Parte de un terreno costero con corte vertical

Reconocimiento del terreno o trabajo previo

Toma de muestras: i. Calicata (muestra superficial) ii. Sondeo mecánico (muestra profunda).Penetración: i.Dinámica (SPT, panda, CPT din, Borro, DPCH) ii. Estática (CPT- CPT/U). Ensayo de carga: i.Presiómetro/Dilatómetro ii. Placa de carga (mide asientos)iii.Ensayo Vane (medir resistencia al corte no drenada y sensitividad en suelos cohesivos saturados). Geofísicos: i.Sísmico ii. Eléctrico iii.Eléctro-magnético

Fundaciones superficiales : Las cimentaciones superficiales se definen cuantitativamente de forma aproximada y arbitraria como aquellas en que la relación entre su empotramiento (D) y su ancho (B). 𝐷/𝐵<4. Y de manera cualitativa las define como aquellas que transmiten el estado tensional de la estructura al terreno cerca de la propia estructura.

Estados de límite

•El hundimiento:se alcanzará cuando la presión actuante (total bruta) sobre el terreno bajo la cimentación supere la resistencia carácterística del terreno frente a este modo de rotura, también llamada presión de hundimiento. •Deslizamiento:Se podrá producir este modo de rotura cuando, en elementos que hayan de soportar cargas horizontales, las tensiones de corte en el contacto de la cimentación con el terreno superen la resistencia de ese contacto. •Vuelco:Se podrá producir este modo de rotura en cimentaciones que hayan de soportar cargas horizontales y momentos importantes cuando, siendo pequeño el ancho equivalente de la cimentación, el movimiento predominante sea el giro de la cimentación. •Estabilidad global: –Un edificio podrá fallar globalmente, sin que se produzcan antes otros fallos locales, cuando se forme una superficie de rotura continua (superficie de deslizamiento) que englobe una parte o toda la cimentación, y en la que los esfuerzos de corte alcancen el valor de la resistencia al corte del terreno. –Este tipo de rotura es típico en cimientos próximos a la coronación de taludes de excavación o relleno, o en medias laderas, particularmente si éstas presentan una estabilidad natural precaria.

Estados de limite de servicio

i. Mov admisibles y ii. Asentamientos inducidos

Las tensiones transmitidaspor las cimentaciones dan lugar a deformaciones del terreno que se traducen en asientos, desplazamientos horizontales y giros de la estructura que, si resultan excesivos, podrán originar una pérdida de la funcionalidad, producirfisuraciones, agrietamientos, u otros daños. Se debe verificar que: a) los movimientos del terreno serán admisibles para el edificio a construir; b) los movimientos inducidos en el entorno no afectarán a los edificios colindantes.

•Las condiciones que aseguren el buen comportamiento de la cimentación habrán de mantenerse durante su vida útil, lo que hará necesario considerar la posible evolución de las condiciones iniciales debido, entre otras, a las siguientes causas:
•a) cambios de volumen espontáneos, como en el caso del colapso de rellenos mal compactados o suelos naturalmentecolapsables (loess, algunos limosyesíferos, etc.);
•b) cambios de volumen debidos a modificaciones en estado de humedad de terrenos arcillosos potencialmente expansivos;
•c) fenómenos de disolución kárstica;
•d) socavación en los cauces y orillas de los ríos;
•e) erosión interna del terreno por rotura de colectores u otrasconducciones de agua;
•f) deterioro de los hormigones de las cimentaciones en contactocon terrenos o aguas subálveas agresivas;

*Una cimentación o fundación directa es aquella que reparte las cargas de la estructura en un plano de apoyo horizontal. Las cimentaciones directas se emplearán para trasmitir al terreno las cargas de uno o varios pilares de la estructura, de los muros de carga o de contención de tierras en los sótanos, de los forjados o de toda la estructura.

Tipos de fundaciones

2.Zapata aislada: Pilar aislado, interior, medianero o de esquina. 1.Zapata combinada: 2 o más pilares contiguos.

7.Zapata corrida: Alineamiento de 3 omás pilares o muros. Pozos de cimentación: Pilar aislado.

3.Emparrillado: Conjunto de pilares y muros distribuidos en general,en retícula. 6.Losa: Conjunto de pilares y muros.

Zapatas aisladas:

Zapatas aisladas con vigas centradoras:

•Zapata aislada: Se utiliza para cimentar cargas aisladas.
•Zapata corrida: Se utilizan para cimentar muros, paredes portantes o de carga y para hileras de pilares situados tan cerca el uno del otro que las zapatas de cada pilar se solapan con las de los pilares adyacentes.
•Emparrillado: Cuando se tienen hileras de pilares en dos direcciones ortogonales del plano de cimentación y se verifica alguno de los supuestos anteriores en los que es aconsejable utilizar cimentaciones continuas en dos direcciones se forma una estructura de cimentación cuadriculada que se denomina emparrillado.
•Losa de cimentación: se emplea en suelos de capacidad de carga relativamente baja, son útiles para reducir asientos.

Fundaciones especiales: losas de subpresión, Jet-grouting. Mejora del terreno: inyecciones, compactación dinámica, vibrocompactación.Columnas de grava,etc.

Tensión total bruta (qb): tensión vertical total aplicada por la fundación justo en el nivel del sello de fundación. Se incluyen todas las fuerzas verticales, tales como: peso de la estructura, sobrecargas y peso de la fundación, etc.

Tensión total netra (qneta): Diferencia entre la tensión bruta (qb) y la tensión vertical total (σv) existente a nivel del sello de fundación antes de la contrucción de la estrctura. Es por lo tanto el incremento de la presión total vertical debido a la estrcutura. (qneta=qb* σv).

Tensión efectiva bruta (q´b): Diferencia entre la tensión total bruta y la presión de portos. (q´b=qb-u).

Tensión efectiva neta (q´neta): Diferencia entre la tensión bruta y la presión de portos (q´neta=q´b- σ´v).

qneta=q´neta

Presión de hundimiento o tensión de hundimiento (qult ó q´ult): tensión vertical para la cual el terreno agota su resistencia al corte y se produce el hundimiento. Puede expresarse en función de tensiones totales o efectivas, brutas o netas.

Tensión admisible (qadm ó q´adm): Tensión vertical d la fundación para la cual existe un adecuado facto de seguridad. Puede expresarse en función de tensiones torales o efectivas, brutas o netas. La tensión admisible no tiene porque ser necesariamente la tensión de trabajo de la estructura, especialmente si la tensión admisible índice asentamiento excesivos. Qadm=qult/FS

Tensión de trabajo (qtrab ó q´trab): Tensión a la que trabaja la fundación, teniendo en cuenta la resistencia al hundimiento y los asentamientos permitidos por la estructura. Nunca puede ser mayor que la tensión admisible, sí idéntica a ésta. Puede expresarse en función de tensiones totales o efectivas, brutas o netas. Asentamiento toales/(qtrab=qadm).

•A) Rotura general : si el suelo es poco compresible, el mecanismo de rotura se desarrolla sin cambio de volumen y las deformaciones verticales de la cimentación se produce solamente si se moviliza una
masa de terreno a lo largo de una superficie de terreno. –Superficies de deslizamiento bien definida que aflora en la superficie –Levantamiento de terreno a ambos lados –La rotura puede ser repentina y catastrófica •B) Rotura por punzonamiento: Si el suelo es muy compresible, las deformaciones verticales de la cimentación pueden producirse por la disminución de volumen del suelo debajo de laciementación. –Se producen grandes desplazamientos verticales debido a la compresibilidad del suelo. –La rotura puede no ser catastrófica. No se produce levantamiento laterales. C) Rotura Local: Con cierta compresibilidad del terreno, puede aparecer una situación intermedio entre las dos roturas.

Cr: Compacidad relativa a la arena./Df: Profundidad de la fundación.

• Cimentación superficial aquella que transmite las cargas de la estructura a las capas más superficiales del terreno. Cuando la profundidad de cimentación es claramente mayor que el ancho (o dimensión menor en planta) del elemento de cimentación (zapata), la cimentación debe considerarsesemiprofundao profunda.

Formulación deTerzagui y Peck (1967)

•I) zona activa inmediatamente debajo de la fundación. II) Arcos de espiral logarítmica, zona radial. III) Zonas pasivas

Formulación deBrinch-Hansen: El método de cálculo para obtener la presión de hundimiento de una cimentación propuesto porBrinchHansen (1961) es una recopilación de diferentes métodos de cálculo propuestos por diferentes autores, aunque básicamente parte de la ecuación de Terzaghi, en cuanto a formato de expresión, a la que le añade unos parámetros correctores de forma, profundidad e inclinación de la carga.

Formulación deBrinch-Hanse

Fundaciones Profundas

•Cuando los niveles superficiales del terreno son poco resistentes o muy compresible las fundaciones superficiales no pueden cumplir con los requerimientos de FS, o reducir asentamientos, para estos casos es necesario dirigir la carga o transmitir a niveles mas competentes y mas profundos, para ello seutilizan las fundaciones profundas.

•Pilote es un elemento de cimentación en el que predomina la longitud sobre cualquier otra dimensión. Normalmente se considera que un cimiento profundo es un pilote cuando la longitud total del elemento es igual o superior a ocho veces el ancho o dimensión mínima del mismo. Pueden ser de acero, concreto y/o madera.

Tipos de pilote
•Pilotesprefabricados:Losprimerossonpiezas rectasdemadera,hormigónarmado,hormigón pretensadooaceroqueseintroducenenel terrenoporgolpeoovibraciónhastaalcanzarla profundidadnecesaria.
•Pilotesexcavadosyhormigonadoin-situ:se ejecutanrealizandounaexcavacióndeldiámetro ylongitudadecuados,enlaqueseintroducela armaduradeaceronecesariapara,finalmente, rellenarelhuecoconhormigón.Debidoaesta formadeinstalación,querequiereextraerun volumendesueloparaconstruirelpilote.

Cuando se usa pilote

- estrato blando y alcar donde se pueda afirmar, estrato que genera p negativa, gran estrcutura que requiere buena fundación, cuando se tienen f verticales y horizontales actuando, suelo estable y suelo inestable.

Carga de un pilote:

Cuando se usa un pilote

•El pilote columna es aquél en el que toda o gran parte de la carga que recibe en su cabeza se transmite íntegramente a la punta.
•Pilote flotante: aquel donde la carga va a parar al terreno a través del rozamiento por el fuste.

Zonas de carga en un pilote

•la movilización de la carga por puntada lugar a la formación de unas zonas plastificadas por debajo de la punta del pilote, pero que se vuelven sobre si mismas para alcanzar al fuste del pilote en una cierta longitud.

*La resistencia por fuste se ve afectada por el sistema de colocación de los pilotes.

A lo largo del fuste de un pilote el terreno presiona horizontalmente sobre él con una presión efectiva que varía con la profundidad.

Como puede apreciarse, la tensión unitaria qf se compone de dos términos, uno debido al rozamiento de las tierras con el pilote y otra ala adherencia entre ambos; el primero es semejante a la resistencia friccional y el segundo a la resistencia por cohesión. La presión efectiva horizontal sobre planos verticales en un suelo es proporcional a la presión vertical efectiva sobre planos horizontales.

Resistencia por fuste Arenas: Nota: valor máximo de qf= 70KPa

Resistencia por fuste gravas:

Arcilla:

Rozamiento negativo sobre los pilotes

Rozamiento negativo sobre los pilotes
•Asientos en terrenos pocos competentes, alrededor de un pilote, genera que el suelo quede colgado a esta estructura, ocasionando tensiones tangenciales hacia abajo, lo que se denomina rozamiento negativo.

Coeficiente de balasto
•Este parámetro asocia la tensión transmitida al terreno por una placa rígidacon la deformación o la penetración de la misma en el suelo, mediante la relación entre la tensión aplicada por la placa (ensayo placa de carga) “q” y la penetración o asentamiento de la misma “y”. Generalmente se la identifica con la letra “k. K=q/y