4º CURSO DE ARQUITECTURA

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1 4º CURSO DE ARQUITECTURA
UNIVERSIDAD DE GRANADA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL ÁREA DE INGENIERÍA DEL TERRENO ASIGNATURA: MECÁNICA DEL SUELO Y LAS CIMENTACIONES PROFESOR: Francisco Lamas Fernández.

2 TEMA VII LAS CIMENTACIONES SUPERFICIALES CÁLCULO
7.- EL CÁLCULO GEOTÉCNICO.  7.1.- La presión de hundimiento. Definición. Tipos de rotura. 7.2.- Determinación de la presión de hundimiento. Métodos. El método empírico. Correlaciones con ensayos. El método teórico. Expresión general de la carga de hundimiento: la ecuación de Terzagy-Prandtl. Los factores que modifican la formula general: Coeficiente de forma, inclinación y excentricidad de la carga. La influencia del nivel freático. 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.   El semiespacio elástico. Los parámetros del suelo. Tensiones y asientos: Carga de superficie cualquiera (Método de Newmark). 7.5.- Los asientos. Definición. Tipos de asientos. 7.6.- Métodos de cálculo: Mediante el caculo de tensiones. Métodos elásticos. Método de Schmertmann. Método de Webb. Método edométrico. 7.7.- Los asientos en las cimentaciones reales: Método de Terzaghi-Peck. Método de la placa de carga. 7.8.- La interacción entre cimentaciones. 7.9.- Criterios tradicionales sobre asientos. Los asientos admisibles. Criterios utilizados.

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

4 TEMA VII LAS CIMENTACIONES SUPERFICIALES CÁLCULO
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.

5 TEMA VII LAS CIMENTACIONES SUPERFICIALES CÁLCULO
7.2.- DETERMINACIÓN DE LA PRESIÓN DE HUNDIMIENTO MÉTODOS - MÉTODO EMPÍRICO (EXPERIENCIA LOCAL) - CORRELACIONES CON ENSAYOS - MÉTODO TEÓRICO (ESTUDIO DEL MECANISMO DE; ROTURA) 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).

6 TEMA VII LAS CIMENTACIONES SUPERFICIALES CÁLCULO
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

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

8 TEMA VII LAS CIMENTACIONES SUPERFICIALES CÁLCULO
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

9 TEMA VII LAS CIMENTACIONES SUPERFICIALES CÁLCULO
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)

10 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

11 TEMA VII LAS CIMENTACIONES SUPERFICIALES CÁLCULO
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

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

13 TEMA VII LAS CIMENTACIONES SUPERFICIALES CÁLCULO
7.3.- APLICACIONES A LOS SUELOS REALES qh = cNc + qNq + ½ g Ng B A.- EN ARCILLAS A 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

14 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 TENSIONES Y ASIENTOS EN EL SEMIESPACIO ELÁSTICO. LOS PARÁMETROS DEL SUELO. TENSIONES Y ASIENTOS CARGAS FLEXIBLES - CARGA EN FAJA - CARGA RECTANGULAR CARGA CIRCULAR CAPA ELÁSTICA SOBRE BASE RÍGIDA - CARGA CIRCULAR

15 TEMA VII LAS CIMENTACIONES SUPERFICIALES CÁLCULO
CARGAS RÍGIDAS - CARGA EN FAJA - CARGA CIRCULAR - CARGA RECTANGULAR   CARGA DE SUPERFICIE CUALQUIERA ( MÉTODO DE NEWMARK) 7.5.- DEFINICIÓN Y TIPOS DE ASIENTOS 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.

16 TEMA VII LAS CIMENTACIONES SUPERFICIALES CÁLCULO
7.6.- MÉTODOS DE CALCULO MEDIANTE CALCULO DE TENSIONES (SUPONEN DISCRETIZACIÓN ) 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.

17 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.

18 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 METODO DE WEBB 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.

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

20 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. 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. CRITERIOS UTILIZADOS - ASIENTO MÁXIMO smax - ASIENTO DIFERENCIAL δs -.DISTORSIÓN ANGULAR β= δs/L

21 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

22 TEMA VII LAS CIMENTACIONES SUPERFICIALES CÁLCULO