEAS SIENOS

ELASTICOS (CH-MH)1.0

CARGAS DE TRABAJO PARA ALGUNOS TIPOS DE SUELOS (LIMA)

TIPOS DE ROCA qs (Kg/cm)

GRANITO, DIORITA, GNEIS 100

ESQUISTOS, PIZARRAS 40

CALIZAS, ARENISCAS 15

CARGAS DE TRABAJO EN ALGUNOS

TIPOS DE ROCA EN LIMA

CAPACIDAD DE CARGA ULTIMA

FALLA GENERAL POR CORTE

CONSIDEREMOS UNA CIMENTACION CORRIDA QUE DESCANSA

SOBRE ARENA DENSA O SUELO COHESIVO, CON UN ANCHO

IGUAL A B. SI APLICAMOS LA CARGA GRADUALMENTE A LA

CIMENTACION, EL ASENTAMIENTO SE INCREMENTARA.

EN CIERTO PUNTO CUANDO L A CARGA POR UNIDAD DE AREA ES

IGUAL A qu, TENDRA LUGAR UNA FALLA REPENTINA EN EL SUELO

QUE SOPORTA LA CIMENTACION Y LA ZONA DE FALLA EN EL

SUELO SE EXTENDERA HASTA LA SUPERFICIE DEL TERRENO.

ESTA FORMA DE ROTURA ES TIPICA DE LAS ARENAS COMPACTAS

Y DE LAS ARCILLAS BLANDAS A MEDIAS EN CONDICIONES DE

CARGA RAPIDA, SIN DRENAJE.

ES LA CARGA POR AREA UNITARIA DE LA CIMENTACION BAJO LA

CUAL OCURRE LA FALLA POR CORTE EN EL SUELO


B

SUPERFICIE DE FALLA EN

EL SUELO qu


FALLA LOCAL DE CORTESI LA CIMENTACION CONSIDERADA DESCANSA SOBRE SUELO

ARENOSO O ARCILLOSOS MEDIANAMENTE COMPACTADO, UN

INCREMENTO DE CARGA SOBRE LA CIMENTACION TAMBIEN SERA

ACOMPAADO POR UN AUMENTO DE ASENTAMIENTO. SIN

EMBARGO, EN ESTE CASO LA SUPERFICIE DE FALLA EN EL

SUELO SE EXTENDERA GRADUALMENTE HACIA FUERA DESDE LA

CIMENTACION.

CUANDO LA CARGA POR AREA UNITARIA SOBRE LA

CIMENTACION ES IGUAL A qu(1), EL MOVIMIENTO ESTARA

ACOMPAADO POR SACUDIDAS REPENTINAS. SE REQUIERE

ENTONCES UN MOVIMIENTO CONSIDERABLE DE LACIMENTACION

PARA QUE LA ZONA DE FALLA EN EL SUELO SE EXTIENDA HASTA

LA SUPERFICIE DEL TERRENO.

LA CARGA POR UNIDAD DE AREA BAJO LA CUAL SUCEDE ES LA

CAPACIDAD DE CARGA ULTIMA, qu. MAS ALLA DE ESTE PUNTO,

UNA MAYOR CARGA ESTARA ACOMPAADA POR UN GRAN

INCREMENTO DEL ASENTAMIENTO DE LA CIMENTACION


B


EL SUELOqu

qu(1)

CARGA PRIMERA DE FALLA


FALLA DE CORTE POR PUNZONAMIENTO

SI LA CIMENTACION ES SOPORTADA POR UN SUELO BASTANTE

SUELTO, LA ZONA DE FALLA EN ESTE SUELO NO SE EXTENDERA

HASTA LA SUPERFICIE DEL TERRENO. MAS ALLA DE LA CARGA

ULTIMA DE FALLA qu, LA GRAFICA CARGA SENTAMIENTO SE

INCREMENTARA Y SERA PRACTICAMENTE LINEAL.

EN ESTE CASO LA CIMENTACION SE HUNDE CORTANDO EL

TERRENO EN SU PERIFERIA, CON UN DESPLAZAMIENTO

APROXIMADAMENTE VERTICAL Y AFECTANDO POCO AL

TERRENO ADYACENTE.

SE DA EN MATERIALES MUY COMPRESIBLES Y POCO RESISTENTE

O EN ZAPATAS SOBRE CAPAS DELGADAS APOYADAS EN

ESTRATOS BLANDOS



EL SUELO

B

ququ

qu(1)

TEORIA DE LA CAPACIDAD DE CARGA DE

TERZAGHI

UNA CIMENTACION ES SUPERFICIAL SI LA PROFUNDIDAD Df DE LA CIMENTACION ES MENOR O IGUAL QUE EL ANCHO DE LA MISMA.POSTERIORMENTE INVESTIGADORES SUGIEREN QUE CIMENTACIONES

CON Df IGUAL A 3 O 4 VECES EL ANCHO DE LA CIMENTACION PUEDEN

SER DEFINIDAS COMO CIMENTACIONES SUPERFICIALES

LA ZONA DE FALLA BAJO LA CIMENTACION PUEDE SEPARARSE EN

TRES PARTES

1.- LA ZONA TRIANGULAR ACD INMEDIATAMENTE DEBAJO DE LA

CIMENTACION.

2.- LAS ZONAS DE CORTE RADIALES ADF y CDE, CON LAS CURVAS DE

y DF COMO ARCOS DE UNA ESPIRAL LOGARITMICA.

3.- DOS ZONAS PASIVAS DE RANKINE TIRANGULARES AFH y CEG.

TERZAGHI 1943

JA C

D EF

GH

I

Df quq = .Df

45 - /2

45 - /2

45 - /2 45 - /2

B

CAPACIDAD DE CARGA EN SUELO EN

CIMENTACION CORRIDA SEGN TERZAGHI

qu = cNc + qNq + BN

qu = CAPACIDAD DE CARGA ULTIMAc = COHESION DEL SUELO = PESO ESPECIFICO DEL SUELOq = .DfNc, Nq, N = FACTORES DE CAPACIDAD DE CARGA ADIMENSIONALE QUE ESTAN EN FUNCION DEL ANGULO DE FRICCION DEL SUELO

Nc Nq N Nc Nq N

0 5.70 1.00 0.00 26 27.09 14.21 9.84

1 6.00 1.10 0.01 27 29.24 15.90 11.60

2 6.30 1.22 0.04 28 31.61 17.81 13.70

3 6.62 1.35 0.06 29 34.24 19.98 16.18

4 6.97 1.49 0.10 30 37.16 22.46 19.13

5 7.34 1.64 0.14 31 40.41 25.28 22.65

6 7.73 1.81 0.20 32 44.04 28.52 26.87

7 8.15 2.00 0.27 33 48.09 32.23 31.94

8 8.60 2.21 0.35 34 52.64 36.50 38.04

9 9.09 2.44 0.44 35 57.75 41.44 45.41

10 9.61 2.69 0.56 36 63.53 47.16 54.36

11 10.16 2.98 0.69 37 70.01 53.80 65.27

12 10.76 3.29 0.85 38 77.50 61.55 78.61

13 11.41 3.63 1.04 39 85.97 70.61 95.03

14 12.11 4.02 1.26 40 95.66 81.27 115.31

15 12.86 4.45 1.52 41 106.81 93.85 140.51

16 13.68 4.92 1.82 42 119.67 108.75 171.99

17 14.60 5.45 2.18 43 134.58 126.50 211.56

18 15.12 6.04 2.59 44 151.95 147.74 261.60

19 16.56 6.70 3.07 45 172.28 173.28 325.34

20 17.69 7.44 3.64 46 196.22 204.19 407.11

21 18.92 8.26 4.31 47 224.55 241.80 512.84

22 20.27 9.19 5.09 48 258.28 287.85 650.67

23 21.75 10.23 6.00 49 298.71 344.63 831.99

24 23.36 11.40 7.08 50 347.50 415.14 1072.80

25 25.13 12.72 8.34

FACTORES

DE

CAPACIDAD

DE CARGA

DE

TERZAGHI

SEGN

KUMBHOJKAR

(1993)

CAPACIDAD DE CARGA ULTIMA EN CIMENTACION

CUADRADA O CIRCULAR SEGN TERZAGHI

qu = 1.3cNc + qNq + 0.4BN

qu = CAPACIDAD DE CARGA ULTIMAc = COHESION DEL SUELO = PESO ESPECIFICO DEL SUELOq = .Df

Nc, Nq, N = FACTORES DE CAPACIDAD DE CARGA ADIMENSIONAL

QUE ESTAN EN FUNCION DEL ANGULO DE FRICCION DEL SUELO

CIMENTACION

CUADRADA

qu = 1.3cNc + qNq + 0.3BN CIMENTACION CIRCULAR

qu = cNc + qNq + 0.5 BNCIMENTACION

CORRIDA

CAPACIDAD DE CARGA ULTIMA EN CIMENTACION

MODIFICACIONES POR NIVEL FREATICO

B

NIVEL DE AGUA

FREATICA

Df

d

D2

NIVEL DE AGUA

FREATICA

CASO I

CASO II

q = SOBRECARGA EFECTIVA = D1 + D2 (sat - W) CASO I

= + d/B ( - )

CASO II

sat = Peso esopecifico saturado del suelo

W = Peso especifico del agua

FACTOR DE SEGURIDAD

qneta(u) = CAPACIDAD DE CARGA ULTIMA NETA

LA CAPACIDAD DE CARGA ULTIMA NETA SE DEFINE COMO

LA PRESION ULTIMA POR UNIDAD DE AREA DE LA

CIMENTACION QUE ES SOPORTADA POR EL SUELO EN

EXCESO DE LA PRESION CAUSADA POR EL SUELO QUE LA

RODEA EN EL NIVEL DE CIMENTACION

qneta(u) = qu - q

qadm = qu / FS

PARA EL CALCULO DE LA CAPACIDAD DE CARGA BRUTA

ADMISIBLE DE CIMENTACIONES SUPERFICIALES SE

REQUIERE APLICAR UN FACTOR DE SEGURIDAD (FS) A LA

CAPACIDAD DE CARGA ULTIMA BRUTA

q = .Df

qadmisible (neta) = qu qFS

EL FS CON ESTA

ECUACION PUEDE

SER POR MENOS DE 3

EN TODOS SUS

CASOS

CIMENTACIONES CARGADAS EXCENTRICAMENTE

qmax

Para e > B/6

Para e < B/6

qmax

qmin

B

Q

M

B

e

qmax Q

BL

6M

BL= +

qmin Q

BL

6M

BL= -

e = MQ

e

B2e

L

CARGA VERTICAL

TOTALMOMENTO SOBRE

CIMENTACION

B X L


qmax

Para e > B/6

Para e < B/6

qmax

qmin

qmaxQ

BL

6M

BL= + qmin

Q

BL

6M

BL= - e =

M

Q

qmaxQ

BL

1 + 6M

B= ( ) qmax QBL

1 - 6M

B= ( )

EN ESTAS ECUACIONES CUANDO LA

EXCENTRICIDAD e TOMA VALOR DE

B/6, EL qmin ES CERO.

PERO PARA e > B/6, qmin SERA

NEGATIVA LO QUE SIGNIFICA QUE SE

DESARROLLARA UNA TENSION.

COMO EL SUELO NO PUEDE TOMAR

TENSIONES, HABRA UNA

SEPARACION ENTRE LA CIMENTACION

Y EL SUELO DEBAJO DE ELLLA.qmaX 4 Q

3L(B 2e)=


B

e

BANCHO

EFECTIVOB 2e= =

LA EXCENTRICIDAD TIENDE A

DISMINUIR LA CAPACIDAD DE

CARGA DE SOPORTE SOBRE

UNA CIMENTACION Y EN

TALES CASOS ES MEJOR

SITUAR LAS COLUMNAS

FUERA DEL CENTRO.

Qult= qu(B)(L)

e

B2e

L

B

Q

M

B X L

LLARGO

EFECTIVOL= =

Qult

Q=FS

CAPACIDAD DE CARGA EN SUELOS

ESTRATIFICADOS

CUANDO PROFUNDIDAD DE H ES RELATIVAMENTE MAS PEQUEA COMPARADO CON EL ANCHO B DE LA CIMENTACION, OCURRIRA UNA FALLA POR CORTANTE DE PUNZONAMIENTO EN LA CAPA SUPERIOR DE SUELO SEGUIDA POR UNA FALLA POR CORTANTE GENERAL EN EL ESTRATO INFERIOR.

SUELO MAS FUERTE

SUELO MAS DEBIL

C2

a b

1

H

Df

qu

B

CaCa

ba

1

C1

PpPp

2

2


ESTRATIFICADOS

SUELO MAS FUERTE

1H

Df

qu

B

ba

1

C1

SUELO MAS DEBIL

2

2

C2CUANDO PROFUNDIDAD DE H ES RELATIVAMENTE MAS GRANDE COMPARADO CON EL ANCHO B DE LA CIMENTACION. ENTONCES LA SUPERFICIE DE FALLA ESTARA COMPLETAMENTE LOCALIZADA EN EL ESTRATO SUPERIOR DEL SUELO.


ESTRATIFICADOS

SUELO MAS FUERTE

SUELO MAS DEBIL

C2

a b

1

H

Df

qu

B

CaCa

ba

1

C1

PpPp

2

2

qb=qu 2(Ca + Pp sen )

B+ - 1H

B = Ancho de la cimentacion

Ca = Fuerza adhesiva

Pp = Fuerza adhesiva por unidad de longitud de las caras aa y bb qb = Capacidad de carga del estrato inferior del suelo

= Inclinacion de la fuerza pasiva Pp respecto a la horizontal

CAPACIDAD DE CARGA DE CIMENTACIONES

SOBRE UN TALUDb

Df

B

c

H

qu

qu = cNcq + 0.5 BNq Cimentacion corrida Meyerhof

qu = 0.5 BNq

qu = cNcq

Suelo puramente granular c = 0

Suelo puramente cohesivo = 0

FACTORES DE CAPACIDAD

DE APOYO Y CARGA

SEGUN MEYERHOF

SUELO PURAMENTE COHESIVO SUELO PURAMENTE GRANULAR

MINISTERIO DEL INTERIOR

CIMENTACIONES SUPERFICIALES

CIMENTACIONES PROFUNDAS

EDIFICACION EN MIRAFLORES LIMA

EDIFICACION EN BARRANCO LIMA

HO

S

PI

T

A

L

D

E

M

O

Q

U

E

G

U

A

PLANTA DE LA

ATARJEA

Lo que nos crea problemas no son las

cosas que no conocemos; sino las que

creemos conocer con certeza.

Gracias

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