MÁSTER OFICIAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA UNIVERSIDAD DE GRANADA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL ÁREA DE INGENIERÍA DEL TERRENO ASIGNATURA: MECÁNICA DEL SUELO Y LAS CIMENTACIONES SUPERFICIALES PROFESOR: Francisco Lamas Fernández.

MÁSTER OFICIAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA TEMA IV.- LOS ENSAYOS DE LABORATORIO 4.1.- Tipos de ensayos de laboratorio. 4.2.- Los ensayos de identificación y clasificación. 4.2.1.- Granulometría. El análisis granulométrico. 4.2.1.1.- Curvas granulométricas. Características. 4.2.1.2.- La forma de las partículas. 4.2.1.3.- Clasificación de los suelos por su tamaño. 4.2.1.4.- Correcciones al φ=36 de la arena típica media. 4.2.2.- Propiedades físico - químicas de las arcillas. 4.2.2.1- Mineralogía de las arcillas. 4.2.2.2.- Los estados de consistencia. Los límites de Atterberg y el gráfico de Casagrande. 4.3.- Los ensayos de resistencia. 4.3.1.- Ángulo de rozamiento interno y cohesión. 4.3.2.- El ensayo de corte directo. 4.3.3.- Criterio de rotura plástica de Mohr-Coulomb. 4.4.- Los ensayos de cambio de volumen. 4.5.- Otros ensayos de laboratorio.

TEMA IV LOS ENSAYOS DE LABORATORIO 4.1.- TIPOS DE ENSAYOS DE LABORATORIO SEGÚN LA PROPIEDAD A EVALUAR 1.- DE ESTADO E IDENTIFICACIÓN Y CLASIFICACION HUMEDAD NATURAL PESOS ESPECÍFICOS GRANULOMETRA PLASTICIDAD 2.- DE RESISTENCIA - ENSAYO DE CORTE DIRECTO 3.- CAMBIO DE VOLUMEN DEFORMABILIDAD EXPANSIBILIDAD COLAPSABILIDAD 4.- VARIOS COMPONENTES SECUNDARIOS PERMEABILIDAD ANÁLISIS DEL AGUA. FREÁTICA

TEMA IV LOS ENSAYOS DE LABORATORIO 4.2:- LOS ENSAYOS DE IDENTIFICACIÓN Y CLASIFICACIÓN PRETENDEN EVALUAR DE FORMA CUALITATIVA LAS PROPIEDADES DEL SUELO, PARA DE ESTA FORMA ESTABLECER SU PERTENENCIA A DETERMINADO GRUPO DE SUELOS DE CARACTERÍSTICAS SEMEJANTES QUE TIENEN UN COMPORTAMIENTO MECÁNICO SIMILAR. 4.2.1.- GRANULOMETRÍA. EL ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO GRANULOMETRÍA EL ENSAYO GRANULOMÉTRICO (POR TAMIZADO O POR SEDIMENTACIÓN) 4.2.1.1.- LAS CURVAS GRANULOMÉTRICAS. CARACTERÍSTICAS Diámetro eficaz (D10) Según HAZEN K (cm/seg)= 100*(D10)2 (cm)

TEMA IV LOS ENSAYOS DE LABORATORIO 4.2.1.2.- LA FORMA DE LAS PARTÍCULAS SE CLASIFICAN POR SU FORMA Y REDONDEAMIENTO  4.2.1.3.- CLASIFICACIÓN DE LOS SUELOS POR SU TAMAÑO 4.2.2.4.- CORRECCIONES AL f = 36 DE LA ARENA TÍPICA MEDIA A NIVEL DE ANTEPROYECTO

TEMA IV LOS ENSAYOS DE LABORATORIO 4.2.2.-- PROPIEDADES FISICO-QUÍMICAS DE LAS ARCILLAS NO BASTA CON CONOCER LA DISTRIBUCIÓN , TAMAÑO Y FORMA DE SUS PARTÍCULAS - PARTÍCULAS <2η y COMPOSICIÓN QUÍMICA DIFERENTE PARTÍCULAS CON CARGA ELÉCTRICA MUY VARIABLE CON LA HUMEDAD. 4.2.2.1.- MINERALOGÍA DE LAS ARCILLAS SILICATOS DE ALUMINIO, HIERRO, MAGNESIO ETC. ESTRUCTURA FORMADA POR LAS SIGUIENTES UNIDADES BASICAS - UNIDAD TETRAÉDRICA: con átomos de oxígeno en los vértices y uno de silicio en el centro. - UNIDAD OCTAÉDRICA: átomos de oxígeno y ion hidroxilo en los vértices, rodeando un átomo de aluminio, hierro magnesio.

TEMA IV LOS ENSAYOS DE LABORATORIO ESTAS UNIDADES SE UNEN DANDO LUGAR A SILICATOS DE ESTRUCTURA LAMINAR. SU CARGA ELÉCTRICA HACE QUE LAS PARTÍCULAS TIENDAN A ORDENARSE FORMANDO UNA ESTRUCTURA FLOCULADA, QUE PUEDE LLEGAR A DESHACERSE POR DISTINTAS CAUSAS, FORMANDO UNA ESTRUCTURA DISPERSA ( ARCILLAS TIXOTRÓPICAS ) A.- AL PASO DE AGUA CON ALGÚN ELECTRÓLITO DIFERENTE. B.- AGITACIÓN CONTINUA, REMOLDEADO. C.- CHOQUE BRUSCO, IMPACTO. 4.2.2.2..-- LOS ESTADOS DE CONSISTENCIA . LOS LÍMITES DE ATTERBERG Y LA CARTA DE CASAGRANDE LOS LÍMITES DE ATTERBERG SON LAS HUMEDADES CARACTERÍSTICAS QUE SE CORRESPONDEN CON UN COMPORTAMIENTO MECÁNICO INTERMEDIO. LÍMITE DE RETRACCIÓN (LR=Ws) : terrón duro. LÍMITE. PLÁSTICO (LP=Wp) : arcilla moldeable. LÍMITE LIQUIDO (LL=Wl) : suelo con consistencia pastosa fluida.

TEMA IV LOS ENSAYOS DE LABORATORIO ÍNDICE DE PLASTICIDAD (IP) : IP = Wl – Wp ÍNDICE DE FLUIDEZ (I1) : 4.3.- LOS ENSAYOS DE RESISTENCIA. ÁNGULO DE ROZAMIENTO INTERNO Y COHESIÓN, EL ENSAYO DE CORTE DIRECTO. CRITERIO DE ROTURA DE MHOR-COULOMB. 4.3.1.- ÁNGULO DE ROZAMIENTO INTERNO Y COHESIÓN

TEMA IV LOS ENSAYOS DE LABORATORIO 4.3.2.- EL ENSAYO DE CORTE DIRECTO En él se intenta romper la muestra según un plano prefijado. Se aplica una carga vertical N y otra tangencial T que se va aumentando hasta que la muestra rompe, representándose en un gráfico las deformaciones horizontales medidas para las tensiones tangenciales aplicadas. La forma de las curvas Esfuerzo-Deformación depende grandemente de la relación entre la presión de preconsolidación o del esfuerzo de compactación y la presión de consolidación aplicada en el ensayo, presentándose casos de suelos con dilatancia positiva y negativa , lo cual está en relación directa con la densidad relativa del suelo.

TEMA IV LOS ENSAYOS DE LABORATORIO A.- Los suelos densos presentaran una curva tensión-deformación con un valor máximo denominado "tensión de pico" que decrece hasta llegar a un valor "critico". La dilatancia es positiva con la deformación y para el valor crítico de la tensión se anula. B.- Los suelos flojos presentaran una curva tensión-deformación creciente hasta un valor "critico de la tensión” . La dilatancia es negativa hasta que se anula cuando se ha alcanzado el valor "crítico" de la tensión. El valor "crítico" de la tensión de corte es independiente del índice de poros inicial. Según las condiciones de drenaje se distinguen tres tipos de ensayos a.- Ensayo sin drenaje b.- Ensayo consolidado sin drenaje c.- Ensayo con drenaje. Por la forma de aplicar la tensión tangencial se distinguen dos tipos de ensayos a.- De tensión controlada b.- De deformación controlada

TEMA IV LOS ENSAYOS DE LABORATORIO 4.3.3.- CRITERIO DE ROTURA PLÁSTICA DE MOHR-COULOMB En primer lugar es preciso definir la envolvente de Mohr como la recta que envuelve a los círculos de Mohr correspondientes a los resultados de los máximos de la curva La envolvente de Mohr en el plano s t responde a una expresión del tipo:  t = c + s*tg(f) El criterio de rotura de mohr coulomb se puede enunciar diciendo que en un punto cualquiera de un suelo se produce la rotura cuando en algún plano que pase por dicho punto existe la combinación de tensiones definida por la envolvente de Mohr. Lo anterior se puede enunciar también de la siguiente forma a.- Si el circulo de Mohr correspondiente a un estado tensiones de un suelo está incluido totalmente entre las envolventes de Mohr el suelo será estable. b.- Si el circulo de Mohr correspondiente a un estado tensional de un suelo es tangente a las envolventes de Mohr el suelo será estable salvo para un determinado par de planos ortogonales. c.- Si el circulo de Mohr correspondiente a un estado tensional de un suelo corta a las envolventes de Mohr el suelo no será estable.

TEMA IV LOS ENSAYOS DE LABORATORIO 4.4.- LOS ENSAYOS DE CAMBIO VOLUMEN MIDEN LA FACILIDAD DE CAMBIO DE VOLUMEN CON EL CAMBIO DE LAS CONDICIONES DE CARGA, HUMEDAD Y SATURACIÓN. 4.5.- OTROS ENSAYOS DE LABORATORIO. FUNDAMENTALMENTE PARA DETERMINAR EL TIPO DE CEMENTO A EMPLEAR.

TEMA V LOS ENSAYOS DE CAMPO 5.1.- Introducción. 5.2.-Los penetrómetros estáticos y dinámicos. Correlaciones. 5.3.- El ensayo de placa de carga.

TEMA V LOS ENSAYOS DE CAMPO 5.1. – Introducción. Las pruebas “in situ” proporcionan una medida indirecta, continua o discontinua de la resistencia o deformabilidad del terreno , cuantificándose estas propiedades a partir de correlaciones empíricas con los resultados encontrados. 5.2.- El penetrómetro dinámico y estático, correlaciones. Los ensayos de penetración consisten en hacer penetrar en el terreno una puntaza de dimensiones normalizadas por la aplicación de una energía.

TEMA V LOS ENSAYOS DE CAMPO 5.2.1.- PRUEBAS DINÁMICAS. Aplicación de una energía de impacto fija. El resultado es el número de golpes necesarios para introducir, 30 cm el penetrómetro. Proporciona la siguiente interpretación Arenas Arcillas N CONSISTENCIA qu(kg/cm2) <2 Muy blanda < 0.25 2-4 Blanda 0.25-0.50 4-8 Media 0.50-1.0 8-15 Rígida 1.00-2.00 15-30 Muy rígida 2.00-4.00 >30 Dura 4.00-8.00 N COMPACIDAD f ARENAS 4 Muy floja <29 4-10 Floja 29-30 10-30 Media 30-36 30 50 Alta 36 - 41 > 50 Muy Alta > 41

TEMA V LOS ENSAYOS DE CAMPO 5.2.2.- PRUEBAS ESTÁTICAS: Aplicación de una presión estática controlada. El resultado es un gráfico del valor de la resistencia a la penetración en función de la profundidad.

TEMA V LOS ENSAYOS DE CAMPO 5.2.3.- CORRELACIONES. Es importante poder extrapolar los valores obtenidos en el ensayo dinámico para poder calcular los parámetros de “corto plazo”. Se puede resumir la conversión de datos así: Finalmente decir que el ensayo estático es idóneo en suelos cohesivos y residuales.

TEMA V LOS ENSAYOS DE CAMPO 5.3.- ENSAYOS DE PLACA DE CARGA Consisten en la medida de asientos S. de una placa rígida cuadrada de 30*30 cm' o circular al ir aplicando cargas crecientes , llegando o no a la rotura del terreno. Se trata pues de un verdadero ensayo a escala reducida.

TEMA VI LAS CIMENTACIONES SUPERFICIALES 6.- LAS CIMENTACIONES SUPERFICIALES. GENERALIDADES   6.1.- Definición. 6.2.- Tipos de cimentaciones. 6.3.- Tipos de cimentaciones superficiales. 6.4.- Condiciones que debe cumplir el proyecto de una cimentación. Procedimiento de diseño. 6.5.- La seguridad en las cimentaciones. 6.5.1.- El coeficiente de seguridad. 6.5.2.- Concepto de carga admisible. 6.5.3.- La estabilidad a corto y largo plazo. 6.6.- El aislamiento frente a influencias externas. 6.6.1.- Profundidad. 6.6.2.- Estructuras colindantes. 6.6.3.- Posición del nivel freático. 6.6.4.- Defectos subterráneos. 6.7.- Flujo de cálculo para un proyecto de cimentación.

TEMA VI LAS CIMENTACIONES SUPERFICIALES 6.1- DEFINICIÓN DE CIMENTACIÓN Y TIPOS.  El elemento estructural, que soporta a la estructura y sus cargas. Incluye :  El terreno. La parte de la estructura que transmite cargas al suelo.   DOBLE PROBLEMA A RESOLVER 1.- LA EVALUACIÓN DE LA CAPACIDAD SOPORTE DEL SUELO 2.- EL DISEÑO DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES

TEMA VI LAS CIMENTACIONES SUPERFICIALES 6.2.- TIPOS DE CIMENTACIONES   Según el mecanismo de transmisión de cargas al terreno: SUPERFICIALES. A TRAVÉS DE SU BASE. PROFUNDAS. A TRAVÉS DE LA BASE Y DE SU FUSTE. Definimos, Df = Profundidad de la base del elemento de transición B = El ancho de dicha base Según la geometría: SUPERFICIALES si se cumple, 0.25 < Df/B <1 SEMIPROFUNDAS si se cumple, 1 < Df/B < 5 PROFUNDAS si se cumple, Df/B > 5

TEMA VI LAS CIMENTACIONES SUPERFICIALES 6.3.- TIPOS DE CIMENTACIONES SUPERFICIALES A. - Por su forma de trabajo B.- Por su morfología C. – Por su forma en planta

TEMA VI LAS CIMENTACIONES SUPERFICIALES - CIMENTACION PROFUNDA 6.4.-CONDICIONES QUE DEBE CUMPLIR EL PROYECTO DE CIMENTACIÓN   Deben satisfacerse por separado a.- AISLAMIENTO FRENTE A INFLUENCIAS EXTERNAS, AGRESIVIDAD b.- ESTABLE. COEFICIENTE DE SEGURIDAD RESPECTO AL HUNDIMIENTO. c.- ASIENTOS Y DEFORMACIONES ADMISIBLES d.-PROTEGIDA FRENTE A MODIFICACIONES EXTERIORES PROCEDIMIENTO DE DISEÑO - Por aproximaciones sucesivas   1.- Primera elección de dimensiones en base a tablas empíricas 2.- Verificación de la idoneidad A.- Si se verifica la idoneidad, comprobar una más barata B.- Si no se verifica la idoneidad, comprobar una de mayores dimensiones en caso de no encontrar una cimentación superficial que reúna suficientes garantías, recurrir a: - CIMENTACION PROFUNDA - MEJORAR EL SUELO

TEMA VI LAS CIMENTACIONES SUPERFICIALES 6.5.- LA SEGURIDAD EN LAS CIMENTACIONES   6.5.1.- EL COEFICIENTE DE SEGURIDAD Una estructura debe de caracterizarse por: SOPORTAR MÁXIMAS ACCIONES Existe la probabilidad de presentarse durante el periodo de vida razonable. ECONOMÍA. ESTABILIDAD. también podemos considerarlo un concepto probabilístico. Por todo lo anterior, necesitamos un parámetro que nos de fiabilidad; es la razón del coeficiente de seguridad en estructuras de cimentación. Hay que tener en cuenta que para los cálculos de cimentación procedemos a una: ESTIMACIÓN DE CARGAS. Además, el conocimiento de RESISTENCIA Y DEFORMABILIDAD de un suelo proviene reconocimientos y ensayos sujetos a incertidumbres

TEMA VI LAS CIMENTACIONES SUPERFICIALES 6.5.2.- CONCEPTO DE CARGA ADMISIBLE  la existencia de suelos frágiles, rompen sin apenas deformarse, y dúctiles, llegan a la rotura con deformaciones importantes, hace que la carga admisible de un suelo sea muy variable, esta la podemos definir como:   CARGA ADMISIBLE se define como LA MENOR de las siguientes : A.- Por razón de hundimiento:  F se define como coeficiente de seguridad al hundimiento; su valor= 3    B.- Por razón de asientos:  qadm = a la que produce asiento limite admisible.  siendo este: ASIENTO LIMITE ADMISIBLE = (asiento que produce daños)/F F = Coeficiente de seguridad respecto a asientos = 3. COEFICIENTES DE SEGURIDAD PARCIALES Aplicar por separado coeficiente de seguridad a las cargas y al terreno

TEMA VI LAS CIMENTACIONES SUPERFICIALES 6.5.3.- LA ESTABILIDAD A CORTO Y LARGO PLAZO.   APLICACIÓN CARGA= Sucesión de estados tensionales en equilibrio. RÁPIDA – Suelos granulares saturados o no. LENTA = Suelos cohesivos sobre todo si están saturados. La causa del retardo es la saturación y la poca permeabilidad. Pero siempre las cimentaciones deben ser estables en todo momento por lo que, La estabilidad a corto plazo se debe cumplir y calculo la estabilidad sin drenaje , además la estabilidad a largo plazo necesitará un calculo de estabilidad con drenaje (estado tensional final) y también se debe cumplir. LAS SITUACIONES MAS DESFAVORABLES SE PRODUCEN A CORTO Y LARGO PLAZO , NO SITUACIONES INTERMEDIAS.

TEMA VI LAS CIMENTACIONES SUPERFICIALES 6.6.- AISLAMIENTO FRENTE A INFLUENCIAS EXTERNAS 6.6.1.- PROFUNDIDAD   - Cimentar a profundidad de ¾L siendo L la cota de la máxima penetración de la helada. - Debajo de la línea del deshielo. - Debajo de la zona afectada por los cambios de volumen en arcillas expansivas y como máximo el nivel freático 6.6.2.- ESTRUCTURAS COLINDANTES Se usan reglas empíricas para que la distancia entre cimentaciones las haga independientes: - Las situadas al mismo nivel, las distancia será mayor o igual al ancho de la mayor. - Las situadas a distinto nivel . línea a 45° desde la superior no intercepta a la inferior.

TEMA VI LAS CIMENTACIONES SUPERFICIALES 6.6.3.- POSICIÓN DEL NIVEL FREÁTICO Los problemas que se pueden plantear se pueden enumerar como:   - De ejecución - De capacidad portante - De impermeabilidad en sótanos y las subpresiones que se originan. 6.6.4.- DEFECTOS SUBTERRÁNEOS (fallas y cavidades) Se van a producir problemas de colapso hundimiento giros y vuelcos. Sobre todo la dificultad de localización; habrá que ejecutar zanjas perimetrales que me cuantifiquen el problema, hacer ensayos que den información (geofísica).

TEMA VI LAS CIMENTACIONES SUPERFICIALES 6.7. – FLUJO DE CÁLCULO RECOMENDADO. Para llegar a redactar un proyecto de cimentación es aconsejable seguir el siguiente flujo de cálculo.

TEMA VII LAS CIMENTACIONES SUPERFICIALES CÁLCULO 7.- EL CÁLCULO GEOTÉCNICO.  7.1.- La presión de hundimiento. 7.1.1.- Definición. 7.1.2.- Tipos de rotura. 7.2.- Determinación de la presión de hundimiento. 7.2.1.- Métodos. 7.2.2.- El método empírico. 7.2.3.- Correlaciones con ensayos. 7.2.4.- El método teórico. Expresión general de la carga de hundimiento: la ecuación de Terzagy-Prandtl. 7.2.4.1.- Los factores que modifican la formula general: Coeficiente de forma, inclinación y excentricidad de la carga. 7.2.4.2.- La influencia del nivel freático. 7.2.4.3.- Cimentaciones en la proximidad de taludes. 7.3.- Aplicaciones a los suelos reales. Arcillas y arenas. 7.4.- Las tensiones y los asientos en el terreno.  7.4.1.- El semiespacio elástico. Los parámetros del suelo. 7.4.2.- Tensiones y asientos: 7.4.3.- Carga de superficie cualquiera (Método de Newmark). 7.5.- Los asientos. 7.5.1.- Definición. 7.5.2.- Tipos de asientos. 7.6.- Métodos de cálculo: 7.6.1.- Mediante el caculo de tensiones. 7.6.1.1.- Métodos elásticos. 7.6.1.2.- Método de Schmertmann. 7.6.1.3.- Método de Webb. 7.6.2.- Método edométrico. 7.7.- Los asientos en las cimentaciones reales: 7.7.1.- Método de Terzaghi-Peck. 7.7.2.- Método de la placa de carga. 7.8.- La interacción entre cimentaciones. 7.9.- Criterios tradicionales sobre asientos. 7.9.1.- Los asientos admisibles. 7.9.2.- Criterios utilizados.

TEMA VII LAS CIMENTACIONES SUPERFICIALES CÁLCULO LAS CIMENTACIONES SUPERFICIALES ANÁLISIS GEOTÉCNICO ( CARGA DE HUNDIMIENTO Y ASIENTOS)   7.1.- LA PRESIÓN DE HUNDIMIENTO 7.1.1.- DEFINICIÓN. Es la presión a la que se producen asientos y giros importantes incluso vuelcos

TEMA VII LAS CIMENTACIONES SUPERFICIALES CÁLCULO 7.1.2.-TIPOS DE ROTURA  A. - ROTURA GENERAL Superficie continua de la base hacia un lado; manifestación de modo asimétrico. En arenas compactas, arcillas blandas.    B.- ROTURA , POR PUNZONAMIENTO.  Hundimiento con corte del terreno en la periferia. Aproximadamente vertical. Se da en materiales poco compresibles y poco resistentes, capas delgadas en estratos blandos. C. - ROTURA LOCAL.  Plastificación del terreno en los bordes de la zapata sin superficies de rotura. En arcillas y limos blandos arenas medias y flojas.

TEMA VII LAS CIMENTACIONES SUPERFICIALES CÁLCULO 7.2.- DETERMINACIÓN DE LA PRESIÓN DE HUNDIMIENTO 7.2.1.- MÉTODOS - MÉTODO EMPÍRICO (EXPERIENCIA LOCAL) - CORRELACIONES CON ENSAYOS - MÉTODO TEÓRICO (ESTUDIO DEL MECANISMO DE; ROTURA) 7.2.2.- MÉTODO EMPÍRICO CONSERVADOR- INCERTIDUMBRE DE LA SEGURIDAD I.- SUELOS NO COHESIVOS ESTRUCTURAS SENSIBLES A ASIENTOS PROFUNDIDAD DE CIMENTACIÓN (m) ZAPATAS CORRIDAS DE ANCHO B (m) 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 2 3 3,3 2,8 2,2 2,7 3,7 3,6 3,1 2,4 3,4 4,4 3,9 2,9 2,6 4,0 5,0 4,2 II.- SUELOS NO COHESIVOS ESTRUCTURAS POCO SENSIBLES A ASIENTOS 4,7 5,7 5,4 6,4 6,0 7,0 III.- SUELOS COHESIVOS ZAPATAS CORRIDAS DE 0,5 M A 2 M DE ANCHO LIMO DE RESISTENCIA RÍGIDA A DURA MEZCLAS DE ARCILLA CON ARENA Y/O GRAVA CON COSISTENCIA LIMO ARCILLOSO DE CONSISTENCIA ARCILLA DE CONSISTENCIA RÍGIDA SEMIDURA DURA 1,3 1,2 1,7 0,9 1,4 1,8 3,8 2,1 1,1 1,6 2,3 ASIENTO ESPERABLE 2 cm 3 cm 4 cm PRESIONES ADMISIBLES EN Kp/cm2 SEGÚN LA DIN 1054. Para terrenos homogéneos, carga vertical estática y nivel freático a B (terrenos granulares), ó 2B (terrenos cohesivos).

TEMA VII LAS CIMENTACIONES SUPERFICIALES CÁLCULO 7.2.3.- CORRELACIONES CON ENSAYOS 1.- ENSAYO PLACA DE CARGA ENSAYO 1.A. - DETERMINACIÓN A PARTIR DE LA ROTURA   1..B.- DETERMINACIÓN A PARTIR DE LA DEFORMACIÓN

TEMA VII LAS CIMENTACIONES SUPERFICIALES CÁLCULO 2.- ENSAYO DE COMPRESIÓN SIMPLE ENSAYO 3.B.- Arcillas 3.- ENSAYO S.P.T. 3.A.- Arenas

TEMA VII LAS CIMENTACIONES SUPERFICIALES CÁLCULO 7.2.4.- MÉTODO TEÓRICO   El problema se resuelve bajo las siguientes hipótesis - zapata corrida - modelo de rotura bidimensional - suelo homogéneo horizontal - ley única de rotura del terreno - carga vertical y centrada estableciendo el equilibrio en el limite del sistema de fuerzas que actúan sobre la cuña de rotura solidaria con la cimentación Estableciendo el equilibrio de fuerzas vertical Despejando y ordenando se llegarnos a una expresión del tipo

TEMA VII LAS CIMENTACIONES SUPERFICIALES CÁLCULO 7.2.4.1.- FACTORES QUE CORRIGEN A LA FORMULA GENERAL  SE DEFINEN TÉRMINOS CORRECTORES A CADA TÉRMINO DEL TRINOMIO 1.- POR LA FORMA DEL CIMIENTO    2.- POR LA INCLINACIÓN DE LA CARGA SEGÚN LA NORMA DIN 4017 A.- ARCILLAS A CORTO PLAZO (c≠0; f = 0) A.- ARCILLAS A LARGO PLAZO ( c ≠ 0 ; f ≠ 0)

TEMA VII LAS CIMENTACIONES SUPERFICIALES CÁLCULO A.- ARENAS (c = 0 ; f≠ 0 ) 3.- POR LA EXCENTRICIDAD DE LA CARGA  - Se introduce el concepto de área efectiva; se plastifica una zona centrada con la carga - las dimensiones serían las del área efectiva que tenga la misma forma del área real. L' = L-2eL; B' = B-2eB

TEMA VII LAS CIMENTACIONES SUPERFICIALES CÁLCULO 7.2.4.2.- LA INFLUENCIA DEL NIVEL FREÁTICO   A.- SITUADO POR ENCIMA DE LA COTA DE CIMENTACIÓN Se introduce en la fórmula general g'. B.- SITUADO POR DEBAJO DE LA COTA DE CIMENTACIÓN Una variación lineal entre d=0, f=0 Y d =B; f = 1; Nos deja del lado de la seguridad

TEMA VII LAS CIMENTACIONES SUPERFICIALES CÁLCULO 7.2.4.3.- CIMENTACIONES EN LA PROXIMIDAD DE TALUDES El problema ha sido reducido a ábacos

TEMA VII LAS CIMENTACIONES SUPERFICIALES CÁLCULO 7.3.- APLICACIONES A LOS SUELOS REALES qh = cNc + qNq + ½ g Ng B A.- EN ARCILLAS A. 1. - A corto plazo la presión de hundimiento es independiente de las dimensiones de la cimentación. Parámetros resistentes cu = qu/2 ; f= 0 qh = c*Nc + q. q= g*D. En terrenos homogéneos qh = c Nc*   CONCEPTO DE CARGA NETA

TEMA VII LAS CIMENTACIONES SUPERFICIALES CÁLCULO A.2,- A largo plazo; parámetros resistentes, c' y f' triaxial o corte con drenaje  qh = c'Nc + q Nq + (B/2) g Ng  B.- EN ARENAS  - Parámetros resistentes f ≠ 0; c'= 0  qh = qNq + (B/2) g Ng Normalmente no es la condición de hundimiento la que nos definirá la carga admisible 7.4.- TENSIONES Y ASIENTOS EN EL TERRENO APLICACIÓN DE LA CARGA MODIFICACIÓN DE TENSIONES ASIENTOS 7.4.1.- TENSIONES Y ASIENTOS EN EL SEMIESPACIO ELÁSTICO. LOS PARÁMETROS DEL SUELO. 7.4.2.- TENSIONES Y ASIENTOS CARGAS FLEXIBLES - CARGA EN FAJA - CARGA RECTANGULAR CARGA CIRCULAR CAPA ELÁSTICA SOBRE BASE RÍGIDA - CARGA CIRCULAR

TEMA VII LAS CIMENTACIONES SUPERFICIALES CÁLCULO CARGAS RÍGIDAS - CARGA EN FAJA - CARGA CIRCULAR - CARGA RECTANGULAR  7.4.3.- CARGA DE SUPERFICIE CUALQUIERA ( MÉTODO DE NEWMARK) 7.5.- DEFINICIÓN Y TIPOS DE ASIENTOS 7.5.1.- DEFINICIÓN. DEFORMACIÓN EN SENTIDO VERTICAL 7,5.2.- TIPOS DE ASIENTOS - ASIENTO INMEDIATO Simultáneamente a la aplicación de la carga; Arenas y gravas - ASIENTO DE CONSOLIDACIÓN Deformaciones volumétricas a largo plazo; didipación presiones intersticiales; elementos cohesivos y residuales. - ASIENTO DE FLUENCIA LENTA Consolidación secundaria; Terrenos muy impermeables y plásticos.

TEMA VII LAS CIMENTACIONES SUPERFICIALES CÁLCULO 7.6.- MÉTODOS DE CALCULO 7.6.1.-MEDIANTE CALCULO DE TENSIONES (SUPONEN DISCRETIZACIÓN ) 7.6.1.1.- MÉTODOS ELÁSTICOS La ventaja es que consideran la deformación tridimensional  El inconveniente es que la determinación de los parámetros debe ser muy cuidadosa.   PASOS, 1.- Determinación del asiento inmediato. (Eu ; νu) 2.- Determinación del asiento total (E’ ; ν’)  3.- Determinación del asiento de consolidación.

TEMA VII LAS CIMENTACIONES SUPERFICIALES CÁLCULO 7.6.1_2,- MÉTODO DE SCHIMERTMANN  - Supone una ley de distribución de tensiones Donde C1 es el coeficiente de profundidad q0 = sobrecarga de tierras; q = presión transmitida por el cimiento. La estimación de E se puede hacer a través del S.P.T. de la siguiente forma - A través del ensayo de penetración estático E=2.5qc Zapatas cuadradas E=3.5qc Zapatas corridas - A través del. ensayo de penetración dinámico (S.P.T.) y la correlación de sus resultados con el ensayo estático.

TEMA VII LAS CIMENTACIONES SUPERFICIALES CÁLCULO TIPO DE SUELO qc(kg/cm2) ARCILLA 2N LIMO SN ARENA LIMOSA 3-4 N ARENA MEDIA 4-5N­ ARENA GRUESA 5-8N 7.6.1.3.- METODO DE WEBB 7.6.2.-- MÉTODO EDOMÉTRICO El inconveniente de este ensayo es que no tiene en cuenta el asiento inmediato. Pero su ventaja es que se puede aplicar a estratos estratificados -  PASOS: 1.- TOMA DE MUESTRAS A DISTINTAS PROFUNDIDADES. 2.- DETERMINACIÓN DE Cc,e0. 3.- OBTENCIÓN DEL ASIENTO DE CADA CAPA   4.- SUMA DE LOS ASIENTOS DE CADA CAPA s = Σ si.

TEMA VII LAS CIMENTACIONES SUPERFICIALES CÁLCULO 7.7.- LOS ASIENTOS EN LAS CIMENTACIONES REALES ( MEDIANTE ENSAYOS DE CAMPO ) 7.7.1.- MÉTODO DE TERZAGHI (S.P.T.)   7.7.2.-- MÉTODO DE LA PLACA DE CARGA

TEMA VII LAS CIMENTACIONES SUPERFICIALES CÁLCULO 7.8.- LA INTERACCIÓN ENTRE CIMENTACIONES - AFECTA A LA CARGA DE HUNDIMIENTO - OCASIONA ASIENTOS INDUCIDOS BAJO UNA ZAPATA POR LA CARGA APLICADA POR OTRA - SOLO ES POSIBLE CALCULARLOS POR MÉTODOS ELÁSTICOS - CRITERIOS PARA DESCARTAR LA INTERACCIÓN - SI d>B y d > 2b NO HAY INTERACCIÓN - SI d<B y d > 2b N0 HAY INTERACCIÓN (SI SE CARGA PRIMERO LA MAYOR) - SI d<B y d<2b SI HAY INTERACCIÓN 7.8.- CRITERIOS TRADICIONALES SOBRE ASIENTOS. 7.8.1.- LOS ASIENTOS ADMISIBLES ASIENTOS ADMISIBLES SON VALORES PREFIJADOS DE ASIENTOS. ASIENTOS ESPERADOS SON LOS CALCULADOS SIEMPRE SON INFERIORES A LOS ASIENTOS ADMISIBLES Y DEPENDEN DE: - TIPO DE SUELO - TIPO DE EDIFICIO - TIPO DE DAÑOS ADMITIDO. 7.8.2.- CRITERIOS UTILIZADOS - ASIENTO MÁXIMO smax - ASIENTO DIFERENCIAL δs -.DISTORSIÓN ANGULAR β= δs/L

TEMA VII LAS CIMENTACIONES SUPERFICIALES CÁLCULO SEGÚN BURLAND CRITERIO ASIENTO MJ4XIMO (mm) TIPO CIM/TERRENO GRANULAR COHESIVO ZAPATAS MÁXIMO 25-40 65 DIFERENCIAL 20-25 40-50 LOSAS 40-65 65-I00

TEMA VII LAS CIMENTACIONES SUPERFICIALES CÁLCULO