Trabajo de Cimentaciones Superficiales

METACIONES SUPERFICIALES 2013

MECANICA DE SUELOS II

CI

UNIVERSIDAD CATOLICA LOS ANGELES DE CHIBOTE

FACULTAD DE INGENIERIA CIVILESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

TRABAJO DE FINAL:

CAPACIDAD DE CARGA CIMENTACIONES SUPERFICIALES

PRESENTADO POR:

RODRIGUEZ ZEVALLOS DIXY SIFUENTES CHOTA MAD MAX SANDOVAL QUINTANA JUNIOR VALERA GARCIA ERICKSON AMERICO PEÑA URIARTE

DOCENTE:

ING. JOE PEREZ

CURSO MECANICA DE SUELOS II

INGENIERÍA CIVIL

METACIONES SUPERFICIALES 2013


IQUITOS – JUNIO 2013

METACIONES SUPERFICIALES 2013CI

INDICEPresentación Introducción Objetivos

Objetivos generales

Objetivos específicos

CAPITULO I

1 Definiciones generales:

1.1 Cimentaciones:

1.1.1 definición:

1.2 tipos de cimentación:

1.2.1 Cimentaciones superficiales.

Zapatas:

Losa de cimentación

1.2.2 Cimentaciones semiprofundas.

1.2.3 Cimentaciones profundas.

CAPITULO II

2 Cimentaciones superficiales

2.1 Introducción

2.2 Marco normativo.

2.2.1 Definición

2.2.2 Profundidad de cimentación

2.3 Estado Tencional en el Suelo de fundación

2.4 Pruebas de Resistencia a corte

2.5 Determinación de la Capacidad Portante

2.6 Factores que Afectan la Capacidad Portante del Suelo

CONCLUSIONES.

ANEXO

BILBIOGRAFIA

2011CIMETACIONES SUPERFICIALES

PRESENTACION:NTACION:

El presente trabajo se realiza por iniciativa del docente de curso de Mecánica de

Suelos II, el estudio de Cimentaciones Superficiales y Profundas aporta

en nuestra formación profesional como Ing. Civiles, permite conocer a mayor

profundidad la concepción, aplicación y normativas de las Cimentaciones

Superficiales y Profundas, la relación que existe con el suelo y la estructura que se

conoce esfuerzos aplicados que ha de soportar el suelo.

ES así que desarrollaremos paso a paso la diferencia entre las cimentaciones

superficiales y profundas y sus aplicaciones.

Agradecido al docente por el desarrollo del presente por permitir ampliar

nuestros conocimientos, así mismo el presente trabajo sea material de consulta

para los estudiantes de la carrera de Ingeniería Civil.


INTRODUCCIÓN:

La ingeniería de cimentaciones puede definirse como el arte de transmitir de manera

económica cargas estructurales al terreno, de forma que no se produzcan

asentamientos excesivos.

Cuando se diseñan cimentaciones ya sean estas superficiales o profundas hay que tener

en cuenta lo siguiente: tipo de suelo (cohesivo, granular, granular confinos, de alta o

baja plasticidad), variación de estratos, consistencia (blanda, media, dura), las propiedades

físicas y mecánicas (cohesión, ángulo de fricción interna, índice de compresión, módulo de

elasticidad, coeficiente de balasto), ubicación del nivel freático, subpresión de agua,

empuje de agua sobre la subestructura y superestructura, socavación, erosión eólica e

hidráulica, empuje, expansión y licuación del suelo, profundidad de cimentación,

capacidad portante por resistencia, capacidad portante por asentamiento máximo

permisible, esfuerzo neto, asentamientos diferenciales, totales y rotaciones, agentes

agresivos (sales, cloruros, sulfatos), fuerza expansiva del suelo, estabilidad del talud de la

excavación, procedimientode construcción, especificaciones del Reglamento Nacional de

Edificaciones, ACI, Eurocódigo, efecto de fenómenos naturales como inundaciones,

sismos, Peligro de derrumbes y daños, que va a representar la excavación de la cimentación

propuesta.

Sólo si conocemos esto procedemos a diseñar la cimentación y determinar si esta será

superficial o profunda., en caso contrario el diseñador se convierte en un peligro público. “No

hay gloria en las cimentaciones”, dijo el Dr. Terzagui, pero si repudio para el ingeniero si

falla una edificación. Queda claro que las condiciones del suelo sobre el que se apoya la

estructura, y los parámetros geotécnicos del mismo, afectan el diseño de las cimentaciones.

Así mismo se debe de tener muy encuenta el estudio y conocimiento de las normas y

sus aplicaciones en el ejercicio profesional.

El docente del curso con el presente estudio nos permite investigar sobre las

cimentaciones superficiales teniendo en cuenta el estudio de las Normativas E_050, sus


aplicaciones así mismo los conceptos de las cimentaciones superficiales y profundas. Que

desarrollaremos más adelante en el presente trabajo.


OBJETIVOS GENERALES

El objetivo del presente trabajo tiene como finalidad definir que la

cimentación constituye el elemento intermedio que permite transmitir las

cargas que soporte una estructura al suelo

subyacente, de modo que no rebase la capacidad portante del suelo, y

que las deformaciones producidas en éste sean admisibles para la

estructura. Por tanto, para realizar una correcta cimentación habrá

que tener en cuenta las características geotécnicas del

suelo y además dimensionar el propio cimiento como elemento de

hormigón, de modo que sea suficientemente resistente.

El objetivo de la cimentación es sustentar la estructura del edificio

dando garantía a la estabilidad e intentando evitar daños a los materiales

estructurales y no estructurales. Para el cual tenemos cimentaciones

superficiales y profundas.

OBJETIVOS ESPECIFICOS:

- Definir y aplicar la utilización de las Cimentaciones Superficiales que son aquellas

que se apoyan en las capas superficiales del suelo, las cuales soportan la carga

por medio de la ampliación de base.

- Cuando una estructura transmite sus cargas al terreno a través de la

cimentación, se producen inevitablemente deformaciones (fundamentalmente

asientos). El arte de cimentar consiste pues en obtener, a la vista de las

características tanto del terreno como de la estructura, las condiciones más

favorables de apoyo, de manera que los asientos no resulten perjudiciales.

-

Excesivo. Falla cortante d


C APITULO I

1.00 DEFINICIONES GENERALES:

1.1 CIMENTACIONES:

1.1.1. DEFINICIÓN:

La parte inferior de una estructura se denomina generalmente cimentación,

su función es transferir la carga de la estructura al suelo en que esta

descansa.

Se denomina cimentación al conjunto de elementos estructurales cuya

misión es transmitir las cargas de la edificación al suelo.

Transferir la carga a través delsuelo sin sobre_ esforzar a éste.

Asentamiento el Suelo.

Daños a la Estructura

CIMETACIONES SUPERFICIALES

Una cimentación deberá cumplir tres requisitos fundamentales:

a) El nivel de la cimentación deberá estar a una profundidad tal

que se encuentre libre del peligro de heladas, cambios de

volumen del suelo, capa freática, excavaciones posteriores.

b) Tendrá unas dimensiones tales que no superen la estabilidad o

capacidad portante del suelo.

c) No deberá producir un asiento en el terreno que no sea

absorbible por la estructura (asientos admisibles)

Muchos suelos, fundamentalmente los que tienen arcillas expansivas, varían

mucho de volumen según su contenido de humedad. Dichos suelos

deberán evitarse o recurrir a unas cimentaciones más profundas que

apoyen en terrenos más estables

La exploración del terreno es necesaria para proporcionar al ingeniero

proyectista datos sobre:

a) La profundidad de la capa freática.

b) Las diferentes capas del terreno conociendo su inclinación,

espesor y características mecánicas (compresión simple, ensayo

triaxial, etc.) y químicas (sulfatos, carbonatos, etc.).

c) Muestras del suelo para conocer otras características

mecánicas y la capacidad de asientos sobre suelos inalterados

El firme es el plano horizontal del estrato de terreno sobre el cual apoyamos

nuestra cimentación, el cual debe ser capaz de soportar las tensiones

transmitidas por la misma.


La capacidad portante de un terreno es la carga máxima (expresada en

unidades de presión) que es capaz de soportar el terreno sin que se

desencadene su rotura o asiento incontrolado de la construcción que

descansa sobre el mismo. También se denomina carga de hundimiento, de

rotura o última. La carga admisible es la carga de hundimiento dividida por un

factor de seguridad

1.2.- TIPOS DE CIMENTACION:

1.2.1.- Cimentaciones Superficiales o Directas.

Son superficiales cuando transmiten la carga al suelo por presión bajo

su base sin rozamientos laterales de ningún tipo. Un cimiento es

superficial cuando su anchura es igual o mayor que su profundidad.

Engloban las zapatas en general y las losas de cimentación. Los

distintos tipos de cimentación superficial dependen de las cargas que

sobre ellas recaen; son aquellas que se apoyan en las capas

superficiales o poco profundas del suelo, por tener éste suficiente

capacidad portante o por tratarse de construcciones de importancia

secundaria y relativamente livianas. En este tipo de cimentación, la

carga se reparte en un plano de apoyo horizontal. Y tenemos:


Dentro de los diferentes tipos de Cimentaciones superficiales tenemos:

Zapatas

Zapatas aislada.-Reciben cargas puntuales, ejemplo columnas. Las

zapatas aisladas son un tipo de cimentación superficial que sirve de

base de elementos estructurales puntuales como son los pilares; de modo

que esta zapata amplía la superficie de apoyo hasta lograr que el suelo

soporte sin problemas la carga que le transmite.

El término zapata aislada se debe a que se usa para asentar un único pilar,

de ahí el nombre de aislada. Es el tipo de zapata más simple, aunque

cuando el momento flector en la base del pilar es excesivo no son

adecuadas y en su lugar deben emplearse zapatas combinadas o zapatas

corridas en las que se asienten más de un pilar.

La zapata aislada no necesita junta pues al estar empotrada en el

terreno no se ve afectada por los cambios térmicos, aunque en las


estructuras sí que es normal además de aconsejable poner una junta cada

30 m aproximadamente, en estos casos la zapata se calcula como si

sobre ella solo recayese un único pilar. Una variante de la zapata

aislada aparece en edificios con junta de dilatación y en este caso se

denomina "zapata Bajo pilar en junta de diapasón".

En el cálculo de las presiones ejercidas por la zapata debe tenerse en

cuenta además del peso del edificio y las sobrecargas, el peso de la propia

zapata y de las tierras que descansan sobre sus vuelos, estas dos

últimas cargas tienen un efecto desfavorable respecto al hundimiento. Por

otra parte en el cálculo de vuelco, donde el peso propio de la zapata y las

tierras sobre ellas tienen un efecto favorable.

Para construir una zapata aislada deben independizarse los cimientos y

las estructuras de los edificios ubicados en terrenos de naturaleza

heterogénea, o con discontinuidades, para que las diferentes partes del

edificio tengan cimentaciones estables. Conviene que las instalaciones

del edificio estén sobre el plano de los cimientos, sin cortar zapatas ni

riostras.

La profundidad del plano de apoyo se fija basándose en el informe

geotécnico, sin alterar el comportamiento del terreno bajo el cimiento, a

causa de las variaciones del nivel freático o por posibles riesgos debidos

a las heladas. Es conveniente llegar a una profundidad mínima por debajo

de la cota superficial de 50 u 80 cm. En aquellas zonas afectadas por estas

variables.


Zapata Continua.- reciben cargas lineales de paredes. Las zapatas corridas

se emplean para cimentar muros portantes, o hileras de pilares.

Estructuralmente funcionan como viga flotante que recibe cargas

lineales o puntuales separadas. Son cimentaciones de gran longitud en

comparación con su sección transversal.

Las zapatas corridas están indicadas como cimentación de un

elemento estructural longitudinalmente continuo, como un muro, en el que

pretendemos los asientos en el terreno. También este tipo de cimentación

hace de arriostramiento, puede reducir la presión sobre el terreno y puede

puentear heterogeneidades en el terreno. Otro caso en el que resultan

útiles es cuando se requerirían muchas zapatas aisladas próximas,

resultando más sencillo realizar una zapata corrida.

Las zapatas corridas se aplican normalmente a muros. Pueden tener

sección rectangular, escalonada o estrechada cónicamente. Sus dimensiones

están en relación con la carga que han de soportar, la resistencia a la

compresión del material y la presión admisible sobre el terreno.

Zapata Medianera o Excéntrica.- La necesidad de su uso aparece en

cuanto se disponen soportes junto a las lindes de propiedad del terreno en

que se va a construir el edificio. Cuando tengamos pilares justo al borde

de nuestro solar (medianera) como no podemos ocupar terreno del solar

colindante, dispondremos la zapata de forma que el pilar descanse en su

borde, en cuyo caso la denominaremos zapata medianera.

Zapata de esquina.- Esta tipo de cimentaciones aparecen en los edificios,

bien en las esquinas en que concurren dos medianeras o bien en las que


concurren una medianera y una fachada en límites de vía pública. Son por

tanto muy frecuentes en construcciones urbanas y en ciertos tipos de

construcciones industriales

Zapata Combinada.- Cuando se solapan dos o más zapatas.

Una zapata combinada es un elemento que sirve de

cimentación para dos o más pilares.

En principio las zapatas aisladas sacan provecho de que

diferentes pilares tienen diferentes momentos flectores. Si

estos se combinan en un único elemento de cimentación, el

resultado puede ser un elemento más estabilizado y sometido

a un menor m om e n t o r e s u l ta n te.

http://es.wikipedia.org/wiki/Equivalencia_est%C3%A1tica#Momento_resultante

http://es.wikipedia.org/wiki/Equivalencia_est%C3%A1tica#Momento_resultante


Losa de Cimentación.- En casos de altas cargas en

relación al soporte del suelo, se utilizan de asiento común a

toda la estructura.

Una losa de cimentación es una placa flotante apoyada

directamente sobre el terreno. Como losa está sometida

principalmente a esfuerzos de flexión. El espesor de la losa

será proporcional a los momentos flectores actuantes sobre la

misma. La relación entre el espesor de la losa, los momentos

flectores de la placa, las cargas exteriores y las propiedades

elásticas del hormigón de la losa viene dada por la siguiente

expresión:

http://es.wikipedia.org/wiki/Flexi%C3%B3n_mec%C3%A1nica


2011


1.2.2.- Cimentaciones Semiprofundas.

Pozos de cimentación o caissons: Son en realidad soluciones

intermedias entre las superficiales y las profundas, por lo que en

ocasiones se catalogan como semiprofundas. Algunas veces estos

deben hacerse bajo agua, cuando no puede desviarse el río, en ese

caso se trabaja en cámaras presurizadas.

Arcos de ladrillo sobre machones de hormigón o mampostería.

Muros de contención bajo rasante: no es necesario anclar el muro al terreno.

Micropilotes, son una variante basada en la misma idea del pilotaje, que

frecuentemente constituyen una cimentación semiprofunda.

1.2.3.- Cimentaciones Profundas.

Se basan en el esfuerzo cortante entre el terreno y la cimentación

para soportar las cargas aplicadas, o más exactamente en la fricción

vertical entre la cimentación y el terreno. Por eso deben ser más

profundas, para poder proveer sobre una gran área sobre la que

distribuir un esfuerzo suficientemente grande para soportar la carga.

Según la norma E-050 establece que una cimentación profunda son en

las que la relación profundidad /ancho (Df / B) es mayor a cinco (5),

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siendo Df la profundidad de la cimentación y B el ancho o diámetro de la

misma.

Algunos métodos utilizados en cimentaciones profundas son:

CIMENTACION POR PILOTES: Los pilotes son elementos

estructurales hechos de concreto, acero o madera y son usados para

construir cimentaciones en los casos en que sea necesario apoyar la

cimentación en estratos ubicados a una mayor profundidad que el

usual para cimentaciones superficiales.

CIMENTACION POR PILARES: Los pilares son elementos

estructurales de concreto vaciados “in situ” con diámetro mayor a

1,00 metro, con o sin refuerzo de acero y con o sin fondo ampliado.

CAJONES DE CIMENTACION: Los cajones de cimentación son elementos

estructurales de concreto armado que se construyen sobre el terreno y se

introducen en el terreno por su propio peso al ser excavado el suelo ubicado

en su interior.


CAPITULO II

2.0 CIMENTACIONES SUPERFICIALES

2.1 INTRODUCCIÓN

La ingeniería de cimentaciones puede definirse como el arte de

transmitir de manera económica cargas estructurales al terreno, de

forma que no se produzcan asentamientos excesivos.

Cuando una estructura transmite sus cargas al terreno a través de la

cimentación, se producen inevitablemente deformaciones

(fundamentalmente asientos). El arte de cimentar consiste pues en

obtener, a la vista de las características tanto del terreno como de

la estructura, las condiciones más favorables de apoyo, de manera

que los asientos no resulten perjudiciales.

2.2 MARCO NORMATIVO. E-050

2.2.1 DEFINICIÓN

Son aquellas en las cuales la relación Profundidad / ancho (Df/B) es

menor o igual a cinco (5), siendo Df la profundidad de la cimentación y B

el ancho o diámetro de la misma.

Son cimentaciones superficiales las zapatas aisladas, conectadas y

combinadas; las cimentaciones continuas (cimientos corridos) y las

plateas de cimentación

2.2.2 PROFUNDIDAD DE CIMENTACIÓN

La profundidad de cimentación de zapatas y cimientos corridos, es

la distancia desde el nivel de la superficie del terreno a la base de la

cimentación, excepto en el caso de edificaciones con sótano, en

que la profundidad de cimentación estará referida al nivel del piso del


sótano. En el caso de plateas o losas de cimentación la profundidad

será la distancia del fondo de la losa a la superficie del terreno

natural.

La profundidad de cimentación quedará definida por el PR y estará

condicionada a cambios de volumen por humedecimiento-secado, hielo –

deshielo o condiciones particulares de uso de la estructura, no

debiendo ser menor de 0,80 m en el caso de zapatas y

cimientos corridos.

Las plateas de cimentación deben ser losas rígidas de concreto

armado, con acero en dos direcciones y deberán llevar una viga

perimetral de concreto armado cimentado a una profundidad mínima

de 0,40 m, medida desde la superficie del terreno o desde el piso

terminado, la que sea menor. El espesor de la losa y el peralte

de la viga perimetral serán determinados por el Profesional

Responsable de las estructuras, para garantizar la rigidez de la

cimentación.

Si para una estructura se plantean varias profundidades de cimentación,

deben determinarse la carga admisible y el asentamiento diferencial

para cada caso. Deben evitarse la interacción entre las zonas de

influencia de los cimientos adyacentes, de lo contrario será

necesario tenerla en cuenta en el dimensionamiento de los nuevos

cimientos.

Profundidad “p” mínima a alcanzar en cada punto de Investigación

Cimentación Superficial

Se determina de la siguiente manera:

EDIFICACIÓN SIN SÓTANO:

p = Df z

EDIFICACIÓN CON SÓTANO:

p = h Df z


Donde:

Df = En una edificación sin sótano, es la distancia vertical desde la superficie del

terreno o desde el nivel del piso terminado, hasta el fondo de la cimentación, la

que resulte menor. En edificaciones con sótano, es la distancia vertical entre el

nivel de piso terminado del sótano y el fondo de la cimentación, excepto en el

caso de cimentación con plateas o subsolados.

h = Distancia vertical entre el nivel de piso terminado del sótano y la superficie del

terreno natural.

z = 1,5 B; siendo B el ancho de la cimentación prevista de mayor área.

En el caso de ser ubicado dentro de la profundidad activa de cimentación el

estrato resistente típico de la zona, que normalmente se utiliza como plano de

apoyo de la cimentación, a juicio y bajo responsabilidad del PR, se podrá

adoptar una profundidad z menor a 1,5 B. En este caso la profundidad mínima

de investigación será la profundidad del estrato resistente más una profundidad

de verificación no menor a 1 metro.

En ningún caso p será menor de 3 metros, excepto si se encontrase roca antes

de alcanzar la profundidad p, en cuyo caso el PR deberá llevar a cabo una

verificación de su calidad por un método adecuado.


Profundidad de Cimentación (Df) en Zapatas Superficiales

Profundidad de Cimentación (Df) en Zapatas Bajo Sótanos

Profundidad de Cimentación (Df) en Plateas o Solados


2.3.- ESTADO TENCIONAL EN EL SUELO DE FUNDACION

Uno de los problemas fundamentales en el diseño de una construcción es

el poder determinar la capacidad portante del suelo donde apoya, para

asegurar su estabilidad frente a las cargas que le impondrá la

superestructura. El suelo de fundación no es apto para resistir tracciones,

pero es capaz de soportar limitadas compresiones y esfuerzos cortantes.

Si la magnitud de las compresiones aumenta considerablemente, ocurre

la falla por corte en alguna superficie interna del suelo. Por ello, la

capacidad resistente de un suelo está íntimamente asociada a su

capacidad para soportar corte, la cual se evidencia por su resistencia al

deslizamiento en algún plano dentro de la masa del suelo

2.4 PRUEBAS DE RESISTENCIA A CORTE

La resistencia de un suelo depende fundamentalmente de su resistencia al

corte. Si los esfuerzos cortantes y axiales dentro de la masa del suelo alcanzan

los valores de la combinación critica, se originan deslizamientos a lo largo de

alguna superficie de falla y el suelo colapsa baja las cargas se transmiten los

cimientos de unja construcción o crean problemas de estabilidad en taludes,

excavaciones y empuje de tierra en general.

Por ello se debe conocer la capacidad portante de un suelo, de modo de no

sobrepasar la magnitud de los esfuerzos admisibles a corte, al aplicar las cargas

y sobrecargas de uso. La resistencia a corte de un suelo, depende

fundamentalmente de 2 parámetros

La cohesión

La fricción


Los valores de la cohesión y del Angulo de fricción interna Ø correspondiente a

diferentes tipos de suelos se indica en las tablas A-2 y A-3. Para hallar estos

valores se realizan las pruebas de resistencia a corte, las cuales se pueden

llevar a cabo:

In situ

En el laboratorio

Las pruebas en situ son:

- La prueba de la veleta

- La prueba de penetración Standard

La prueba de la veleta permite determinar el valor de la cohesion c en suelos

blandos como la arcilla sensibles a los depósitos limosos de granos muy finos

con alto porcentaje de humedad, los cuales deben ser analizados in situ, pues

resulta muy difícil obtener de ellos muestras no disturbadas.

En ciertos casos, las pruebas pueden llevarse a cabo en el laboratorio en una

muestra no disturbada de suelo cohesivo, si el contenido de humedad es bajo.


La prueba de penetración estándar (PPS) o prueba de penetración normal,

permite determinar el Angulo de fricción Ø en todo tipo de suelos, pero se usa

mas comúnmente en suelos granulares como arenas y gravas. La correlación

existente entre el numero de golpes N corregido, para un suelo no cohesivo y el

Angulo de fricción interna del suelo Ø, así como también los coeficientes de

capacidad portante del suelos Ny y Nq, los cuales se usaran para determinar la

capacidad portante de un suelo en el diseño de fundaciones superficiales y

pilotes. N es el numero de golpes necesario para hacer penetrar el toma

muestras del ensayo


Las pruebas de laboratorio para determinar la resistencia a corte de

un suelo son de diferentes tipos, entre las cuales se pueden

mencionar las siguientes:

- Prueba de Compresión sin confinar

- Prueba de corte directo

- Prueba de compresión triaxial

- Prueba de la impronta esférica

La prueba de compresión sin confinar puede usarcé únicamente para analizar

suelos cohesivos, las pruebas de corte directo y de compresión triaxial sirven para

todo tipo de suelos, y las de impronta esférica dan mejores resultados en suelos

firmes y resistentes.

Prueba de Compresion Sin confinar.-

Es la prueba mas sencilla y económica de realizar. Consiste en tomar una

muestra cilíndrica de suelo cohesivo con altura igual a 2.5 veces su diámetro y


comprimirla axialmente en una maquina de ensayo, similar a las que se usan para

las probetas de concreto.

La muestra de suelo se coloca entre dos piedras porosas para permitir el drenaje,

y se va incrementando la carga de compresión hasta producir la falla del suelo

bajo un esfuerzo axial σu. La cohesion resulta: C= σu/2

Ejemplo:

Prueba de corte directo..


Consiste en colocar la muestra del suelo en un recipiente cuadrado o circular que está

cortado horizontalmente en dos mitades, donde la superior desliza sobre la inferior.

La muestra se coloca entre dos piedras porosas que permite drenar el suelo cuando

esta húmedo o saturado, y se le aplican fuerzas de compresión y corte

simultáneamente. Las fuerzas de compresión pueden ser originadas por presiones

exteriores o carga muerta aplicada sobre la muestra, mientras que las fuerzas de corte

se deben al deslizamiento relativo de las dos mitades del recipiente, alos cuales se

imprime una fuerza lateral creciente hasta que el suelo falla por corte, a lo largo del

plano horizontal

Ejemplo


Prueba de compresión triaxial.-

La prueba de compresión triaxial para determinar las propiedades resistentes de

un suelo es el mas versátil y seguro de todos los ensayos y resulta similar al que

se realiza para otros materiales, como por ejemplo el concreto. Se toma una

muestra cilíndrica de suelos de altura igual a 2 a 2.5 veces su diámetro y se

coloca dentro de una membrana elástica de caucho con topes rígidos de metal,

entre piedras porosas.


Ejemplo

Prueba de la impronta esférica.-

Permite determinar las fuerzas de cohesion y su variación en el tiempo, en

suelos cohesivos, firmes y rocas viscosas. Para realizar esta prueba, se somete

al suelo en estudio a la presión creciente de una estampa esférica de diámetro

Dy se van midiendo los asentamientos producidos y las presiones ejercidas, la

cohesion en el suelo se determina por los resultados del ensayo, utilizando la

ecuación de los cuerpos visco – elásticos.


P es la fuerza impuesta en el ensayo y ∆ la magnitud del asentamiento de la muestra

de suelo. 0.18 es un factor de corrección que ajusta los resultados teóricos de la

cohesión a sus valores prácticos. El ensayo no toma en cuenta las deformaciones

elásticas, sino las producidas por las cargas que ocasionan asentamientos:

∆ ≥D/200

Ejemplo

2.5 DETERMINACION DE LA CAPACIDAD PORTANTE DE UN SUELO

Al aplicar una carga de compresión gradualmente creciente a un suelo, se

producen asentamientos como muestra la figura, según diagramas similares a

los esfuerzo-deformación. Mientras la magnitud de la carga es reducida, el

comportamiento del suelo es aproximadamente elástico (hasta el punto I) y los

asentamientos resultan limitados, pero cuando se supera este valor, el diagrama

deja de ser lineal y al alcanzar el punto II se producen grandes deformaciones y

la falla ocurre por esfuerzos cortantes a lo largo del algún plano interno de la

masa del suelo. Obviamente el diagrama de la figura varia con el tipo de suelo,

pero todos guardan entre si una cierta similitud, como muestra la curva de un

suelo de arena suelto o arcilla sensibles (curva 1) y de arena densa o arcilla

dura (curva 2)


En la figura se diferencian tres zonas en el suelo. La zona A esta ubicada

directamente debajo de la base y sufre asentamientos verticales por las cargas

aplicadas. La zona B se conoce por zona de corte radial y resulta la zona de

falla cuando la carga P va creciendo hasta alcanzar el valor critico. Los elevados

esfuerzos que se producen en la zona B originan el deslizamiento de la zona C.

Las superficies de falla tienen por trazado las curvas abc, de forma de espiral,

simetricas con respecto a la carga centrada P.

La resistencia del suelo a las cargas aplicadas depende de gran medida de la

capacidad de la zona C a oponerse al empuje de la zona B y al asentamiento de

la zona A. esta resistencia depende del grado de cohesión y fricción del suelo,

así como de su peso especifico

Por efecto del deslizamiento impuesto y del estado de deformación, la zona C se

comba hacia arriba, si esta dilatación esta impedida por una sobrecarga aplicada

que confina el suelo, se incrementa la capacidad portante del mismo.

Terzaghi distinguió dos tipos de falla por corte en suelos:

o Corte local

o Corte general

El corte local es el tipo de falla de los suelos sueltos o muy compresibles y de

las arcillas sensibles. Mientras que el corte general se produce en suelos densos

y de reducida compresibilidad.


El esfuerzo máximo que determina el límite mas allá del cual se produce la falla

por corte del suelo, se lo designa por σ máx. Sin embargo, el análisis de las

fundaciones se basa en el valor de los esfuerzos admisibles σ adm., que son los

que el suelo soporta sin excesivos asentamientos y sin fallar por corte ,

definiendo asi la capacidad portante del suelo.

El σ adm., del suelo para fundaciones directas resulta igual σ adm. Dividido por

el factor de seguridad, el cual varía entre 2.5 para suelos granulares a 3 pulg.,

para suelos cohesivos, pero cuando las condiciones locales son dudosas, se

aconseja adoptar un factor de seguridad igual a 4, para mayor margen de

garantía. En la mayoría de las normas vigentes, sin embargo, se considera que

un factor de asentamiento de 3 es el adecuado.

En forma aproximada, la tabla A-1 da los valores de las cargas admisibles para

diversos tipos de suelos, los cuales deben ser verificados en cada caso, por los

correspondientes ensayos de las muestras obtenidas en los sondeos.





















2.6 FACTORES QUE AFECTAN LA CAPACIDAD PORTANTE DEL SUELO











CONCLUSIONES:

1) CIMENTACIONES SUPERFICIALES:

Las zapatas son cimentaciones superficiales o directas, comotoda

cimentación ha de garantizar, de forma permanente, la estabilidad de la

obra que soporta.

El nivel de la cimentación deberá estar a una profundidad tal que se

encuentre libre del peligro de heladas, cambios de volumen del suelo,

capa freática, excavaciones posteriores.

Tendrá unas dimensiones tales que no superen la estabilidad o

capacidad portante del suelo.

No deberá producir un asiento en el terreno que no sea absorbible

por la estructura. De las características geotécnicas del terreno y

dentro de ellas, principalmente del ángulo de rozamiento interno y

de la cohesión del terreno.

Los cimientos superficiales son aquellos que descansan en las capas

superficiales del suelo, las cuales son capaces de soportar la carga

que recibe de la construcción por medio de la ampliación de base.

El material más empleado en la construcción de cimientos

superficiales es la piedra (básicamente tratándose de construcciones

ligeras), en cualquiera de sus variedades siempre y cuando esta

sea resistente, maciza y sin poros. Sin embargo, el concreto armado

es un extraordinario material de construcción y siempre resulta más

recomendable.

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ANEXO

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BIBLIOGRAFIA:

- Maria Graciela Fratelli (Arquitecta. Ingeniera Civil, Mster Scient. En

Ingenieria Estructural, Mster Scient. En Ingenieria sismo Resistente

Dra en ciencias) – SUELOS, FUNDACIONES Y MUROS.

- Bortolucci A.A., Albiero J.H. y Gonzaga S.C. (1988), "Programa

para Cálculo de Capacidade de Carga em Estacas

Fórmulas Empiricas", Simposio

sobre Aplicaciones de

Microcomputadores en Geotecnia,

Microgeo 88, Brasil.

- Norma E-050.

- Reglamento Nacional de Edificaciones

Documents

Trabajo de Cimentaciones Superficiales