Fundamentos de Geotecnia: Cimentaciones, Empujes y Pantallas

1. Estados límite en cimentaciones superficiales

Los estados límite de cálculo son aquellas situaciones que, de ser superadas, implican que la estructura no cumple con las funciones para las que fue proyectada. Se distinguen dos comprobaciones principales:

• ELU (Estado Límite Último): Comprobación frente al hundimiento.
• ELS (Estado Límite de Servicio): Comprobación frente al asiento total.

2. Conceptos fundamentales en cimentaciones profundas

1. Zona activa y pasiva: Son las regiones del suelo que interactúan con el elemento estructural. La zona pasiva ejerce presión de resistencia, mientras que la zona activa ejerce presión de empuje.
2. Efecto grupo: En grupos de pilotes, es obligatorio verificar la seguridad frente al hundimiento conjunto del grupo.
3. Tope estructural: Se define como la carga vertical de servicio máxima que puede soportar un pilote.
4. Rozamiento negativo: Ocurre cuando el terreno desciende debido a asientos o consolidación, transmitiendo un rozamiento unitario negativo en el fuste del pilote.

3. Parámetros de la carga de hundimiento

La capacidad de carga de hundimiento en cimentaciones superficiales y profundas depende de las propiedades geotécnicas del terreno, la geometría de la cimentación y las condiciones de carga aplicadas.

4. Teoría y 5 hipótesis de Terzaghi-Fröhlich

Teoría

Explica la consolidación de suelos arcillosos saturados. Al aplicar una carga, esta es soportada inicialmente por el agua de los poros; al drenar lentamente, aumenta la tensión efectiva del suelo, provocando el asiento.

Hipótesis

1. Suelo homogéneo e incremento de tensión aplicado instantáneamente.
2. Suelo completamente saturado.
3. Drenaje o flujo unidimensional.
4. Aplicabilidad de la Ley de Darcy.
5. El índice de huecos (e) depende de la presión.

5. Empuje activo y pasivo

• Empuje activo (Ea): Es la presión que ejerce el terreno contra el muro.
• Empuje pasivo (Ep): Es la resistencia que ofrece el terreno a favor del muro, ayudando a soportar las cargas.

6. Procedimiento para la ejecución de pantallas in situ

1. Construcción de muretes guía.
2. Ejecución de bataches (mediante cuchara de cable, hidráulica o hidrofresa):
   • Excavación.
   • Colocación de la armadura.
   • Hormigonado de las pantallas.
   • Extracción de la junta.

7. Hinca de pilotes: Momento estabilizador vs. Momento desestabilizador

El equilibrio durante la hinca depende de la relación entre las fuerzas que favorecen la estabilidad y aquellas que inducen el vuelco o inestabilidad del elemento.