4. Taller Práctico. Cimentación Sobre Arena y Limo No Plástico

UNIDAD 4UNIDAD 4

SELECCISELECCIN 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 Geotcnicos y Cimentaciones DB SE-C

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

Suelos granulares o sin cohesiSuelos granulares o sin cohesin o gruesos:n o gruesos: Suelos con partSuelos con partculas de tamaculas de tamao superior a 0,06 mm.o superior a 0,06 mm. Es el tamaEs el tamao 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 partculas de tamaculas de tamao inferior a 0,06 mm.o inferior a 0,06 mm. Son los limos y las arcillas.Son los limos y las arcillas.

CohesiCohesin:n: Resistencia al corte del terreno cuando la presiResistencia al corte del terreno cuando la presin 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 mecnica del nica del suelo da mucha msuelo da mucha ms importancia a la clasificacis importancia a la clasificacin de suelos n de suelos segsegn el taman el tamao de las parto de las partculas que segculas que segn el origen.n el origen.

DEFINICIONES CONTENIDAS EN EL CTE

Grava: FracciGrava: Fraccin de suelos cuyas partn de suelos cuyas partculas tienen un tamaculas tienen un tamao 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: Fraccin de suelo cuyas partn de suelo cuyas partculas tienen un tamaculas tienen un tamao 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: FracciFraccin de suelo cuyas partn de suelo cuyas partculas pasan por el tamiz 0,06 culas pasan por el tamiz 0,06 UNE y son de tamaUNE y son de tamao superior a 0,002 mm. Si se pueden o superior a 0,002 mm. Si se pueden determinar unos ldeterminar unos lmites plmites plstico y lstico y lquido 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: Fraccin de suelo con las partn de suelo con las partculas de tamaculas de tamao 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 lmite plmite plstico y stico y un lun lmite lmite lquido.quido.

TIPOS DE SUELO SEGN CTE



Suelo cohesivoSuelo cohesivo: Cuando la proporci: Cuando la proporcin 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 proporcin 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 partculas de tamaculas de tamaos diferentes. Las os diferentes. Las partpartculas que mculas que ms influyen en el comportamiento del suelo son las ms influyen en el comportamiento del suelo son las ms s finas.finas.

CTE DBCTE DB--SESE--C (art. 2.1) El comportamiento de la cimentaciC (art. 2.1) El comportamiento de la cimentacin 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 distinguirguir, , respectivamente, entre estados lrespectivamente, entre estados lmites mites ltimos y estados lltimos y estados lmites de mites de servicio.servicio.

Estados lEstados lmites mites ltimos (4.2.2.1)ltimos (4.2.2.1) HundimientoHundimiento DeslizamientoDeslizamiento VuelcoVuelco Estabilidad GlobalEstabilidad Global Capacidad estructural del cimientoCapacidad estructural del cimiento

Estados LEstados Lmites de servicio (4.2.2.2)mites de servicio (4.2.2.2) Los movimientos del terreno serLos movimientos del terreno sern admisibles para el edificio a construirn admisibles para el edificio a construir Los movimientos inducidos en el entorno no afectarLos movimientos inducidos en el entorno no afectarn a los edificios n a los edificios

colindantescolindantes

CRITERIOS DE DIMENSIONADO



Figuras tomadas de: Principios de ingeniera de Cimentaciones Braja M. Das. 4 Edicion. International Thomson Editores.

TIPOS DE FALLA EN EL SUELO


Figuras tomadas de: Principios de ingeniera de Cimentaciones Braja M. Das. 4 Edicion. International Thomson Editores.


Tabla tomada de: Geotecnia y Cimientos III. 1 Parte Jimnez Salas, J.A. Editorial Rueda.

Tabla tomada del CTE


Figuras tomadas de: Ingeniera de Cimentaciones Peck, Hanson & Thornburn. Editorial Limusa. 1999


MODELO DE TERZAGHI

Figura tomada de: Ingeniera de Cimentaciones Peck, Hanson & Thornburn. Editorial Limusa. 1999


Modelo de Modelo de TerzaghiTerzaghi (1943)(1943)

Modelo de Modelo de MeyerhofMeyerhof (1963)(1963)

FormulaciFormulacin CTE (art. 4.3.2.1)n CTE (art. 4.3.2.1)


CALCULO SIMPLIFICADO SEGN CTE


Si tomamos la expresiSi tomamos la expresin 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 expresin dentro de los corchetes n dentro de los corchetes es constante. Ases constante. As, la relaci, la relacin entre el ancho de la n entre el ancho de la zapata y la presizapata y la presin 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 grficas.ficas.


Figura tomada de: Ingeniera de Cimentaciones Peck, Hanson & Thornburn. Editorial Limusa. 1999


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

Vemos que para Vemos que para suelos sin cohesisuelos sin cohesinn: : 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 cimentacinn. .

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

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

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


PARAMETROS A EMPLEAR EN EL CLCULO

CTE DBCTE DB--SESE--C (art. 4.2.3.1) Para la verificaciC (art. 4.2.3.1) Para la verificacin del estado ln del estado lmite mite ltimo frente al hundimiento en suelos serltimo frente al hundimiento en suelos ser necesario contar con necesario contar con una estimaciuna estimacin fiable de la resistencia al corte caractern fiable de la resistencia al corte caracterstica de las stica de las unidades geotunidades geotcnicas relevantes. Dicha resistencia vendrcnicas relevantes. Dicha resistencia vendrexpresada, en texpresada, en trminos de tensiones efectivas, por el rminos de tensiones efectivas, por el ngulo de ngulo de rozamiento interno (rozamiento interno () y la cohesi) y la cohesin (cn (c), preferiblemente ), preferiblemente obtenidos mediante ensayos de corte obtenidos mediante ensayos de corte triaxialestriaxiales (CU (CU CD). No CD). No obstante, se podrobstante, se podr recurrir a las siguientes simplificaciones:recurrir a las siguientes simplificaciones:

En suelos granulares limpios y sin cohesiEn suelos granulares limpios y sin cohesin que no contengan mn que no contengan ms de s de un 30% en peso de partun 30% en peso de partculas de mculas de ms de 20 s de 20 mmmm de dide dimetro, se metro, se podrpodr estimar el estimar el ngulo de rozamiento interno a partir de mngulo de rozamiento interno a partir de mtodos 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 penetrpenetrmetrometro estesttico, tico, qcqc segsegn la tabla 4.1 (Figura D.1).n la tabla 4.1 (Figura D.1).


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


EJEMPLOEJEMPLO

ESTADOS LIMITES DE SERVICIO4.2.3.2 Estados lmite de servicio

1. Para la verificacin de los estados lmite de servicio ser necesario contar con parmetros representativos de la deformabilidad del terreno. Normalmente dependern del tipo de terreno en estudio y del mtodo seleccionado para la estimacin de asientos (vase apartado 4.4).

2. En la estimacin de asientos diferenciales, dependiendo del tipo estructural se debe prestar especial atencin 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 ser necesario llevar a cabo un estudio especfico sobre la magnitud de los asientos y el tiempo que tardarn en producirse.

4. En situaciones de poco riesgo en las que exista experiencia local abundante, la comprobacin de los estados lmite de servicio puede no requerir ms informacin del terreno, aparte de las comprobaciones de los perfiles geotcnicos, que las condiciones hidrogeolgicas y las propiedades ndice bsicas, 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 cimentacin en estudio, debe dejarse constancia explcita de los parmetros geotcnicos, solicitaciones sobre la cimentacin 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 inclinacin 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 produccin de asientos de hasta 25 n de asientos de hasta 25 mmmm, , la la presionpresion vertical admisible de servicio podrvertical admisible de servicio podr 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 proporcin en peso de n en peso de partpartculas de mas de 20 culas de mas de 20 mmmm inferior al 30%, podrinferior al 30%, podr 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 proporcin en peso de partn en peso de partculas 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 elsticas. En estos casos, el modulo de elasticidad debersticas. En estos casos, el modulo de elasticidad deberser obtenido mediante ensayos o estar basados en correlaciones (ser obtenido mediante ensayos o estar basados en correlaciones (tabla tabla D.23) segD.23) segn la importancia del edificio.n la importancia del edificio.


PresiPresin 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


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

PresiPresin 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 presin vertical admisible de servicio suele n vertical admisible de servicio suele encontrarse limitada por condiciones de asiento, mencontrarse limitada por condiciones de asiento, ms que por s que por hundimiento.hundimiento.


PresiPresin 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)

q

a

d

m

(

K

N

/

m

)

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)

q

a

d

m

(

K

N

/

m

)

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)

q

a

d

m

(

K

N

/

m

)

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 tamao 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 teoras 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 cclculo de una losa de grandes lculo de una losa de grandes dimensiones.dimensiones.

En suelos granulares, los distintos mEn suelos granulares, los distintos mtodos todos dan resultados muy parecidos, ya que el dan resultados muy parecidos, ya que el factor de correccifactor de correccin de Kn de K3030 va a moverse va a moverse entre 1 para zapatas muy pequeentre 1 para zapatas muy pequeas 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 correccin de n de KK3030 va a moverse entre 1 para zapatas muy va a moverse entre 1 para zapatas muy pequepequeas 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 Mtodos basados en el ensayo SPTtodos basados en el ensayo SPT

El mEl mtodo de evaluacitodo de evaluacin 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 vlido 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 proporcin de gravas gruesas cantos n de gravas gruesas cantos bolos (

4. Taller Práctico. Cimentación Sobre Arena y Limo No Plástico

Documents

Transcript of 4. Taller Práctico. Cimentación Sobre Arena y Limo No Plástico