Tipos de Sub Suelo

Universidad de Los Andes

Facultad de Ingeniera

Departamento de Vas

Investigacin del subsuelo

- Tipos de Fundacin y

Elementos de la Fundacin

Prof. Silvio Rojas

Enero, 2007



Departamento de Vas

Fundaciones

Las tablas 18, 19, 20, 21, 22, 23 y 24, presentan correlaciones y valores de

parametros de gran utilidad para el ingeniero en sus diseos preliminares.

Descripcin Muy suelta Suelta Mediana Densa Muy densa

Dr 0 - 15 15 - 35 35 -65 65 - 85 85 - 100

N70 SPT

Fino

Medio

Grueso

-

1 2

2 3

3 6

-

3 6

4 7

5 9

-

7 15

8 20

10 25

-

16 30

21 40

26 45

-

-

> 40

> 45

Fino

Medio

Grueso

26 28

27 28

28 30

28 30

30 32

30 34

30 34

32 36

33 40

33 38

36 42

40 -50

> 50

hum (ton/m3) 1.1 1.6 1.4 1.8 1.7 2.0 1.7 2.2 2 .0 2.3

Prof. Silvio Rojas

Tabla N 18.:Valores empricos de (ngulo de friccin interna del material) , (peso

unitario del material), Dr con N del SPT en suelos granulares normalmente consolidados

y una profundidad de 6 m ( Bowles).



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Fundaciones

Tabla N 19: Relacin de energa estndar (Bowles, 1988)

Gua preliminar para formar un criterio sobre la compacidad in situ de los depsitos

de suelos granulares sin cohesin.

(ER)estndar Referencia

50 55 (usar 55) Schmertman (1983)

60 Seed et al (1985), Skempton

(1986)

70 80 (usar 70) Riggs (1986)

N de Golpes Dr

0 4 Muy suelta

4 10 Suelta

10 30 Mediana

30 50 Densa

> 50 Muy densa

Tabla N 20: Relacin

numero de golpes y

densidad relativa

(Terzagui y Peck)

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Fundaciones

Tabla N 21: Correlacin entre qu (resistencia a la compresin simple) ,consistencia y SPT.

qu: resistencia a la compresin simple.

Una expresin para la determinacin de qu en funcin del numero de golpes.

Valores de c:

- Arcilla de baja plasticidad, 0.1 a 0.20.

- Arcilla muy limosa o arenosa 0.05 a 0.15

Consistencia N SPT qu (Kg/cm2) sat(ton/m3)

Muy blanda 0 2 0 0.25 1.60 1.90

Blanda 2 4 0.25 0.50

Media 4 8 0.50 1.00 1.76 2.07

Consistente 8 15 1.00 2.00 1.90 2.24

Muy consistente 15 30 2.00 - 4.00

Dura 30 4.00

Ncqu

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Fundaciones

Tabla N 22: Espaciamiento tentativo de las perforaciones Sowers (1970)

Suelos uniformes pueden duplicarlos espaciamientos. Suelos irregulares reducir a la

mitad.

Estructura Espaciamiento (m)

Edificios industriales de un piso 30 40

Edificios de varios pisos 15 30

Excavaciones para prstamo 30 120

Presas de tierra, diques 30 60

Carreteras (investigar subrasante) 300 - 600

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Fundaciones

Tabla N 23:Profundidad de sondeos. (Sowers 1970) condiciones promedio.

Ancho

Del

edificio (m)

Numero de pisos

1 2 3 4 5

Profundidad del sondeo (m)

30 3.5 6.0 10.00 16.00 24.00

60 4.0 6.5 12.50 21.00 33.00

120 4.0 7.0 13.50 25.00 41.00

Prof. Silvio Rojas

Para estructuras temporales los factores se pueden reducir al 75% de los

valores indicados.

Para edificios excepcionalmente altos tales como chimeneas y torres o

cuando se tema una falla progresiva, los factores deben incrementarse en

un 20 a 50 %.

Tabla N24: Factores de seguridad por falla portante. (Vesic 1975).

Puentes de

ferrocarril

almacenes, silos,

muros de

contencin

Carga mxima de diseo, ocurre

con frecuencia, consecuencias

desastrosas si falla

Exploracin

completa

3

Exploracin

no completa

4

Puentes viales,

edificios livianos,

industriales o

pblicos

Carga mxima de diseo, puede

ocurrir ocasionalmente.

Consecuencia seria si falla

Exploracin

completa

2.5

Exploracin

no completa

3.5

Edificios de

apartamentos y

oficinas

Carga mxima de diseo, poco

probable de ocurrir

Exploracin

completa

2.0

Exploracin

no completa

3.0

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Fundaciones

Sowers. 1970 sugiere.

Relacin entre la profundidad de los sondeos Zb, con el numero de

pisos, S.

Estructura ligera de acero o estrecha de concreto.

Estructura pesada de acero o ancha de concreto.

S = 5 pisos Zb 9 m estructura ligera

S = 5 pisos Zb 18.5 m estructura pesada

A continuacin, otras recomendaciones de la profundidad de las

perforaciones

70.03 SZb 70.06 SZb

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Fundaciones

1.5B B

1.5B B

B D 2/3D

1.5B

B

1.5B

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s.r S la estructura,

es de un solo piso,

no sera vlida la

recomendacin.

s.r

Recomendacin

vlida para

pequeas

fundaciones y

estructuras de

un piso.

s.r No ese clara para su

aplicacin s.r Sera costosa aplicar esta

recomendacin.



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Fundaciones

Nota.

La profundidad de la perforacin debe suministrar la informacin sobre

aquellas caractersticas que permitan llevar a cabo las predicciones de

asentamientos, y que comprenden todos los estratos que puedan consolidarse

o comprimirse bajo las cargas de la estructura.

Recomendaciones de Hvorslev, refirindose a sugerencias de De Beer.

Llevar las perforaciones a una profundidad, tal que el incremento de presin

producido por las fundaciones a esa profundidad, sea de un 10% de la presin

efectiva existente.

Nota.

Cualquier recomendacin debe considerarse sin validez en los casos de suelos

muy comprensibles, o rellenos no controlados.

Prof. Silvio Rojas

Puede

comprender

desde un simple

examen visual

del suelo

Calicatas

a poca

profundid

ad

Perforaciones

preliminares,

ensayos in

situ,

muestreo,

CPT, ensayos

de laboratorio,

estudio de

aguas

subterrneas,

nivel fretico

Perforaciones

complementarias entre las

ya existentes. Chequeo de

algn parmetro in situ

extraccin del material

para obtener nuevamente

parmetro de valores

dudosos o para la

definicin de los mismos

a intervalos de Prof. mas

pequeos

Fase 1

Fase 3

Fase 2

Fase 4

Costo 4 Costo 3

Costo 2 Costo 1

Costo 1< costo 2

RECOPILACION DE LA INFORMACION Alcaldas

Ministerios

Universidades

Institutos RECONOCIMIENTO Vistas de campo (inspeccin visual)

Planificacin del trabajo de exploracin

Permite elaborar el presupuesto

TRABAJO DE CAMPO Realizacin de calicatas

Ejecucin de perforaciones Sondeos CPT

Ensayos de refraccin

Ensayos de placa, otros

INVESTIGACION

DETALLADA

Sowers (1970) plantea:

a. Estructuras muy seguras, el riesgo ser pequeo de

asentamientos. Por tanto no es necesario estudios adicionales.

Con la informacin disponible se hace el diseo

b.La estructura se presenta segura y con asentamientos

admisibles. Sin embargo estudios adicionales permiten analizar

otras alternativas de diseos

c.La estructura es insegura. Posiblemente con asentamientos no

admisibles o falla general. Es necesario estudios adicionales para

analizar otras propuestas

d.Las estructura es totalmente insegura, no es necesario hacer

estudios de exploracin y geotcnicos

FASE 0

FASE I

FASE II y III

FASE IV

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Estructura

segura

Estructura

segura otra

alternativa

Diseo

insegura con la

informacin

Se requiere una perforacin

ms profunda

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VIII.-TIPOS DE FUNDACIN-ELEMENTOS DE LA FUNDACIN-

REQUISISTOS DE UNA FUNDACIN-IMPORTANCIA DE UNA BUENA

INVESTIGACIN SUBTERRNEA.

Es un elemento estructural que sirve para transmitir las cargas de la

superestructura al suelo de fundacin.

Principio o fundamento de una fundacin (Zapata o Cimiento): Recibir las cargas de la superestructura para distribuirlas en el suelo de

fundacin, no permitiendo asentamientos mayores a los admitidos por la

superestructura, y resistiendo los esfuerzos cortantes y momentos flectores

producidos por la carga de la superestructura y la reaccin del suelo. La

siguiente figura muestra la distribucin de esfuerzos que hace la zapata o

fundacin al suelo de soporte.

Prof. Silvio Rojas

Losa superficial de

fundacin

Vaciado de parte inferior de

columna



Fig. 66.- En la figura se muestra la distribucin de esfuerzos idealizada

Prof. Silvio Rojas

Diagrama de presin uniforme

de reaccin del suelo

Df: Empotramiento de la fundacin.

Q: Carga que aplica la super-estructura a la

zapata (fundacin).

Losa de

concreto

Superficie del suelo

Pedestal

Lnea segmentada que

representa el asentamiento de

la zapata

Acero de la

zapata (parrilla)

Encofrado del

pedestal de la

columna. Prolongacin del

acero de la columna

Fig. 67.- Tipos de Fundaciones

La figura presenta un esquema de los diferentes tipos de fundaciones

superficiales y profundas

Profundas

Superficiales

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Fundacin directa cuadrada y rectangular

Se disea cuadrada cuando no existe ninguna restriccin de espacio para

su construccin .

Se disea rectangular cuando existe restriccin de espacio en una

direccin. Ejemplo: ubicacin de ascensores, escaleras, depsitos

subterrneos, etc.

Fundacin cuadrada Fundacin rectangular

As para

flexin

Fig. 68.- Seccin y planta de una fundacin cuadrada y rectangular.

Mayor

Concentra

cin de

acero en

el centro

Prof. Silvio Rojas



Fundacin combinada rectangular: Se disea en linderos para eliminar excentricidad de la zapata.

Cuando la distancia entre fundaciones directa sea pequea.

Cuando exista solape entre fundaciones directas.

Posible lindero

Seccin pasando

por el centro de la

viga

Fig. 69.- Fundacin combinada rectangular Prof. Silvio Rojas



Seccin de fundacin combinada rectangular con viga rgida. Viga T invertida para una fundacin combinada rectangular

Fundacin combinada rectangular

Fig. 70.- Viga en T invertida para una fundacin combinada

rectangular.

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Acero de la viga para

momento mximo en el

tramo

Acero de la viga en los

apoyos (columnas)

Acero de la losa en

ambas direcciones

Estribos de viga



Fundacin combinada trapezoidal

Se disea en linderos para eliminar excentricidad de la columna del lindero. Cuando la distancia entre fundaciones sea pequea.

Cuando exista solape entre fundaciones directas.

Fundacin

combinada

trapezoidal

Q1>Q2

Fig. 71.- Fundacin combinada trapezoidal.

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Fundaciones combinadas en voladizo

Se usan cuando la separacin entre columnas es grande y el

terreno es de buena capacidad de soporte.

Evita grandes excavaciones.

Reduce la cantidad de acero y concreto, en comparacin con

una losa rectangular.

Fundaciones

combinadas en voladizo

(bases conectadas con

viga rgida en

Cantilever)

Fig. 72.-

Zapatas

individuales

enlazadas con

viga rgida en

cantilever

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Facultad de Ingeniera Losa rgida Carctersticas

Distribucin de la carga uniformemente.

Produce asentamiento uniforme.

En suelo donde existen grandes peones, la losa superficial evita remover los

mismos.

Sirve de puente en suelos donde existen lentes de material plstico, transmitiendo

las cargas al suelo mas resistentes que rodea esos lentes.

La losa puede ser de compensacin parcial ubicndola a cierta cota por debajo de

la superficie del terreno, por tanto los esfuerzos transmitidos al suelo son menores a

los que provienen de la estructura.

La losa puede ser de compensacin total ubicndola a cierta cota por debajo de la

superficie del terreno, por tanto los esfuerzos transmitidos al suelo son nulos.

Losa rgida armada en ambos

sentidos, de compensacin parcial o

compensacin total

Fig. 73 Losa rgida superficial, de

compensacin parcial o

compensacin total.

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Fundacin continua para un muro armado

Fig. 74.- Fundacin continua para un muro armado.

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FUNDACION CONTINUA

Fig. 75.- Seccin del muro mostrando el acero de flexin y de

retraccin

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Fundaciones profundas conformadas por grupos de pilotes

Fig. 76.- Fundaciones profundas conformadas por grupos de pilotes.

Prof. Silvio Rojas



Fundaciones profundas donde se observa el bulbo de esfuerzos

Fig. 77.- Fundaciones profundas donde se observa el bulbo de

esfuerzo

Prof. Silvio Rojas

Bulbo de esfuerzos

producido por grupo

de pilotes (rea de

apoyo de punta del

grupo de pilotes)

Bulbo de esfuerzos

producido por un

pilote individual (rea

de apoyo de punta

del pilote)



SELECCIN DEL SISTEMA DE FUNDACIONES

Sistemas de fundaciones

propuestos

s.r

Considere que para el sistema I,

el asentamiento es prximo al

admisible. Menor costo de

construccin.

s.r

Considere que con el sistema II, el

asentamiento es menore. Sin

embargo el costo de construccin

es mayor al sistema I. Nos

retiramos del Nivel fretico.

s,.r

Sistema con asent. ms pequeos, pero con

mayor costo de construccin. Sistema

constructivo exigente. Prof. Silvio Rojas


Facultad de Ingeniera Universidad de Los Andes


Factores que ayudan al ingeniero en la seleccin de la fundacin

Tome en cuenta el perfil litolgico y el estudio de suelos (nivel de fretico,

parmetros de resistencia y compresibilidad). Adems revise la

informacin geolgica. Ejemplo: estratos compresibles de arena o arcilla;

suelos con propiedades muy variables por ser muy heterogneos;

inestabilidad en la zona.

Considere el tiempo de construccin y costos.

Maquinaria disponible.

Ordenanzas pblicas.

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Inspeccionar construcciones vecinas (evitar problemas legales debido

a linderos o posibles efectos en las construcciones existentes, invasin

de propiedad a travs de anclajes temporales o permanentes, etc.)

Considere problemas durante la construccin. Por ejemplo: flujo de

agua hacia la zona de construccin, provenientes de acuferos libres o

confinados.

Experiencias de obras similares con los mismos problemas de

fundacin y de linderos.

Prof. Silvio Rojas



Requisitos bsicos de una fundacin

Fig. 79.- Fundacin empotrada a

una cota segura. Empotramiento

seguro

Resistencia

al cortante

del concreto

Asentamiento admisible

Estable contra

flujos de agua

Suelo de fundacin no se degrade en el tiempo

Prof. Silvio Rojas


La cota de fundacin debe ser segura contra la erosin del material o

tubificacin del suelo de soporte. Por tanto debe definirse un

empotramiento apropiado.

Segura respecto a las propiedades del material, de manera que no estn

propensas a alteraciones qumicas, como consecuencia de filtraciones de

agua con mezcla de elementos qumicos o de aguas orgnicas.




Su ubicacin no debe estar por encima de una zona potencial de

deslizamiento.

La estimacin de la capacidad admisible del suelo portante, debe ser

obtenida a partir de parmetros representativos del material. Esto evita

asentamiento no admisibles o fallas estructurales, que no permitirn que

fundacin cumpla su objetivo para la cual fue construida.

El concreto debe resistir los esfuerzos cortantes que producen las cargas.

Debe proporcionrsele la cantidad de acero requerida por flexin y corte.

Prof. Silvio Rojas



Suelo que determina la capacidad portante

Fig. 80.- Movilizacin del suelo de fundacin por debajo de la zapata .

Asentamiento de la fundacin debe ser menor que el admisible

La fundacin seleccionada y sus sistema constructivo, no debe afectar

las estructuras vecinas.

Procedimientos generales del diseo:

Seleccione la profundidad de empotramiento (Df), es decir la cota de

fundacin.

Determina la capacidad admisible del suelo para cierto factor de

seguridad (ver fig. 81).

Prof. Silvio Rojas



Realice el diseo considerando dos o ms sistema de fundacin. Estime los

asentamientos para cada uno de ellos .

Haga su seleccin definitiva con una o varias alternativas.

Fig. 81.- Definicin del factor de seguridad por capacidad portante y por

resistencia movilizada.

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Elementos de una fundacin

Pedestal: Prolongacin de la columna

enterrada en el suelo.

Se debe cumplir:

_____Su _altura______ ___ < 3

Dimensin _lateral _ menor

La relacin obliga a que su diseo

sea el correspondiente a una

columna corta.

Su acero es el mismo de la

columna. Esto proporciona acero en

exceso, ya que el pedestal no tiene

posibilidad de pandeo, debido a que

esta rodeado de suelo bien

compactado.

Fig. 82.- Elementos de una

fundacin

Prof. Silvio Rojas



EI recubrimiento mnimo es de 7 cm. Sin embargo el mnimo ser 7.5 cm ya

que a las dimensiones de la columna se le suma 5 cm a cada lado (ver fig. 83).

Prof. Silvio Rojas



EI pedestal disminuye el momento f1ector en la base y los esfuerzos de corte,

producidos por la reaccin del suelo.

Da mayor estabilidad al conjunto de la fundacin.

En el caso de columnas metlicas, el pedestal rodea la columna y la plancha

en la base (fig. 83)

Fig. 83.- Zapata y pedestal para una columna de acero.

Recubrimiento

mnimo 7 cm.

Prof. Silvio Rojas

Viga de riostra (fie. 84 y fie. 85):

Estimacin del acero. (son elementos a tensin)

Fig. 84.- Viga de riostra conectando columnas adyacentes.

En las vigas de riostra con la altura igual mayor a 75 se deber

disponerse armadura de paramento.

Unen las fundaciones, para mantener constante su separacin.

En zonas ssmicas se conectan ortogonalmente.

Prof. Silvio Rojas



Viga de riostra (fie. 84 y fie. 85):

Estimacin del acero. (son elementos a tensin)

Otra recomendacin para el acero es:

Area de concreto considerando la resistencia a la tensin del concreto

Estribos en la riostra

S 30 cm S 12 b longitudinal

Estribo mnimo b = 3/8"

fy

mxPAS

70.0

_10.070.0_.10.0 fyAsmxPT

concretodeAreaAs __010.0

fy

cfAcAs

'15.0

fy

mxP

cf

mxpdbAc

70.0

_15.0

10.0

_15.0.

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Fig. 85.- Viga de riostra las columnas a nivel del piso y a

nivel de la zapata.

Prof. Silvio Rojas



Por qu se deforma la superestructura? (ver fig. 86)

Fig. 86.- Asentamientos uniformes y no uniformes en el sistema de fundacin.

Las fisuras mostradas en la fig. 86, indican que el sistema de fundacin

sufri asentamientos no admisibles por la superestructura, lo cual produjo

fisuras o agrietamientos, notndose adems la inclinacin en algunos

elementos estructurales de la superestructura. Se puede inferir, la

inclinacin de algunos elementos estructurales por la deformacin de suelo

de fundacin. Se ve entonces que el funcionamiento de la superestructura

o su apariencia depende del comportamiento del suelo. (La estructura esta

supeditada al suelo de fundacin).

Prof. Silvio Rojas



Por qu el asentamiento que sufri el suelo se reflejo en la

superestructura? :

Porque el asentamiento admisible de la superestructura es menor que el

ocurrido (admisible< ocurrido).

Algunos factores determinantes, en que el asentamiento que

sufre el suelo bajo las cargas de la superestructura sea mayor al

admisible son: Las propiedades fsicas, mecnicas e hidrulicas usadas en el diseo

no son representativas del material.

EI modelo de comportamiento aplicado para representar la interaccin

suelo-fundacin no es apropiado.

Alteracin de las propiedades del suelo luego de la construccin.

Alteracin de las cargas transmitidas al suelo.

Variaciones en las condiciones del agua en la masa de suelo.

Prof. Silvio Rojas



Vemos la importancia de hacer una buena investigacin del

subsuelo.

Qu aporta la investigacin del subsuelo?

Conocimiento del perfil litolgico.

Conocimiento del nivel fretico y sus variaciones en las distintas

condiciones del clima.

Variaciones de sus propiedades con la profundidad.

Comportamiento de las estructuras ya construidas cercanas al sitio

de estudio.

Prof. Silvio Rojas

El siguiente cuadro resume lo anterior, donde esta implcito la

determinacin de la capacidad del suelo de soportar cargas, el

asentamiento que puede sufrir la fundacin bajo las cargas de la estructura

y finalmente el sistema de fundacin mas conveniente.

Un diseo satisfactorio dependen de: Principalmente de las propiedades fsicas y mecnicas utilizadas en el

modelo.

Que el modelo sea representativo para ese tipo de suelo, cuando se carga

a travs de un elemento estructural como es una fundacin.

Diseo econmico cumpliendo con los requisitos de seguridad. Prof. Silvio Rojas

Que importancia tienen los estudios del subsuelo?

Realizar el anteproyecto y proyecto con una investigacin del suelo

exactamente en sitio donde se ejecutara el mismo.

Prever demoras en la construccin por falta de conocimiento en el suelo de

fundacin.

Prever que sistema de construccin debe usar para evitar afectar a

estructuras vecinas o accidentes en la misma obra.

Tener un documento previo que facilita cualquier modificacin del proyecto

durante el desarrollo de su construccin.

Sirve para hacer futuras licitaciones.

Sirve para encontrar las dimensiones del sistema de fundacin a construir.

Permite estudiar varias alternativas de los sistemas de fundacin ya

conocidos

Permite ubicar la cota de fundacin de acuerdo a las bondades del suelo.

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Fundaciones

IX.- RECOMENDACIONES PARA LA SELECCION DE LA FUNDACION

1. Tipos apropiados de fundacin para diversas condiciones del sitio.

Fig. 87.- Fundaciones directas seleccionadas para ambos perfiles

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Fundaciones

Fig. 89.- Cota de fundaci6n en la lnea de estratificacin. N.F afectando el proceso

constructivo y capacidad portante.

Fig. 88.- Fundaciones directas seleccionadas en ambos perfiles con N.F sin afectar la

capacidad portante.

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Fundaciones

Fig. 90.- Cota de fundacin por debajo de la lnea de estratificacin. N.F afectando

proceso constructivo .

El autor recomienda pilotes. Estos sern funcin del espesor del estrato

blando y de su compresibilidad .

Tambin se puede disear fundacin directa, y un sistema de wellpoints para

la extraccin del agua.

Si la cota de fundacin es obligada, y disea losa, se debe usar un sistema de

wellpoints y un sistema estabilizante de las paredes.

Prof. Silvio Rojas

Fig. 91.- Sistema de fundacin de pilotes trabajando por punta y por friccin - existe una

condicin hidrodinmica

La cota de fundacin de la punta de los pilotes, se puede estimar en funcin de

los empujes del agua, sobre los mismos (Ver solucin con tablestacado).

Se debe tomar en consideracin el flujo de agua, que puede causar arrastre de

los finos (tubificacin).

Pilotes con

suelo firme

??

Si existe la posibilidad: Intersectar el

agua con un canal + una pantalla con

sus drenajes.

Prof. Silvio Rojas

Fig. 92.- Placa de fundacin como sistema de fundacin ubicada en la lnea de

estratificacin. Existe una condicin hidrodinmica.

Losa en superficie ?

Losa con sotano?

Si existe la posibilidad: Intersectar el

agua con un canal + una pantalla con

sus drenajes.

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Fig. 93.- Sistema de fundaciones directas para el primer perfil. Para el segundo

perfil, el sistema de fundacin es una losa de compensacin con pantallas

rodeando la losa.

Muros colados para estabilizar

las paredes el recorrido del flujo

hacia el fondo de la excavacin.

(ver lmina siguiente)

Prof. Silvio Rojas

Muros colados

Se construyen previo a los trabajos de excavacin

Su retiro de construcciones vecinas 20 a 30 cm.

Se ejecutan en paneles de 5 m de largo x 0.60 , 0.80, 1.00, 1.20, 1.50

m de ancho y prof. que pueden alcanzar los 35 m.

Prof. Silvio Rojas

Prof. Silvio Rojas

Hasta donde llegan los pilotes? Es factible desde el punto de vista

de los costos?

Cuanta agua llega al fondo de la excavacin?

Figura 94.- Sistema de fundacin conformado por pilotes trabajando por punta.

En la losa estime los asentamientos. Es permitido?

Estabilidad de las paredes en las losas profundas. Tome en consideracin las

construcciones vecinas

Por induccin, observando el problema general. Se debe prever, daos a otras

obras.

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Fundaciones

Figura 95.- Propuesta de varios sistemas de fundacin.

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Fundaciones

2. Seleccin tentativa de los tipos de fundacin tomando en

consideracin el nivel fretico.

Figura 96.- Varios sistemas de fundacin recomendados para ambos perfiles.

El sistema de cajones, ha sido sustituido por concreto proyectado, anclajes o

muros colados. Tambin por pilotes de acero hincados previamente.

Prof. Silvio Rojas

Fig. 98.- Varios sistemas de fundacin. Se establecer una condicin

hidrodinmica al hacer la excavacin.

Fig. 99.- Sistema de fundacin recomendado son los cajones.

Muros colados

Muros colados

Wellpoints

Wellpoints

s.R soluciones

para suelos

blandos o

arenas sueltas.

s.R

soluciones

para suelos

blandos o

arenas

sueltas.

S.R si el suelo es granular y denso. Cul es la solucin?

Propuesta: Toda la excavacin rodeada de geomenbrana + construccin

de muros pantalla vaciados in situ y losa de concreto en la base. Prof. Silvio Rojas



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Fundaciones

Fig. 100.- Sistema de fundacin recomendado son los cajones..

Muros colados

Wellpoints

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Fundaciones



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Fundaciones

3.- Seleccin tentativa de tipos de fundacin con base

en las condiciones del sitio.

Fig. 101.- Sistemas de fundacin recomendado para la

estructura ligera y pesada es el mismo. Suelo de

fundacin resistente. Prof. Silvio Rojas



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Fundaciones



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Fundaciones

Fig. 102.- Los sistemas de fundacin recomendados para la

estructura ligera difieren de los recomendados para la

estructura pesada. La estructura pesada puede consolidar el

estrato subyacente blando.

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Fundaciones



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Fundaciones

Fig. 103.- Sistemas de fundacin recomendados aparentemente son

iguales para la estructura ligera y laestructura pesada. En la estructura

pesada la losa ser de compensacin total o parcial.

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Fundaciones



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Fundaciones

Fig. 104.- Aparentemente los sistemas de fundacin deben diferir. Sin

embargo hay que tomar en cuenta el espesor del estrato blando y su

resistencia en el caso de la estructura ligera, a fin de decidir s se elige

la lnea de estratificacin como cota de fundacin.

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4.-Otras ilustraciones sobre condiciones del suelo y tipos

apropiados de fundacin

Fig. 105.- Fundacin directa como sistema de fundacin. El

suelo de soporte es granular y compacto.

??

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Fig. 106.- Fundacin directa como sistema de fundacin. El suelo de soporte es

una arcilla resistente.

Fig. 108.- Fundacin directa como sistema de fundacin. La cota de fundacin est

ubicada en la arcilla resistente, muy cerca de la lnea de estratificacin lo cual no

es favorable debido a la presenciadel estrato de arcilla blanda subyacente.

Losas

Losas

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Fig. 109.- Sistemas de fundacin recomendados es una losa o sistemas de

pilotes. Como la arena de baja densidad relativa, los pilotes trabajando por friccin

son los mas recomendados en este caso.

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Fig. 110.- Sistema de fundacin recomendado son pilotes trabajando

por punta en la arcilla dura y por friccin en el estrato de arcilla

media. Si los pilotes son acampanados su capacidad de carga por

punta ser mayor.

Prof. Silvio Rojas



Departamento de Vas

Fundaciones

Fig. 111.- Sistema de fundacin recomendado son pilotes

trabajando por punta. Alta capacidad de carga proporcionada por

la roca. Aqu se debe es chequear es la resistencia del pilote

como elemento estructural.

Prof. Silvio Rojas



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Fundaciones

Fig. 112.- Sistema de fundacin recomendado son pilotes

trabajando por friccin y por punta. Probablemente el autor est

considerando una estructura pesada que puede consolidar el

estrato Blando de arcilla, s el sistema de fundacin se ubica en

la arena densa.

Prof. Silvio Rojas

Fig. 113.- Sistemas de fundacin con pilotes(la justificacin puede ser

la misma anterior).

Fig. 114.- Sistema de fundacin ms recomendado puede ser las

fundaciones directas ubicadas en la lnea de estratificacin. Tambin

las pilas, tal como se indica. Prof. Silvio Rojas



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Fundaciones

Fig. 115.- Sistema fundacin por pilotes, tomando en cuanta

lo recomendado en el cuadro.

Prof. Silvio Rojas

3.- Seleccin del tipo de fundacin de acuerdo con la condicin del

suelo y el tipo de estructura.

Fundaciones superficiales

Tipo de fundacin

Condiciones del

suelo

Tipo de estructura

Fundaciones directas

Cimientos combinados

Cimientos continuos

Placas de concreto

Toda clase de suelos:

cohesivos y no

cohesivos. Precaucin

en los limos.

Fbricas, fundaciones

de maquinaria; postes;

pilas de puentes. Otras

edificaciones livianas

??.

Placas de concreto

reforzado con y sin

refuerzo de vigas.

Suelos cohesivos de

pobre capacidad

portante; precaucin

en los limos.

Edificios; viviendas.

Fundaciones

superficiales

Roca a profundidad no

alcanzable

Estructuras no

sensibles a

asentamientos.

Prof. Silvio Rojas

Fundaciones profundas

Tipo de fundacin

Condiciones del

suelo

Tipo de estructura

Pilares

Donde es posible

transmitir cargas a

capas portantes

firmes; precaucin

en los limos.

Estructuras altas;

edificios, torres,

chimeneas, faros,

fundaciones de

mquinas, que no

deben sufrir

vibraciones ni

asentamientos

intolerables.

Prof. Silvio Rojas

Pilotaje: transmisin

de cargas a estrato

portante firme.

Manto portante firme,

casi rocoso, a

profundidad

econmicamente

viable.

Fundaciones de

puentes; faros;

edificios altos;

fundaciones pesadas

de mquinas.

Los pilotes

prefabricados de

concreto son

adecuados para

fundaciones

superficiales

En suelos con

muchas capas de

condicin variable.

Todo tipo de

estructura

Pilotes con bulbo de

base sobre suelo

firme pueden

transmitir pesadas

cargas

Cualquier suelo

Todo tipo de

estructura

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Pilotes atornillados

Suelos cohesivos

Se usan cuando los pilotes

quedan sometidos a fuerzas

de traccin, y en estructuras

temporales.

Pilotes de acero

En suelos donde el acero no

sufre ataques severos, por

ejemplo, en suelos densos no

corrosivos y en suelos con

elevada friccin suelo-acero.

Todo tipo de estructuras.

Pilotes de compactacin

Adecuados para suelos

arenosos y areno

arcillosos.

Cajones autofundantes

abiertos

Para transmitir cargas a

estratos portantes firmes, o

donde la roca es alcanzable.

Edificios elevados.

Fundaciones pesadas de

mquinas libres de vibracin.

Fundacin de puentes.

Tablestacados

En suelos finos con altas

presiones de agua.

En suelos con alta velocidad

del flujo del agua (gradiente

elevado)

Donde se prev problemas

de tubificacin por debajo de

la base del cimiento.

Presas de embalse, para

aumentar la longitud de la

trayectoria del flujo,

reduciendo el gradiente.

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Columnas de grava:

Este mtodo consiste en introducir en el suelo blando una columna de grava

compactada a modo de pilote y le da capacidad portante y de drenaje al terreno

tratado.

En el pasado se empleaba casi exclusivamente en grandes infraestructuras debido a

las necesidades de equipos y materiales empleados en la va hmeda, con la aparicin

de los equipos de vibracin por va seca con descarga de la grava interior, se ha

convertido en el sistema ms empleado por su versatilidad y economa general para

conseguir los objetivos de mejora del terreno en el menor tiempo posible.

Vibrocat para ejecucin de

columnas de grava por va

seca y con descarga inferior. Prof. Silvio Rojas

Cajones:

Son pilares debajo de las edificaciones.

Cajn cerrado: Es una caja cerrada en el fondo y sin techo.

Conviene usarlos cuando no se necesita excavacin

y el fondo del ro est ms o menos nivelado

Puede quedarse sobre los pilares

Se construye en la orilla y se lleva flotando hasta su

emplazamiento.

Prof. Silvio Rojas

El cajn se lleva por flotacin hasta el sitio de su emplazamiento y all

se hunde lastrndolo o permitiendo el ingreso de agua a su interior

mediante vlvulas.

Luego de apoyado en el fondo marino se lo llena con hormign.

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Cajn abierto:

Es una caja sin techo o fondo.

Se puede emplear para puente o edificios

Si el ro es profundo el cajn se prepara en la orilla y de poca

profundidad puede construirse en el mismo lugar sobre gabarras

grandes.

Las paredes son gruesas y los bordes cortantes

Cajones abierto

circulares

Estos cajones pueden ser utilizados cuando

la estructura es demasiado grande para ser

sostenida por un cajn rectangular.

Para un

estribo de

un

puente

Para

edificios

grandes.

Cajones ms grandes en las esquinas e

intersecciones

Cajones ms pequeos en el

intermedio. Se pueden instalar con

martillo.

Muros apoyados en los cajones.

Prof. Silvio Rojas

Hundimiento de un cajn abierto

Tiene paredes gruesas y bordes cortantes

Su hundimiento se logra extrayendo el material con la ayuda de chorros

de agua y uso de cucharones (CLAM SHELL, puede alcanzar prof.

hasta de 35 m). + Cargas temporales o sistema de reaccin

Tericamente no hay lmite de las profundidades que pueda alcanzar.

La excavacin pueda que se realice bajo agua lo cual dificulta la

instalacin. Tambin es una dificultad el flujo de suelos plsticos hacia el

cajn.

Prof. Silvio Rojas

Cajones neumticos:

Se usan cuando se debe excavar un terreno hmedo bajo el agua.

Cmara de trabajo

Cable para la

extraccin de material

Espacio para la

extraccin de material

Tubera de entrada aire comprimido que equilibra la

presin del agua + la del suelo.

Tubera de

salida de

aire

Entrada y

salida de

trabajadores

Bordes

cortantes de las

paredes que

facilitan el

hundimiento

bajo su propio

peso que

aumenta a

medida que se

coloca

hormign.

La superficie de concreto

a determinado nivel de

hundimiento siempre de

estar por encima del nivel

del agua.

Cuando se alcanza la

prof. Proyectada se retira

los tubos y cmaras y se

llenan los tubos con

concreto.

Prof. Limitada a 110 pies por

debajo del nivel del agua. El

personal a esta prof requiere

trabajar a 50 pies de presin de

aire (mx permitida)

Prof. Silvio Rojas

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Tipos de Sub Suelo

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