ESTIMACIÓN ESTIMACIÓN DE DE LA LA CAPACIDAD CAPACIDAD DE CARGA DE CARGA ÚLTIMAÚLTIMA

�� Se emplean:Se emplean:

1.1. Aproximaciones Aproximaciones semisemi--empíricas empíricas oo semisemi--racionalesracionales : : fórmulas basadas en estado plano de deformación fórmulas basadas en estado plano de deformación --zapatas corridas en rotura plástica zapatas corridas en rotura plástica -- corregidas corregidas mediante mediante factores empíricosfactores empíricos, , yy

2.2. Aproximaciones Aproximaciones empíricasempíricas : ensayos de campo y : ensayos de campo y 2.2. Aproximaciones Aproximaciones empíricasempíricas : ensayos de campo y : ensayos de campo y laboratorio.laboratorio.

�� Métodos Métodos SemiSemi--racionalesracionales�� Fórmulas de Capacidad de Carga a Rotura, en función de los Fórmulas de Capacidad de Carga a Rotura, en función de los

Parámetros de Resistencia al Corte del SueloParámetros de Resistencia al Corte del Suelo ..

�� Métodos EmpíricosMétodos Empíricos�� Correlaciones Correlaciones determinadas determinadas experimentalmente mediante resultados de experimentalmente mediante resultados de

ensayos inensayos in--situ, situ, tales como tales como el el PLTPLT, el , el SPTSPT, el , el CPTCPT y otros.y otros.5353

-- ZapataZapata continuacontinua o corrida de longitud infinita, superficial,y rígida.

-- CargaCarga dede tipotipo lineallineal y repartida uniformemente. La cargaactuante es estática, vertical y centrada.

- Comportamiento del suelo responde a la curva de roturarotura

TEORIA DE TERZAGHITEORIA DE TERZAGHI

- Comportamiento del suelo responde a la curva de roturaroturaporpor cortecorte generalgeneral (arenas densas o arcillas compactas).

-- DespreciaDesprecia lala resistenciaresistencia alal cortecorte deldel suelosuelo sobresobre lalaprofundidadprofundidad dede fundaciónfundación DDff , al que considera como unasobrecarga sobre la base.

- Superficie de fallas, se divide en trestres zonaszonas :: II,, IIII yy IIIIII.

5454

� zona I cuña que actúa como si fuese parte de la zapata(estado activo), sus limites forman ángulos α con lahorizontal.

� zona II cuña de corte radial, las líneas de falla son rectascon origen en A y espirales logarítmicas con centro en A.La frontera AD forma un ángulo fijo con la horizontal.

� zona III se desarrollan superficies de deslizamientos enestado pasivo de Rankine (sus límites forman ángulos de 45º-Ø/2).

�

� qU carga de falla, c cohesión del terreno de cimentación, qsobrecarga efectiva, B ancho de la zapata corrida y Nc, Nq y Nγfactores de capacidad de carga.

A A

5555

5656

Fuente: Bowles, Joseph E.; Foundation analysis and design 5757

Ecuación de Ecuación de MeyerhofMeyerhofMeyerhof (1951-1963)

5858

Ecuación de Ecuación de HansenHansenHansen (1970)

5959

�� Factores Factores de de forma, forma, profundidad e profundidad e inclinación inclinación recomendados recomendados por Das (2001) por Das (2001) para para la la determinación determinación de capacidad de de capacidad de carga carga de de una una fundación fundación rectangular rectangular cargadas cargadas excéntricamente.excéntricamente.

6060

Criterios para la Criterios para la selección selección de la ecuación de la ecuación adecuada adecuada para para lala

determinación de la capacidad determinación de la capacidad de cargade carga últimaúltima

Foundation Analysis and Design “Bowles”- 1.988

Es buena práctica usar al menos dos métodos y comparar susresultados.

6161

Valores Valores de Referencia de Referencia -- Resistencia Admisible Resistencia Admisible según tipo de suelo según tipo de suelo -- SUCSUC

� El Coef. de Seguridad: puede oscilar entre 2,5 y 3 para zapatas.� Pero según B. Das entre 3 y 4.

� 2,5 ≥ Fs ≥ 4

Fuente: Ingeniería de Cimentaciones “Braja M. Das”

Compacta

Med. Compacta

6262

ESTIMACIÓN ESTIMACIÓN EMPÍRICA EMPÍRICA DE LA CAPACIDAD DE CARGA ÚLTIMADE LA CAPACIDAD DE CARGA ÚLTIMA

�� qqadmadma a partir del partir del ensayo de Placa ensayo de Placa de de Carga Carga PLT PLT o del Ensayo de Penetración o del Ensayo de Penetración SPT SPT oo CPTCPT..

�� Capacidad Capacidad de carga última de carga última y admisible de la fundacióny admisible de la fundación,,en en función del función del asentamiento: asentamiento: mediante ensayo de campo mediante ensayo de campo --en en función del función del asentamiento: asentamiento: mediante ensayo de campo mediante ensayo de campo --

placa placa de de carga carga -- o con o con SPTSPT..

�� Ensayo Ensayo de placa de de placa de carga proporciona Curvas:carga proporciona Curvas:

�� Tiempo Tiempo -- AsentamientoAsentamiento..�� Carga Carga -- AsentamientoAsentamiento..

6363

Capacidad de Carga Capacidad de Carga ÚltimaÚltima en función de en función de Placa de CargaPlaca de Carga

�� ARCILLASARCILLAS

�� qquu ((FundFund ..) ) == qquu (Placa)(Placa)

�� ARENASARENAS

�� qquu ((FundFund.. ) ) == qquu (Placa) (Placa) x x BB ((FundFund.. ))

BB

�� TerzaghiTerzaghi y y PeckPeck (1967)(1967)

ARCILLASARCILLAS

�� qquu ((FundFund ..) ) == qquu (Placa)(Placa)

�� SS((FundFund.. ) ) == SS(Placa) (Placa) x x BB ((FundFund.. ))

BB (Placa)(Placa)

ARENASARENAS

�� qq == qqBB (Placa(Placa))

�� SS((FundFund.. ) ) == SS(Placa)(Placa) x x (( 22 x x BB ((FundFund.. ) ) ))22

BB ((FundFund.. ) ) + + BB (Placa(Placa ) )

Zapata Cuadrada de ancho B (Fund.)6464

qadmneto = (qu – q0)/Fs = (qu–g x Df)/Fs

Capacidad de Carga Admisible en función del SPT Capacidad de Carga Admisible en función del SPT MeyerhofMeyerhof (1956)(1956)�� Capacidad de carga Capacidad de carga admisible admisible

para un asentamiento tolerable de para un asentamiento tolerable de 1 1 pulgpulg. (25 . (25 mm.mm.))

BowlesBowles (1977)(1977)�� Ecuaciones Ecuaciones modificadas a partir modificadas a partir

de la forma básica de de la forma básica de MeyerhofMeyerhof

Para B ≤ 1,2 m. :Para B ≤ 4 pies:

� [KN/m 2]En En ARENASARENAS

� qadmneto = 12 x Nc60

� qadmneto = 8 x Nc60 x [kN/m2]

� qadmneto ≈ 19 x Nc60 x

� qadmneto ≈ 12 x Nc60 x

Para B > 1,2 m. :Para B > 4 pies:

Se = Asentamiento admisible [mm.]

So= 25.4 [mm].

Kd = Factor de profundidad sugerido por Meyerhof (1965)

qadmneto [ KN/m2 ]

Posteriormente Meyerhof sugirió incrementar qadm un 50%(Fórmulas de Bowles)

6565

En En ARENASARENAS

�� B. DAS:B. DAS:

6666

CIMENTACIONES EN CIMENTACIONES EN ARENA ARENA ––En unidades originalesEn unidades originales

�� BowlesBowles (1977)(1977)

6767

“La cimentación superficial es la “La cimentación superficial es la tipología estructural que introduce tipología estructural que introduce las mayores divergencias con el las mayores divergencias con el

modelo de cálculo vigente”. modelo de cálculo vigente”. �� ElEl AnálisisAnálisis EstructuralEstructural sese basabasa enen lala compatibilidadcompatibilidad dede

desplazamientosdesplazamientos entreentre loslos elementoselementos dede lala estructura,estructura,peropero enen elel AnálisisAnálisis dede lala CimentaciónCimentación elel tratamientotratamiento dedeperopero enen elel AnálisisAnálisis dede lala CimentaciónCimentación elel tratamientotratamiento dedelaslas partespartes eses totalmentetotalmente independienteindependiente;; generalmentegeneralmente::

�� ““lala tensióntensión admisibleadmisible sese tomatoma igualigual parapara todastodas laslasbasesbases ”,”, sinsin considerarconsiderar queque dependedepende tambiéntambién dede sussusdimensiones,dimensiones, flexibilidadflexibilidad relativarelativa yy compresibilidadcompresibilidad deldelsuelosuelo;;

��sese obvianobvian concon ello,ello, “los“los asientosasientos diferencialesdiferenciales dede lalaedificaciónedificación yy loslos esfuerzosesfuerzos queque estosestos induceninducen aa lalaestructura”estructura” ..

6868

En situaciones complejas:En situaciones complejas:

Problema de Problema de Interacción EstructuraInteracción Estructura--SueloSuelo

6969

ASENTAMIENTOSASENTAMIENTOS::

Fritz Leonhardt - Estructuras de Hº Aº

Tomo III - Capítulo 16

� Las fundaciones con cargas diferentes, � Las fundaciones con cargas diferentes, no deberían ser calculadas para una presión constante del terreno σadm,sino para un mismo asentamiento.

7070

� Cuando se diseña una cimentación sobre arcilla compresible – s. arcilloso blando (< 35 % OCR) - o sobre arena suelta – s. arenoso de baja compacidad (< 30% DR ) -es común utilizar el criterio de uniformar las presi ones uniformar las presiones de contactode contacto.Si las magnitudes de las cargas son muy diferentes, esto puede causar fuertes asentamientos diferencialesfuertes asentamientos diferenciales .esto puede causar fuertes asentamientos diferencialesfuertes asentamientos diferenciales .

�Es conveniente diseñar las zapatas aisladas, por el criterio de “iguales asientos”“iguales asientos” y no por

“iguales presiones”“iguales presiones” .7171

Igualdad de AsientosIgualdad de Asientos� RESOLUCIÓN:

a) La zapata de menor carga fija el comienzo del cálculo; yaque:� Las de mayor carga y mayor superficie, involucran un

bulbo de tensiones mas amplio, por tanto mayorasentamiento; y deben reducir su presión de contactoasentamiento; y deben reducir su presión de contactopara tener igual asentamiento que la de menor carga.

b) Asentamientos similares se logran disminuyendo la presiónde contacto en las zapatas más cargadas.

c) La zapata con menos carga trabajará con la mayor tensión,que será próxima a la admisible.

d) Las zapatas más cargadas tendrán menor tensión detrabajo. 7272

PARADOJAPARADOJA::�� Para reducir los asientos diferenciales:Para reducir los asientos diferenciales:

�� Las zapatas que transmiten mayores Las zapatas que transmiten mayores cargas de trabajo, o sea las que cargas de trabajo, o sea las que requieren mayor superficie de requieren mayor superficie de requieren mayor superficie de requieren mayor superficie de contacto; contacto; deberán deberán trabajar con trabajar con

tensiones inferiores que tensiones inferiores que la de las la de las bases menos cargadas, lo cual bases menos cargadas, lo cual

incrementará incrementará aún mas sus aún mas sus dimensiones B y L.dimensiones B y L.

7373

�� Bases AisladasBases Aisladas: : se considera que un se considera que un asentamiento máximo de asentamiento máximo de ddTotTot..==1 pulgada1 pulgada, , provoca un asiento diferencial de provoca un asiento diferencial de ddDifDif..= = 0,75 0,75 pulgpulg. . (≈ 2 cm)(≈ 2 cm);;ddDifDif..= = 0,75 0,75 pulgpulg. . (≈ 2 cm)(≈ 2 cm);;

�� Utilizando diferentes formulas según sea Utilizando diferentes formulas según sea B mayor o menor de 4 pies B mayor o menor de 4 pies (1,20 m)(1,20 m)..

Ver apuntes de clase, tema:Ver apuntes de clase, tema:Cimentaciones en ArenaCimentaciones en Arena

7474

ASIENTO ADMISIBLEASIENTO ADMISIBLE�� Estimados Estimados los asientos comprobar que son los asientos comprobar que son

inferiores a inferiores a valores límites valores límites prefijados, prefijados, ssadmadm..�� Problema:Problema: fijar estos valores fijar estos valores límites, influye:límites, influye:

•• tipo tipo de de estructuraestructura ,,•• naturaleza naturaleza del terreno del terreno yy•• tipo de carga tipo de carga y de movimiento. y de movimiento.

�� ElEl asientoasiento límitelímite sese estableceestablece parapara unauna estructuraestructuraporpor razonesrazones funcionalesfuncionales oo estructurales,estructurales, NONOgeotécnicasgeotécnicas yy determinadetermina unun valorvalor máximomáximo dedecargacarga aa transmitirtransmitir desdedesde lala estructuraestructura,, QQmáxmáx..

Estado Límite de Servicio Estado Límite de Servicio 7575

�� TerzaghiTerzaghi yy PeckPeck ((19671967)) consideranconsideran NoNo prácticapráctica lalaestimaciónestimación precisaprecisa deldel asentamiento,asentamiento, yaya queque existenexistendemasiadosdemasiados factoresfactores aa serser consideradosconsiderados::��propiedadespropiedades deldel suelo,suelo, tamañotamaño dede zapata,zapata, profundidadprofundidad

dede cimentación,cimentación, ubicaciónubicación deldel nivelnivel freático,freático, etcetc..

�� ““SeSe debendeben utilizarutilizar reglasreglas simplessimples yy prácticasprácticas.. LosLos cálculoscálculosrefinadosrefinados sólosólo sese justificanjustifican sisi elel subsub--suelosuelo contienecontiene estratosestratosrefinadosrefinados sólosólo sese justificanjustifican sisi elel subsub--suelosuelo contienecontiene estratosestratosdede arcillaarcilla blandablanda””..

�� Relación muy complejaRelación muy compleja :: Movimiento de Movimiento de terrenoterreno ––Estabilidad de estructuras cimentadasEstabilidad de estructuras cimentadas::

�� Coexisten Coexisten varios mecanismos generadores de varios mecanismos generadores de desplazamientos del suelo y por desplazamientos del suelo y por otro lado otro lado diversos diversos tipos tipos estructuralesestructurales, , con capacidades variables con capacidades variables para resistir para resistir el el

hundimientohundimiento..7676

�� En general, En general, el asentamiento el asentamiento de una de una fundación superficial puede ser controlado fundación superficial puede ser controlado mediante mediante la capacidad de la capacidad de cargacarga admisible admisible con un con un FFss adecuadoadecuado ..

�� TerzaghiTerzaghi yy PeckPeck recomiendanrecomiendan unun FactorFactor dedeSeguridadSeguridad dede 33 contracontra lala fallafalla porpor capacidadcapacidad dedecargacarga –– BB.. DasDas entreentre 33 yy 44..

�� EsteEste requisitorequisito dependedepende sisi lala arcillaarcilla eses normalmentenormalmenteconsolidadaconsolidada (NC)(NC) oo sobresobre--consolidadaconsolidada (OC)(OC)..

7777

COMPONENTES DEL COMPONENTES DEL ASENTAMIENTO DE UNA ASENTAMIENTO DE UNA

CIMENTACIÓNCIMENTACIÓN

�� Se analizan Se analizan como como la la suma de tres términos:suma de tres términos:

�� Asentamiento Total = Asentamiento Total = A. Inmediato + A. Consolidación Primaria A. Inmediato + A. Consolidación Primaria + A. Consolidación Secundaria.+ A. Consolidación Secundaria.+ A. Consolidación Secundaria.+ A. Consolidación Secundaria.

�� Los Los 3 3 tipos de asentamientos son típicos de arcillas y limos tipos de asentamientos son típicos de arcillas y limos plásticos plásticos –– saturadossaturados.

�� Suelos Suelos no no saturadossaturados, arenas , arenas o o suelos granulares suelos granulares –– drenantesdrenantes ––las las sobrepresiones se disipan casi sobrepresiones se disipan casi instantáneamente, instantáneamente, con asientos muy con asientos muy rápidos rápidos predominante elásticos. predominante elásticos.

�� Suelos Suelos orgánicosorgánicos, presentan importante consolidación , presentan importante consolidación secundaria.secundaria.

7878

�� Asentamiento Asentamiento Inmediato Inmediato SiSi o o SeSe. . deformación deformación elástica del elástica del suelo, casi simultánea a suelo, casi simultánea a la la

aplicación de aplicación de carga carga –– sin cambio de volumen. sin cambio de volumen. Según Según BowlesBowles (1996(1996): Se da en los ): Se da en los suelos suelos finos finos

(incluyendo limos y arcillas) (incluyendo limos y arcillas) con con grado de saturación grado de saturación Sr Sr ≤ ≤ 90% 90% y para y para todos los suelos granulares todos los suelos granulares gruesos o gruesos o con con permeabilidad elevada, para permeabilidad elevada, para kk >>1010--33..

�� Asentamiento por Asentamiento por Consolidación Consolidación ScSc. . deformaciones deformaciones volumétricas producidas a lo largo volumétricas producidas a lo largo deformaciones deformaciones volumétricas producidas a lo largo volumétricas producidas a lo largo

del del tiempo, toma de meses tiempo, toma de meses a años en desarrollarse; a años en desarrollarse; en en general general de 1 de 1 a 5 años. a 5 años.

Típico Típico de de arcillas saturadas arcillas saturadas o casi o casi saturadassaturadasSr Sr > > 9090%%..

�� Asentamiento por Asentamiento por Consolidación SecundariaConsolidación Secundaria SsSs. . fluencia fluencia plásticaplástica causada causada por la resistencia viscosa por la resistencia viscosa

de contacto entre partículas. Ocurre de contacto entre partículas. Ocurre enen algunos suelos algunos suelos después después de disipado el de disipado el exceso de presión de poros.exceso de presión de poros.

7979

�� ElEl asientoasiento dede fundacionesfundaciones superficialessuperficiales nonoestáestá necesariamentenecesariamente acotadoacotado aa estructurasestructurasgrandesgrandes yy pesadaspesadas..

�� EnEn arcillasarcillas blandasblandas yy limoslimoscomprensiblescomprensibles ,, puedepuede ocurrirocurrir ununasentamientoasentamiento apreciableapreciable aúnaún bajobajo cargascargaslivianaslivianas..

8080

Asentamiento Elástico o Inmediato Asentamiento Elástico o Inmediato SeSeCimentación Superficial (Cimentación Superficial (DfDf = 0), = 0),

Perfectamente FlexiblePerfectamente Flexible y y Sobre Depósito de Suelo Sobre Depósito de Suelo SemiSemi--Infinito (H = Infinito (H = ∞∞))

HarrHarr (1966): (1966):

������ ==����00//�� . . ((1−1−��22) . ) . �� Centro de la BaseCentro de la Base

���� ==����00//�� . . ((1−1−��22) . ) . ��//22

���� ==����00//�� . . ((1−1−�� ) . ) . ��

������ ==����00//�� . . ((1−1−��22) . ) . ��//22 Esquina de la BaseEsquina de la Base

�� SiendoSiendo:: Relación de lados:Relación de lados:

−++++

−+++

π=α

1m1

1m1lnm

mm1

mm1ln

12

2

2

2

BL

m =8181

Asentamiento Elástico o Inmediato Asentamiento Elástico o Inmediato SeSeCimentación Superficial (Cimentación Superficial (DfDf = 0), = 0),

Cimiento RígidoCimiento Rígido y y Sobre Depósito de Suelo Sobre Depósito de Suelo SemiSemi--Infinito (H = Infinito (H = ∞∞))

�� HarrHarr (1966): (1966):

�� ���� ==����00//�� . . ((1−1−��22) . ) . ��rr Base RígidaBase Rígida ((��r r = 0,88)= 0,88)

�� ���� =0,88 . =0,88 . ����00//�� . . ((1−1−��22))

�� ==���� //�� . . 1−1−�� ��

���� =0,88 . =0,88 . ����00//�� . . ((1−1−��22))

�� Gráfico para BaseGráfico para Base

Rectangular Flexible Rectangular Flexible

8282

Asentamiento Elástico o Inmediato Asentamiento Elástico o Inmediato SeSeCimentación Superficial (Cimentación Superficial (DfDf = 0= 0), ),

Fórmula GeneralFórmula GeneralOtros autores:Otros autores:

�� SteinbrennerSteinbrenner (1934), (1934), estrato compresible de espesor finito (H ≠ estrato compresible de espesor finito (H ≠ ∞∞).).

�� JambuJambu et al. et al. (1956); (1956); Christian y Christian y CarrierCarrier (1978), (1978),

promedio en cimentaciones flexibles sobre suelos promedio en cimentaciones flexibles sobre suelos promedio en cimentaciones flexibles sobre suelos promedio en cimentaciones flexibles sobre suelos arcillosos saturados arcillosos saturados µµss = 0,5= 0,5

�� Fórmula de Forma General:Fórmula de Forma General:

���� = = IIFF . . ����0 0 . . ((1−1−µµ22))//��

�� Siendo Siendo IIFF : Factor de forma y Profundidad : Factor de forma y Profundidad

función de función de L/B, H/B, L/B, H/B, µµ8383

Asentamiento Elástico o Inmediato Asentamiento Elástico o Inmediato SeSeCimentaciones en Arenas Cimentaciones en Arenas

Fórmulas Empíricas Fórmulas Empíricas Autores:Autores:

�� TerzaghiTerzaghi y y PeckPeck ((19481948,,19671967), ), TerzaghiTerzaghi, , PeckPeck y y MesriMesri ((19961996),),

Relacionan ensayos de Placas Cuadradas (Relacionan ensayos de Placas Cuadradas (PLTPLT) ) y y NN((SPTSPT), con ), con SSee y con y con qqúltúlt ..

�� MeyerhofMeyerhof ((19561956,,19651965), ), BowlesBowles ((19771977))

Fórmulas Empíricas de Fórmulas Empíricas de Capacidad de Caga Capacidad de Caga para C. en Arenaspara C. en ArenasYa vistas en clasesYa vistas en clasesBowlesBowles ((19771977))

Relacionan ensayos Relacionan ensayos NN6060cc ((SPTSPT al 60% corregido), al 60% corregido), con con SSee y con y con qqadmadmnetaneta..

�� SchmertmannSchmertmann ((19701970,,19781978),),Correlaciona el ensayoCorrelaciona el ensayo de cono estático de cono estático qqcc, , con N (con N (SPTSPT) y con Es.) y con Es.

�� BurlandBurland y y BurbidgeBurbidge ((19851985)), , Relacionan ensayos de penetración Relacionan ensayos de penetración NN6060cc((SPTSPT al 60% corregido), con al 60% corregido), con SSee..

�� Fórmulas de Forma General:Fórmulas de Forma General:

Ya vistas en clasesYa vistas en clases

8484

Asentamiento Elástico o Inmediato Asentamiento Elástico o Inmediato SeSeCimentaciones en Arenas Cimentaciones en Arenas

Fórmulas Empíricas Fórmulas Empíricas -- Comentarios:Comentarios:

a)a) Generalmente,Generalmente, enen arenasarenas elel cálculocálculo dede asientosasientos resultaresulta másmás críticocríticoqueque lala capacidadcapacidad dede cargacarga;; yy eses habitualhabitual fijarfijar lala tensióntensión admisibleadmisible dedeunauna basebase enen suelosuelo granulargranular porpor “condiciones“condiciones dede asiento”asiento”..

b)b) EnEn suelossuelos granularesgranulares eses difícildifícil extraerextraer muestrasmuestras casicasi--inalteradas,inalteradas, yyenen casocaso dede lograrlo,lograrlo, eses másmás difícildifícil todavíatodavía ensayarlasensayarlas.. PorPor esaesaenen casocaso dede lograrlo,lograrlo, eses másmás difícildifícil todavíatodavía ensayarlasensayarlas.. PorPor esaesadificultad,dificultad, eses habitualhabitual usarusar parámetrosparámetros deducidosdeducidos dede medidasmedidas inin--situsituconcon penetrómetrospenetrómetros ((SPTSPT),), presiómetrospresiómetros,, placasplacas dede carga,carga, etcetc;; yayaseasea directamentedirectamente oo mediantemediante correlacionescorrelaciones concon parámetrosparámetroselásticoselásticos (Es)(Es)..

c)c) ¡¡Existen¡¡Existen másmás dede 4040 métodosmétodos parapara calcularcalcular lala tensióntensión admisibleadmisible bajobajocondicionescondiciones dede asiento!!,asiento!!, enen generalgeneral concon elel SPTSPT …… ¿qué¿qué métodométodo sesedebedebe usar?usar?..

8585

Asentamiento Elástico o Inmediato Asentamiento Elástico o Inmediato SeSeCimentaciones en Arenas Cimentaciones en Arenas

Fórmulas Empíricas Fórmulas Empíricas -- Comentarios:Comentarios:

d)d) LasLas expresionesexpresiones originalesoriginales TerzaghiTerzaghi yy PeckPeck ((19481948),), sonsonexcesivamenteexcesivamente conservadorasconservadoras yy hubohubo numerosasnumerosas propuestaspropuestas dedemodificaciones,modificaciones, aunqueaunque nono existeexiste ningúnningún métodométodo universalmenteuniversalmenteaceptadoaceptado..

e)e) TodosTodos loslos métodosmétodos indicanindican másmás asientoasiento queque elel realreal..e)e) TodosTodos loslos métodosmétodos indicanindican másmás asientoasiento queque elel realreal..

f)f) SinSin embargo,embargo, SchmertmannSchmertmann comprobó,comprobó, parapara elel casocaso dede losaslosas oozapataszapatas dede grandesgrandes dimensionesdimensiones (B>(B>55mm y/oy/o cuandocuando elel espesorespesor dedeterrenoterreno compresiblecompresible eses >>22B),B), queque loslos asientosasientos calculadoscalculados eraneraninferioresinferiores aa loslos realesreales..

8686

Asentamiento Elástico o Inmediato Asentamiento Elástico o Inmediato SeSeCimentaciones en Arenas Cimentaciones en Arenas

Fórmulas Empíricas Fórmulas Empíricas -- Comentarios:Comentarios:

g)g) LosLos asientosasientos pequeñospequeños marcanmarcan laslas mayoresmayores diferenciasdiferencias entreentremétodosmétodos;; aa partirpartir dede ciertacierta magnitudmagnitud dede BB loslos métodosmétodos coincidencoincidenrazonablementerazonablemente..

h)h) EnEn arenasarenas densasdensas aa medianamentemedianamente densas,densas, lala dispersióndispersión dedeh)h) EnEn arenasarenas densasdensas aa medianamentemedianamente densas,densas, lala dispersióndispersión dedeasientosasientos eses pequeñapequeña.. SinSin embargo,embargo, loslos datosdatos referentesreferentes aa arenasarenasflojasflojas sonson menosmenos númerosnúmeros yy susu límitelímite superiorsuperior presentapresenta grangrandispersióndispersión..

i)i) LosLos métodosmétodos másmás antiguosantiguos sonson másmás conservadoresconservadores yy loslosmodernosmodernos sese aproximanaproximan másmás aa lala realidad,realidad, yaya queque estosestos sese hanhandesarrolladodesarrollado conformeconforme sese comprobabacomprobaba queque loslos anterioresanteriores eraneranincorrectosincorrectos.. 8787

ASENTAMIENTOS ASENTAMIENTOS TOLERABLES, TOLERABLES, DIFERENCIALES Y TOTALES.DIFERENCIALES Y TOTALES.

�� Tiene Tiene mayor importancia el asentamiento mayor importancia el asentamiento diferencial que el total diferencial que el total aún cuando es más difícil aún cuando es más difícil estimar, estimar, debido a que la magnitud del diferencial debido a que la magnitud del diferencial depende del suelo y de la estructuradepende del suelo y de la estructura..

��El El asentamiento diferencial puede ser calculado asentamiento diferencial puede ser calculado como la diferencia entre como la diferencia entre los asientos en los asientos en dos dos puntos adyacentespuntos adyacentes..

��Puede Puede ser estimado como ser estimado como tres cuartos tres cuartos o o 75% del 75% del totaltotal ..

8888

Terminología Terminología utilizadautilizada�� Asiento Asiento máximo: máximo:

mayor mayor descenso sufrido por los descenso sufrido por los cimientos de un edificio cimientos de un edificio SSmáxmáx

�� Asiento diferencialAsiento diferencial: : diferencia diferencia de asiento entre dos de asiento entre dos apoyos contiguos apoyos contiguos δδss = S= S11--SSmaxmax..

�� DistorsiDistorsi óón angular: n angular: relacirelaci óón entre el n entre el asiento diferencial asiento diferencial

�� BurlandBurland y y WrothWroth (1970)(1970)

relacirelaci óón entre el n entre el asiento diferencial asiento diferencial entre dos entre dos puntos y puntos y la distancia que la distancia que los separa: los separa: ΘΘ oo ββ= = δδss /L/L ..

�� Inclinación: Inclinación: pendiente de la superficie pendiente de la superficie ww

�� Deflexión relativa: Deflexión relativa: descenso desde una recta que une descenso desde una recta que une dos puntos de referencia dos puntos de referencia DD

�� Desplome:Desplome:

distancia distancia entre la proyeccientre la proyecci óón n de la parte superior de la parte superior e inferior e inferior de de la estructura la estructura SS11--SS44..

8989

=Q=Q

9090

Fundaciones DirectasFundaciones Directas1. Máquinas sensibles a asentamientos θ = 1/7502. Pórticos con elementos diagonales θ = 1/6003. Dificultades con grúas θ = 1/3004. Inclinación de Edificios Altos - resultan visibles θ = 1/2505. Peligro de daño estructural en edificios θ = 1/150

� Para NO tener Agrietamiento de:6. Estructuras de hormigón θ = 1/5007. Muros de ladrillos y tabiques sin cargas θ = 1/300

Criterio actualmente utilizado: limitar la distorsión – Bjerrum (1963)

8. Considerable de muros flexibles θ = 1/1509. Límite seguro para muros flexibles de ladrillo (L/H>4) θ = 1/150

Distorsión angular máxima:

� θ = 1/300

9191

Q

Q

9292

Q

9393

Criterios Criterios de Asentamientos de Asentamientos Tolerables Tolerables ––Según Tipo de Según Tipo de SueloSuelo revisarrevisar

�� Distorsión angular límite [Distorsión angular límite [USSRUSSR BuildingBuilding CodeCode, 1955], 1955]�� Tipo de Tipo de estructuraestructura Arena Arena y arcilla dura y arcilla dura Arcilla plásticaArcilla plástica

�� Estructuras Estructuras de acero y concreto de acero y concreto 0,002 0,002 0,0020,002�� Hileras extremas de columnas con revestimiento Hileras extremas de columnas con revestimiento de ladrillo de ladrillo 0,007 0,007 0,0010,001�� Estructuras donde no surgen Estructuras donde no surgen deformaciones auxiliares deformaciones auxiliares durante asentamientos no uniformes durante asentamientos no uniformes de de

cimentaciones cimentaciones 0,005 0,005 0,0050,005cimentaciones cimentaciones 0,005 0,005 0,0050,005�� Inclinación de chimeneas, torres, silos, etc. Inclinación de chimeneas, torres, silos, etc. 0,004 0,004 0,0040,004�� Vigas carriles Vigas carriles 0,003 0,003 0,0030,003

9494

9595

Valores aceptables (según J. Montoya)

Estructuras de ladrillo de 20 a 40 mm.

Estructuras de hormigón de 40 a 70 mm.

Estructuras metálicas de 40 a 70 mm.

9696

ASENTAMIENTOS ASENTAMIENTOS TOLERABLES, TOLERABLES, DIFERENCIALES Y TOTALES.DIFERENCIALES Y TOTALES.

�� En En 1955 1955 MacDonaldMacDonald y y SkemptonSkempton a partir de estudios realizados de 98 a partir de estudios realizados de 98 edificios, edificios, siendo la siendo la mayoría de estos estructuras antiguas de muros mayoría de estos estructuras antiguas de muros portantes y hormigón armado, portantes y hormigón armado, presentaron la presentaron la Tabla. Tabla. Luego comprobado por Luego comprobado por GrantGrant et al (1974) et al (1974) en un estudio adicional de 95 construcciones mas en un estudio adicional de 95 construcciones mas recientes. recientes.

A A partir partir de estos de estos estudios, estudios, BowlesBowles (1996) (1996) concluyó queconcluyó que::

�� Asentamientos diferenciales, totales tolerables en edificios. [mmAsentamientos diferenciales, totales tolerables en edificios. [mm] ] ((FoundationFoundation settlementssettlements ““BowlesBowles, 1996, 1996””))((FoundationFoundation settlementssettlements ““BowlesBowles, 1996, 1996””))

9797

Norma Básica de Acciones en la Edificación de 1988 (NBE-AE/88)

España

9898

Recomendaciones del Comité Europeo para Estandarización Recomendaciones del Comité Europeo para Estandarización Parámetros de asientos diferenciales (1994)Parámetros de asientos diferenciales (1994)

Concepto Parámetro Magnitud Tipo Estructural

St 25 mm. Zapata aislada

50 mm. Platea

Valor Límite por servicio

DDSt5 mm. Marcos con

revestimiento Rígido

10 mm. Marcos con 10 mm. Marcos con revestimiento Flexible

20 mm. Marcos Abiertos

β 1/500

Movimiento Máximo Aceptable

St 50 mm. Zapata aislada

de la cimentaciónDDSt

20 mm. Zapata aislada

β 1/5009999

�� AArcillarcilla NCNC:: loslos asentamientosasentamientos totaltotal yy diferencial,diferencial, sonson grandesgrandesyy varíanvarían enen funciónfunción deldel anchoancho dede zapatazapata yy lala magnitudmagnitud dedecargacarga..��Los procesos para reducir el asentamiento al limitar la Los procesos para reducir el asentamiento al limitar la

carga son inefectivos y costosos (usar plateas o pilotescarga son inefectivos y costosos (usar plateas o pilotes).).

�� ArcillaArcilla OCOC:: elel valorvalor dede qqadmadm,, queque correspondecorresponde aa unun FFSS ≥≥ 33seráserá menormenor queque lala presiónpresión dede preconsolidaciónpreconsolidación..

�� ElEl valorvalor ∆ρ∆ρ enen estasestas arcillasarcillas eses similarsimilar aa loslos valoresvalores paraparazapataszapatas enen arenasarenas adecuadamenteadecuadamente diseñadasdiseñadas..

�� La mayor incertidumbre en la evaluación del asentamiento La mayor incertidumbre en la evaluación del asentamiento final de final de consolidación proviene consolidación proviene de la evaluación apropiada de de la evaluación apropiada de la historia de esfuerzos del depósito de suelo. la historia de esfuerzos del depósito de suelo.

��La La estimación del asentamiento es función de estimación del asentamiento es función de σσvmvm , d, debe ebe tenerse conocimiento geológico tenerse conocimiento geológico para para determinarlo. determinarlo.

100100

�� ElEl asentamientoasentamiento enen arcillasarcillas puedepuede estimarse,estimarse, aa partirpartir dederesultadosresultados dede ensayosensayos dede consolidaciónconsolidación unidimensionalunidimensional enenmuestrasmuestras inalteradasinalteradas..

�� ElEl asientoasiento asíasí calculadocalculado debedebe reducirsereducirse utilizandoutilizando elel factorfactordede correccióncorrección dede SkemptonSkempton yy BjerrumBjerrum ((19571957))..

�� LosLos datosdatos dede BjerrumBjerrum ((19631963)) dede máximamáxima distorsióndistorsión angularangularconcon máximomáximo asentamientoasentamiento diferencialdiferencial nono sese aplicanaplican cuandocuandolala cimentacióncimentación estáestá enen depósitodepósito profundoprofundo dede arcillaarcillacompresiblecompresible..

�� ElEl asentamientoasentamiento diferencialdiferencial enen arenasarenas tiendetiende aa serser másmásirregularirregular queque enen arcillasarcillas..

101101

ASIENTOS EN CIMENTACIONES DIRECTAS

• ZONA DE INTERES: Se circunscribe a una profundidad tal que el incremento de tensiones verticales sea menor a:

1.1. El 10% de la presión vertical trasmitidaEl 10% de la presión vertical trasmitida por la cimentación.cimentación.

2.2. EEll 5% de la presión existente5% de la presión existente a esa profundidad antes de construir el edificio.

• Zapatas Rectangulares: • Zapatas Rectangulares: Eso ocurre a una profundidad aproximada ““2,52,5 x x BB””,

siendo “B” el ancho menor del cimiento.

• Zapatas Continuas: • Zapatas Continuas: Aproximadamente ocurre a una profundidad ““66 x x BB””. 102102

Continua…Continua…Continua…Continua…

103103