b_cimentaciones_superficiales(16° semana)

7/23/2019 B_Cimentaciones_superficiales(16 SEMANA)

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CIMENTACIONES SUPERFICIALES: Capacidad

de carga y asentamientos

Ing. Percy De La Cruz I.

MECNICA DE SUELOS II

Semana 16

UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDESEscuela Profesional de Ingeniera Civil


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CAPACIDAD DE CARGA Y ASENTAMIENTOS ADMISIBLES

Introduccin:

El asentamiento de una cimentacin puede dividirse en dos categoras principales:(a) asentamiento inmediato o elstico y (b) asentamiento por consolidacin. Elasentamiento inmediato o elstico de una cimentacin tiene lugar durante oinmediatamente despus de la construccin de la estructura. El asentamiento porconsolidacin ocurre con el tiempo.

El agua de poro es expulsada de los espacios vacos de los suelos arcillosossaturados sumergidos en agua. El asentamiento total de una cimentacin es lasuma del asentamiento elstico ms el asentamiento por consolidacin.

El asentamiento por consolidacin comprende dos fases: primaria y secundaria. Elasentamiento por consolidacin secundaria ocurre despus de que termina laconsolidacin primaria, causada por el deslizamiento y la reorientacin de laspartculas de suelo bajo una carga sostenida. El asentamiento por consolidacinprimaria es ms importante que el asentamiento secundario en arcillas inorgnicas

y en suelos limosos. Sin embargo, en suelos orgnicos, el asentamiento porconsolidacin secundaria es ms importante.

Para clculo del asentamiento de la cimentacin (tanto elstico como porconsolidacin), se requiere la estimacin del incremento del esfuerzo vertical en lamasa del suelo debido a la carga neta aplicada a la cimentacin.


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ASENTAMIENTOS PERMISIBLES DE CIMENTACIONES SUPERFICIALES

TIPOS DE ASENTAMIENTOS

(a) Asentamiento uniforme (b) Asentamiento por volteo (c ) Asentamiento no uniforme


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ASENTAMIENTOS TOLERABLES

Los esfuerzos estn siempre acompaados de deformaciones, por tanto la aplicacin de

una carga vertical a una cimentacin siempre causar un asentamiento. La pregunta que

encara el ingeniero de cimentaciones no es si la cimentacin se asienta, sino si el

asentamiento es tolerable.

Las cimentaciones pueden asentarse de varias formas, y cada asentamiento afecta

diferentemente la performance de la estructura. La figura2.2 muestra esta interaccin. El

modo ms sencillo consiste en el asentamiento uniforme de toda la estructura. Se ve

que no hay distorsin de la estructura y cualquier dao estar, mas bien, relacionado a la

interface entre la estructura y el suelo estructura adyacente.

Figura 2.2 Modos de asentamiento :(a) uniforme; (b) inclinado sin ninguna

distorsin; (c) con distorsin.


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Cuando un lado de la estructura se asiente mucho mas que otro y que las zonas

intermedias lo hagan proporcionalmente segn se muestra en la figura 2.2b. Esto

causar que la estructura se incline, pero que no se distorsione. Una inclinacinnominal no afectar la performance de la estructura, sin embargo podra crearproblemas estticos y de confianza pblica. Sin embargo, si la inclinacin llega a ser

muy grande, la estructura podra estar en peligro de colapso, especialmente si es muy

alta.

Finalmente un modo mucho mas comn ocurre cuando la estructura se asienta ydistorsiona, segn muestra la figura 2.2 c. Aqu se inducirn esfuerzos adicionales en laestructura que causarn grietas en los muros y pisos, descuadre en las puertas y

ventanas y en casos extremos, sobrecarga de los miembros estructurales.


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ASENTAMIENTOS PERMISIBLES -SEGN LA NORMA E.050


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ASENTAMIENTOS PERMISIBLESSEGN DIFERENTES AUTORES


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ASENTAMIENTOS PERMISIBLESSEGN DIFERENTES AUTORES


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ASENTAMIENTOS EN CIMENTACIONES SUPERFICIALES Al aplicar una carga (Q) sobre una fundacin se produce un determinado asentamiento de

la misma ().

= + donde: = +

Siendo:

= asentamiento instantneo (causa principal en suelos granulares y, para arcillas, por

distorsin a volumen constante o sin ningn cambio en el contenido del agua).

= +, asentamiento diferido en el tiempo (reduccin de volumen con el tiempo

importante en arcillas).

: por consolidacin primaria-expulsin de agua de los poros causada por un exceso de

presin neutra.

: por consolidacin secundariadeformacin a tensin efectiva constante (se observa en

suelos saturados cohesivos y es el resultado del ajuste plstico de la estructura del suelo)

Asentamiento total = Si+ Scp+Scs

= Asentamiento inmediato

Scp= Asentamiento por consolidacin primaria

Scs= Asentamiento por consolidacin secundaria

En arenas gravas y arcillas duras y suelos

no saturados en general ST= Si

En arcillas saturadas: ST= Scp


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ASENTAMIENTOS ELSTICOS INMEDIATOS

CA ACI A CA GA A A AS COLOCA AS SO A AS


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CAPACIDAD DE CARGA DE ZAPATAS COLOCADAS SOBRE ARENAS

Para determinar el ngulo de friccin interna de las arenas y as establecer el factor debeobtenerse primero la compacidad relativa de las mismas, y para deducir la compacidad

relativa de las arenas el mtodo ms empleado es la prueba de penetracin normal, la

misma que debe determinarse a intervalos de N entre el nivel de desplante de la cimentacin

y el valor del ancho de la misma bajo dicho nivel.

Debido a que los valores de (numero de golpes) suelen ser muy altos cuando el subsueloesta formado por arena fina bajo el nivel de las aguas freticas, este valor N debe ser

corregido:

N= Ncorregido

Cuando las cargas vayan a ser cimentadas por medio de una losa desplantada sobre

arena, la capacidad portante de carga admisible puede determinarse por la siguiente

expresin, dada por Peck-Hanson-Thornburn:


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En gravas con arenas usar para losas cimentacin, segn Meyerhof:

Donde S es el asentamiento requerido en pulgadas, Z la profundidad de desplante en pies y

B el ancho de la zapata en pies, resultando en ton/pie2

Debe usarse ya corregido por profundidad


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CIMENTACIONES SUPERFICIALES

Capacidad de carga y asentamientos

Ing. Percy De La Cruz I.

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