UNIDAD IV CONSOLIDACION, ASENTAMIENTOS. CAPACIDD DE CARGA, CIMENTACIONES SUPERFICIALES CONSOLIDACIÓN. ASENTAMIENTOS. CIMENTACIONES. CAPACIDAD DE CARGA ÚLTIMA: 1. Consolidación. Asentamientos. 2.Cimentaciones. Cimentaciones Superficiales. Capacidad de Carga Última. 3. Cimentaciones Profundas. 1 UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTA DE INGENIERÍA, CIVIL, SISTEMAS Y ARQUITECTURA Escuela Profesional de Ingeniería Civil MECÁNICA DE SUELOS – UNIDAD IV- Ing. E. De La Rosa Ríos
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Unidaad IV Cimentaciones. Consolidacion. Capacidad Ultima Ucv
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UNIDAD IV CONSOLIDACION, ASENTAMIENTOS.
CAPACIDD DE CARGA, CIMENTACIONES SUPERFICIALES
CONSOLIDACIÓN. ASENTAMIENTOS. CIMENTACIONES. CAPACIDAD DE CARGA ÚLTIMA:
1. Consolidación. Asentamientos.
2.Cimentaciones. Cimentaciones Superficiales. Capacidad de Carga Última.
3. Cimentaciones Profundas.
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UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTA DE INGENIERÍA, CIVIL, SISTEMAS Y ARQUITECTURA
Escuela Profesional de Ingeniería Civil
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6.1. INTRODUCCIÓN
• Todos los suelos se comprimen al estar sujetos a cargas considerables y causan asentamientos en la estructura. Aún y cuando el suelo o roca de apoyo puede no fallar, el asentamiento puede ser tan grande que afecte a la estructura agrietándola o dañándola severamente. A este tipo de asentamiento se le conoce como asentamiento perjudicial y siempre se busca evitar.
• La Norma E.050 del RNE de Perú, y otras normas internacionales establecen los límites permisibles para estos asentamientos.
ASENTAMIENTOS
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Existen dos requisitos fundamentales en el diseño de cimentaciones: 1. El asentamiento total de la estructura debe estar
limitado a una cantidad muy pequeña determinada por normas;
2. Que el asentamiento diferencial de las distintas partes de la estructura se elimine en lo posible.
Para limitar estos asentamientos es importante transmitir la carga de la estructura a un estrato que tenga la resistencia necesaria y/o distribuir esta misma carga sobre un área suficientemente grande para minimizar las presiones de contacto.
ASENTAMIENTOS
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• El asentamiento permisible depende de cada estructura y de la función de la edificación; pocos edificios de concreto armado pueden soportar un asentamiento diferencial entre columnas adyacentes de más de 2 cm. Sin mostrar signos de daños. Una estructura de acero puede soportar algo más y una de mampostería de ladrillo puede soportar tres a cuatro veces esta cantidad sin daño serio.
• El asentamiento irregular o errático es más peligroso para una estructura de cualquier tipo, que el uniformemente distribuido.
ASENTAMIENTOS
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6.3 UBICACIÓN DE LA CIMENTACIÓN
Un factor importante que debe tenerse en cuenta en una cimentación es que debe ubicarse correctamente y de manera que no hayan factores externos que la afecten, por lo tanto se consideran los siguientes puntos:
1.Congelamiento, en zonas donde la temperatura baja por debajo del punto de congelamiento, el suelo húmedo cercano a la superficie se congelará y posteriormente conforme la temperatura aumente, se descongelará y el agua se derretirá, todo esto provocando expansiones y contracciones en la estructura del suelo, provocando problemas en la estructura del edificio.
ASENTAMIENTOS
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2.Cambios significativos en el volumen del suelo: ciertos suelos presentan gran plasticidad y por lo tanto cambios en su contenido de humedad.
3.Estructuras Adyacentes y Líneas de Propiedad: la ubicación horizontal de una cimentación debe diseñarse tomando en cuenta edificios adyacentes, puesto que la construcción de cimientos nuevos, puede dañarlos o provocar asentamientos como resultado de nuevas solicitaciones al suelo sobre el cual se apoyan.
4.Agua subterránea: un factor muy importante, puesto que el agua subterránea cercana a una cimentación puede reducir la capacidad de carga del suelo. Otro problema es la construcción de cimientos por debajo del nivel freático, puesto que implica el drenaje de la zona, aumentando dificultad y costos.
ASENTAMIENTOS
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El estudio de los asentamientos de una estructura presenta dos aspectos a los que el ingeniero ha de prestar atención:
1. Cálculo del asentamiento de las diversas partes de la estructura teniendo en cuenta las cargas que ésta transmite al suelo de cimentación.
2. Evaluar la aptitud de la estructura para soportar estos asentamientos. Se debe estimar separadamente la influencia sobre la estructura del asentamiento absoluto y de los asentamientos diferenciales.
ASENTAMIENTOS
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• La relación de estos dos aspectos del problema podría abordarse, teóricamente, considerando el conjunto CIMENTACIÓN-ESTRUCTURA y resolviendo un problema de interacción.
• En un puente recto se puede tener en cuenta el asentamiento diferencial de los apoyos e introducir la redistribución de las reacciones de apoyo para de esta forma afinar la estimación de los asentamientos que se van a producir. No obstante, estos estudios de interacción están todavía poco desarrollados.
ASENTAMIENTOS
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• Bajo la acción de las cargas aplicadas se desarrollan en el suelo tensiones que dan lugar a deformaciones. Es muy fácil demostrar la imposibilidad de distribución uniforme de las tensiones verticales, y por lo tanto de los asentamientos, transmitidos por una carga superficial sobre planos horizontales.
• La dificultad de este planteamiento estriba en que las leyes de comportamiento de los suelos son complejas y hasta ahora no se ha conseguido ninguna formulación matemática simple de las mismas.
ASENTAMIENTOS
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Por esta razón, se calculan de forma separada y con métodos diferentes las tensiones y las deformaciones: a.Cálculo de tensiones. Se utiliza la teoría de la
elasticidad, aproximación válida para tensiones normales verticales, poco sensibles en conjunto a la ley de comportamiento. Para las tensiones restantes, principalmente horizontales, los resultados pueden ser poco realistas. La fórmula de Boussinesq, por ejemplo, da las tensiones normales verticales, independientemente del Módulo de Young y del Coeficiente de Poisson, lo que favorece mucho su utilización práctica.
ASENTAMIENTOS
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b.Cálculo de deformaciones. Es posible utilizar varios métodos, que se pueden encuadrar en dos categorías principales: • Método de la trayectoria de tensiones. • Métodos derivados de la teoría de la elasticidad.
• La ley de comportamiento del suelo puede
depender del tiempo, con lo que la deformación no se produce instantáneamente después de aplicar la carga. Se distinguen los asentamientos de consolidación primaria y de consolidación secundaria:
ASENTAMIENTOS
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a. Consolidación primaria • Suelos granulares: Su coeficiente de permeabilidad
es alto y el tiempo no interviene, al producirse drenaje (consolidación) casi instantáneo.
• Suelos cohesivos: Su coeficiente de permeabilidad es bajo y el tiempo interviene en la ley de comportamiento (consolidación de Terzaghi).
b. Consolidación secundaria: Recibe el nombre de fluencia y es la parte del asentamiento debido a la compresibilidad del esqueleto sólido, del agua y el aire que llenan los huecos.
ASENTAMIENTOS
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ASENTAMIENTOS
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6.2. ASENTAMIENTOS EN SUELOS PLÁSTICOS COMPRESIBLES
El ASENTAMIENTO por consolidación de un estrato plástico comprensible
de espesor H está dada por la siguiente relación.
(6.1)
donde:
H = disminución del espesor total del estrato de espesor H
H = espesor total del estrato, independiente de las condiciones de drenaje
e = disminución del espesor de una muestra de suelos de espesor total
(1+e).
H.e1
eH
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ASENTAMIENTOS
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ASENTAMIENTOS
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La expresión anterior puede presentarse de otra forma muy común; sabiendo
que:
e
amy
p
ea v
vv
1 (6.2)
donde:
av = COEFICIENTE DE COMPRESIBILIDAD, mide la razón de variación
de e con la presión.
mv = COEFICIENTE DE VARIACIÓN VOLUMETRICA, físicamente
expresa la compresibilidad del suelo, relacionándolo con el volumen
inicial.
H.p.mH.p.e1
aH v
v
(6.3)
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ASENTAMIENTOS
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Si los incrementos de presión ( p ) transmitidos al suelo varían con la
profundidad o que e/1+e varíe apreciablemente a lo largo del espesor del
estrato, se expresa en forma diferencial.
dze
edz
1
Integrando:
H
0
H
0
v
H
0
v dz.pmdz.p.mdze1
eH (6.4)
Considerando a la frontera superior del estrato compresible como origen de
las z.
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6.3. ASENTAMIENTO ADMISIBLE
• Cuando todos los apoyos de una estructura descienden uniformemente no hay que temer ningún daño, salvo si el desplazamiento de conjunto es muy importante.
• Lo que provoca los desórdenes más graves en las estructuras son los asentamientos diferenciales.
• El asentamiento puede tener importancia por tres razones incluso aunque la falla no sea inminente:
• Aspecto
• Condiciones de Servicio
• Daños de la estructura
ASENTAMIENTOS
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• Pueden alterar el aspecto de una estructura, provocando grietas en los muros exteriores y en los revoques de las paredes interiores. También pueden dar lugar a que una estructura se incline lo suficiente para que puede apreciarse a simple vista su inclinación.
• Puede interferir con el servicio de una estructura en diferentes formas; por ejemplo, las grúas y otros tipos de maquinaria pueden dejar de funcionar correctamente las bombas, compresores, etc., pueden desajustarse; y las unidades de seguimiento como el radar pierden precisión.
• EL asentamiento puede producir la falla estructural de un edificio y su colapso, incluso aunque el factor de seguridad contra la falla por corte de la cimentación sea elevado.
ASENTAMIENTOS
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ASENTAMIENTOS
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6.4. ALGUNOS TIPOS DE ASENTAMIENTOS
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• El caso (a) se presenta en una cimentación de platea o losa muy rígida.
• El caso (b) representa un giro o vuelco uniforme, toda la estructura tiene la misma distorsión angular.
• El caso (c) se presenta muy frecuente produce asentamiento diferencial, estos se producen por: 1. Presiones uniformes que actúan sobre un suelo
homogéneo. 2. Presiones diferentes sobre el terreno. 3. Condiciones del terreno heterogéneas.
ASENTAMIENTOS
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ASENTAMIENTOS ADMISIBLES: a) Caso de puentes de luces pequeñas: • La magnitud de los asentamientos diferenciales admisibles
entre los dos apoyos sucesivos de un puente de viga continua, para luces de 15 m son: •Concreto armado: 4-6 cm. •Concreto pretensado: 7-10 cm. •Metálicos: 7-8 cm.
b) Estructuras complejas: • Skempton-MacDonald (1954) hicieron una recopilación de
desórdenes diversos en 98 edificios de muros de carga, acero y concreto armado, completada y presentada por Bjerrum (1963) en forma de cuadro, donde L es la longitud de la viga o panel y son las distorsiones angulares límites: • < 1/800 No cabe esperar alteración de la respuesta de la
estructura ante estos asentamientos.
ASENTAMIENTOS
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• 1/800< <1/700 ; Límite a partir del cual el funcionamiento de los mecanismos sensibles a los asentamientos comienza a perturbarse.
• =1/600; Distorsión límite en vigas de ariostre.
• =1/500; Distorsión límite en construcciones donde la figuración es inadmisible.
• = 1/300; Riesgo de aparición de fisuras en muros de carga. Dificultades en los puentes-grúa.
• 1/300< <1/200; Distorsión límite para la cual la inclinación de construcciones altas y rígidas puede ser visible.
• 1/200< <1/100; Figuración considerable en tabiques y muros de ladrillo.
• Distorsión límite para muros flexibles de ladrillo, en los cuales h/L< ¼ (h es la altura del panel y L la longitud de la viga o panel). Distorsión límite a partir de la cual hay que temer daños estructurales en todos los edificios.
ASENTAMIENTOS
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• Los valores anteriores deben ser tomados en cuenta en el momento de proyectar la estructura. Estos valores sólo son indicativos de un buen funcionamiento de las estructuras proyectadas. Deben complementarse con las respectivas normas del lugar.
ASENTAMIENTOS
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CIMENTACIONES
• Toda estructura se apoya en el suelo mediante una cimentación, para transmitir las cargas al suelo, evitando mayores deformaciones o asentamientos. Según la ubicación del estrato resistente (roca, grava, arena), se consideran los casos siguientes:
– Cimentaciones superficiales: En edificios tenemos: zapatas (aisladas, continuas, conectadas), y losas.
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CIMENTACIONES SUPERFICIALES
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CIMENTACIONES SUPERFICIALES
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CIMETACIONES SUPERFICIALES
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CIMENTACIONES SUPERFICIALES
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CIMENTACIONES SUPERFICIALES Y CONCEPTO DE CARGA ÚLTIMA
• Una cimentación superficial es una subestructura que permite distribuir la carga de la superestructura al suelo de cimentación. Se utilizan por lo general en suelos con buena resistencia, siendo las zapatas el tipo de cimentación superficial más empleada.
• De manera general, las cimentaciones superficiales son aquellas que tienen una razón de profundidad de desplante (Df) a ancho (B) de aproximadamente ≤4. Cuando esta razón es >4, la cimentación se clasifica como profunda.
CIMENTACIONES SUPERFICIALES
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CIMENTACIONES SUPERFICIALES
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El método para diseñar cimentaciones superficiales se basa en la determinación de la capacidad de carga admisible del suelo 𝒒(𝒂𝒅𝒎). Esto se refiere a la capacidad que tiene un suelo de
soportar una estructura y las presiones que ésta genere. Para obtener este valor, se determina primero la denominada capacidad de carga última 𝒒(𝒖𝒍𝒕), la cual es la carga por unidad de
área que ocasionaría falla por cortante en el suelo . Después de determinar la capacidad de carga última se puede calcular la capacidad de carga admisible, al dividirla entre un factor de seguridad que varía entre 2.5 y 3 de acuerdo a la Norma E.050 del RNE. La carga admisible del suelo también se conoce como capacidad portante del suelo.
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• Una zapata es una ampliación de la base de una columna o muro, que tiene como función distribuir la carga al suelo de cimentación. Las zapatas se clasifican en cuatro tipos básicos: aislada, continua, combinada y losa de cimentación.
• Una zapata aislada es aquella que se construye debajo de una sola columna, mientras que una zapata continua se construye debajo de un muro, una zapata combinada es la que soporta más de una columna y una losa de cimentación es la que soporta toda la estructura vertical.
CIMENTACIONES SUPERFICIALES
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CIMENTACIONES SUPERFICIALES
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• Las zapatas pueden ser flexibles y rígidas de acuerdo a sus características geométricas, a la relación entre su canto y su vuelo (Figura 8.4).
• Conociendo la forma básica lo que es una zapata,
se puede analizar cómo se calcula la capacidad de carga última del suelo, la cual permite conocer la capacidad portante del suelo, dependiendo del tipo de zapata que se va a construir y sus dimensiones. Para su estudio se cuenta con las ecuaciones de Karl Von Terzaghi, que han demostrado ser lo suficientemente aproximadas para su aplicación práctica.
CIMENTACIONES SUPERFICIALES
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CIMENTACIONES SUPERFICIALES
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CAPACIDAD DE CARGA DE TERZAGHI
CIMENTACIONES SUPERFICIALES
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CIMENTACIONES SUPERFICIALES
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CIMENTACIONES SUPERFICIALES
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A continuación se presentan las ecuaciones (8.1), (8.2) y (8.3) desarrolladas por Terzaghi para el cálculo de carga última para zapatas: Para zapatas continuas: qult = c Nc + γ1 Df Nq + 0.5γ2 BNγ (8.1) Para zapatas circulares: qult = 1.3c Nc + γ1 Df Nq + 0.3γ2 RNγ (8.2) Para zapatas cuadradas: qult = 1.3c Nc + γ1 Df Nq + 0.4γ2 BNγ (8.3) Donde:
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CIMENTACIONES SUPERFICIALES
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Donde:
qult: Capacidad de carga última
c : Cohesión del suelo
Nc, Nq, Nγ: Factores de capacidad de carga de Terzaghi
γ1 : Peso específico del suelo por encima de la base de la zapata
γ2 : Peso específico del suelo por debajo de la zapata
Df : Profundidad de desplante (profundidad del nivel de apoyo de la zapata)
B : Ancho de zapata cuadrada o continua (o dimensión menor si rectangular)
R : Radio de zapata circular.
Los factores de capacidad de carga Nc, Nq y Nγ dependen y varían de acuerdo al
ángulo de fricción interna del suelo (ø), se pueden obtener con las siguientes
ecuaciones (8.4), (8.5) y (8.6):
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CIMENTACIONES SUPERFICIALES
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Es importante mencionar que los factores de capacidad de carga de las ecuaciones (8.1), (8.2) y (8.3), sus valores se da en Tabla 8.1.
(8.4)
(8.5)
(8.6)
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CIMENTACIONES SUPERFICIALES
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0 5.70 1.00 0.00 26 27.09 14.21 9.84
1 6.00 1.10 0.01 27 29.24 15.90 11.60
2 6.30 1.22 0.04 28 31.61 17.81 13.70
3 6.62 1.35 0.06 29 34.24 19.98 16.18
4 6.97 1.49 0.10 30 37.16 22.46 19.13
5 7.34 1.64 0.14 31 40.41 25.28 22.65
6 7.73 1.81 0.20 32 44.04 28.52 26.87
7 8.15 2.00 0.27 33 48.09 32.23 31.94
8 8.60 2.21 0.35 34 52.64 36.50 38.04
9 9.09 2.44 0.44 35 57.75 41.44 45.41
10 9.61 2.69 0.56 36 63.53 47.16 54.36
11 10.16 2.98 0.69 37 70.01 53.80 65.27
12 10.76 3.29 0.85 38 77.50 61.55 78.61
13 11.41 3.63 1.04 39 85.97 70.61 95.03
14 12.11 4.02 1.26 40 95.66 81.27 115.31
15 12.86 4.45 1.52 41 106.81 93.85 140.51
16 13.68 4.92 1.82 42 119.67 108.75 171.99
17 14.60 5.45 2.18 43 134.58 126.50 211.56
18 15.12 6.04 2.59 44 151.95 147.74 261.60
19 16.56 6.70 3.07 45 172.28 173.28 325.34
20 17.69 7.44 3.64 46 196.22 204.19 407.11
21 18.92 8.26 4.31 47 224.55 241.80 512.84
22 20.27 9.19 5.09 48 258.28 287.85 650.67
23 21.75 10.23 6.00 49 298.71 344.63 831.99
24 23.36 11.40 7.08 50 347.50 415.14 1072.80
25 25.13 12.72 8.34
CN qN N
Tabla 8.1: Factores de Capacidad de Carga de Terzaghi para su aplicación en fórmulas (8.1), (8.2) y (8.3).
MECÁNICA DE SUELOS – UNIDAD IV- Ing. E. De La Rosa Ríos
Para cimentaciones que exhiben falla local por corte en suelos, Terzaghi sugirió modificaciones de las ecuaciones 8.1, 8.2 y 8.3 como sigue:
CIMENTACIONES SUPERFICIALES
42
(8.7)
(8.8)
(8.9)
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CIMENTACIONES SUPERFICIALES
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Tabla 8.2: Factores Modificados de Capacidad de Carga de Terzaghi
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ECUACIÓN GENERAL DE LA CAPACIDAD DE CARGA
• Las ecuaciones de capacidad de carga última de las ecuaciones 8.1, 8.2, 8.3; 8.7, 8.8 y 8.9, son únicamente para cimentaciones continuas, cuadradas y circulares. Estas no se aplican al caso de cimentaciones rectangulares. Además las ecuaciones n toman en cuenta la resistencia cortante a lo largo a lo largo de la superficie de falla arriba del Df. Además no considera la situación de carga inclinada. Para tomar en cuenta todos estos factores, Meyerhof (1963) plante la siguiente forma de ecuación general de capacidad de carga última:
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CIMENTACIONES SUPERFICIALES
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CIMENTACIONES SUPERFICIALES
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(Prandtl, 1921).
(Reisner, 1924).
(Vesic, 1973).
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CIMENTACIONES SUPERFICIALES
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CIMENTACIONES SUPERFICIALES
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CIMENTACIONES SUPERFICIALES
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MODIFICACIÓN DE LAS ECUACIONES DE CAPACIDAD DE CARGA ULTIMA POR NIVEL FREÁTICO
Las ecuaciones de capacidad de carga fueron desarrolladas con base en la hipótesis de que el N.F. esté ubicado muy por debajo de la cimentación. Sin embargo si el N.F. está cerca de la cimentación, será necesario modificar las ecuaciones de capacidad de carga, dependiendo de la ubicación del N.F. (ver Fig.3.6):
CASO I:
Si el N.F. se ubica de tal manera que 0≤𝐷1≤𝐷𝑓, el factor q
en las ecuaciones de capacidad de carga toma la siguiente forma:
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CIMENTACIONES SUPERFICIALES
50 MECÁNICA DE SUELOS – UNIDAD IV- Ing. E. De La Rosa Ríos
CASO II:
Si el N.F. se ubica de tal manera que 0≤d≤B,:
El factor 𝛾 en el último término de las ecuaciones de capacidad de carga debe reemplazarse por el factor:
CASO III:
Cuando el N.F. se localiza de manera que d≥B, el agua no afectará la capacidad de carga última.
CIMENTACIONES SUPERFICIALES
51 MECÁNICA DE SUELOS – UNIDAD IV- Ing. E. De La Rosa Ríos
CIMENTACIONES SUPERFICIALES
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Ejemplo 1. Una cimentación cuadrada mide en planta 1.5x1.5 m. El suelo que la soporta tiene un ángul de fricción ∅,= 20° y c´ = 15.2 kN/m2. El peso específico 𝛾 del suelo es 17.8 kN/m3. Determine la carga bruta admisible sobre la cimentación con un factor de seguridad (FS) de 3. Suponga quela profundidad (Df) de la cimentación es de 1.00 m y que ocurre falla por corte general en el suelo. Solución: De la ecuación (8.3), 𝒒𝒖= 𝟏. 𝟑 𝒄´ 𝑵𝒄 + 𝒒𝑵𝒒 + 𝟎. 𝟒𝜸𝑩 𝑵𝜸
Dela Tabla 8.1, para ∅´ = 𝟐𝟎°: 𝑵𝒄 = 𝟏𝟕. 𝟔𝟎; 𝑵𝒒 = 𝟕. 𝟒𝟒; 𝑵𝜸 = 𝟑. 𝟔𝟒
57 MECÁNICA DE SUELOS – UNIDAD IV- Ing. E. De La Rosa Ríos
• 𝐴1 = 𝑙𝑛𝑚´+ 𝑚´2+1 1+𝑛´2
𝑚´+ 𝑚´2+𝑛´2+1
• 𝐴2 =𝑚´
𝑛´ 𝑚´2+𝑛´2+1
𝐼𝑓 = 𝑓𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑝𝑟𝑜𝑓𝑢𝑛𝑑𝑖𝑑𝑎𝑑 = 𝑓𝐷𝑓
𝐵𝜇𝑠,
𝐿
𝐵
𝛼 = 𝑓𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑞𝑢𝑒 𝑑𝑒𝑝𝑒𝑛𝑑𝑒 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑝𝑜𝑠𝑖𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑙𝑎
𝑐𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑐𝑖ó𝑛 donde el asentamiento se calcula.
En el centro de cimentación: 𝛼 = 4; 𝑚´ =𝐿
𝐵; 𝑛´ =
𝐻𝐵
2
En la esquina de cimiento: 𝛼 = 1; 𝑚´ =𝐿
𝐵; 𝑛´ =
𝐻
𝐵
Las variaciones de F1 y F2, con m´ y n´, se da en Tabla 5.4
CIMENTACIONES SUPERFICIALES - ASENTAMIENTOS
58 MECÁNICA DE SUELOS – UNIDAD IV- Ing. E. De La Rosa Ríos
CIMENTACIONES SUPERFICIALES - ASENTAMIENTOS
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ECUACION MEJORADA PARA EL ASENTAMIENTO ELASTICO: Mayne y Poulos, 1999; toma en cuenta la rigidez de la cimentación, la profundidad de empotramiento de la cimentación, el incremento del módulo de elasticidad del suelo con la profundidad y la localización de estratos rígidos a una profundidad limitada. Se tiene en figura los parámetros generales.
𝑆𝑒 =𝑞0𝐵𝑒𝐼𝐺𝐼𝐹𝐼𝐸
𝐸01 − 𝜇2
Donde:
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MECÁNICA DE SUELOS – UNIDAD IV- Ing. E. De La Rosa Ríos
CIMENTACIONES SUPERFICIALES
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ASENTAMIENTO POR CONSOLIDACION PRIMRIA Relaciones para el asentamiento por consolidación primaria El asentamiento por consolidación se da a lo largo del tiempo, y ocurre en suelos arcillosos saturados cuando son sometidos a carga creciente causada por la construcción de una cimentación (ver fig.5.28). En base en ecuaciones de asentamiento unidimensional por consolidación:
El incremento de la presión efectiva, ∆𝜎´, sobre el estrato de arcilla no es constante con la profundidad. Su magnitud decrece conforme se incrementa la profundidad medida desde la base de l cimentación. Sin embargo, el incremento promedio de presión puede aproximarse por:
Los procedimientos para determinar los índices de compresibilidad y expansibilidad, se presenta a continuación:
CIMENTACIONES SUPERFICIALES
67 MECÁNICA DE SUELOS – UNIDAD IV- Ing. E. De La Rosa Ríos
𝐶𝑐 = 𝑖𝑛𝑑𝑖𝑐𝑒 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑒𝑠𝑖𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑, 𝑒𝑠 𝑙𝑎 𝑝𝑒𝑛𝑑𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑝𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 𝑟𝑒𝑐𝑡𝑎 de la curva de consolidación uniaxial 𝑒 − 𝑙𝑜𝑔𝜎´ 𝑜𝑏𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑎 𝑒𝑛 𝑙𝑎𝑏𝑜𝑟𝑎𝑡𝑜𝑟𝑖𝑜 (última parte de la curva de carga), o por medio de la siguiente relación:
𝐶𝑐 =𝑒1−𝑒2
𝑙𝑜𝑔𝜎´2−𝑙𝑜𝑔𝜎´1=
𝑒1−𝑒2
𝑙𝑜𝑔𝜎´2𝜎´1
(5.43)
El valor de 𝐶𝑐 puede variar mucho, dependiendo del tipo de suelo. Skempton (1944) dio la siguiente correlación empírica para el índice de compresión: