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RELÉS
UNASAM – FCAM – EAPIS – INSTALACIONES ELECTROMECÁNICAS0
FA C U LT A D DE CI E N C I A S DEL A M B IE N TE
ESC U E L A A C AD ÉM ICO PR O FESION A L D E I N G E N IE R Í A S A N IT A R I A
CURSO: MECÁNICA DE SUELOS I
TEMA: ANALISIS DE ASENTAMIENTO CICLO: VIDOCENTE: ING. VÁSQUEZ NIÑO VÍCTOR ALUMNO: PALACIOS CACHA OSWALDO
HUARAZ- 2013
ANÁLISIS DE ASENTAMIENTO
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I. INTRODUCCIÓN
Todos los materiales experimentan deformaciones cuando se someten a condiciones de
Carga. El análisis de deformación de los suelos es bastante complejo ya que los
esfuerzos que se inducen dentro de él es un problema sin solución exacta a la fecha; así
mismo los parámetros de compresibilidad de los depósitos de suelo son difíciles de
determinar o medir experimentalmente además de la no homogeneidad y anisotropía del
medio, lo que complica el análisis y cálculo de los asentamientos.
La calidad del suelo es un aspecto importante en la evaluación de un proyecto de
edificación, incluso, si éste es de baja calidad geotécnica, puede hacerlo
económicamente inviable.
Una estructura apoyada en suelo blando debe verificarse para condiciones críticas
de capacidad de soporte y para no superar asentamientos admisibles. Asentamientos
inadmisibles pueden provocar desde daños estéticos a daños funcionales o
estructurales.
II. OBJETIVO
El principal objetivo de este informe es enriquecerse sobre la importancia de la
capacidad de carga que en análisis de asentamientos del suelo.
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III. MARCO TEÓRICO
III.1. IMPORTANCIA DEL ANALISIS DE ASENTAMIENTO
Toda estructura construida bajo la superficie del terreno, está sometida a las fuerzas que
ejerce el suelo en contacto con dicha estructura. La determinación de las fuerzas que
actúan sobre una estructura debajo del terreno no se puede hacer de forma correcta si se
considera solamente a la estructura o al terreno alrededor de ella, ya que el
comportamiento de la estructura depende del comportamiento del terreno.
III.2. CAUSAS DE ASENTAMIENTOS
Siempre que se aplica una carga a un suelo, se desarrollan fuerzas de contacto entre
partículas adyacentes; estas fuerzas se pueden descomponer en fuerzas normales (N) y
fuerzas tangenciales (T) a la superficie de contacto (ver figura 1). Las partículas
individuales se deforman como resultado de estas fuerzas; el tipo de deformación es de
naturaleza elástica y plástica en las inmediaciones del punto de contacto. La
deformación que sufre un suelo es resultado de la deformación de las partículas
individuales y del deslizamiento relativo entre las partículas. Sin embargo, la
experiencia ha demostrado que la contribución principal a la deformación general se
debe al deslizamiento entre las partículas junto con la reorganización de las mismas
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Para estimar la magnitud de los asentamientos, se deben de tomar en cuenta varios
mecanismos de movimientos del suelo que son causas de. Asentamientos, tales como
(Whitlow, 1996):
III.2.1. COMPACTACIÓN.
Compactación. La compactación es un proceso por medio del cual las partículas del
suelo se fuerzan a un estado de acomodo de mayor proximidad con la correspondiente
reducción de volumen y la expulsión de aire a consecuencia de la aplicación de cargas
Transitorias de corta duración.
III.2.2. CONSOLIDACIÓN
En suelos cohesivos saturados, el efecto del aumento de la carga produce un aumento de
la presión del agua contenida en los poros, por lo que se expulsa gradualmente agua de
los poros, a éste proceso se le llama consolidación.
III.2.3. MOVIMIENTOS POR CAMBIO DE HUMEDAD
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Algunos tipos de suelo muestran un aumento (expansión) o una disminución
(contracción) muy notable de su volumen a medida que el contenido de agua aumenta o
disminuye respectivamente.
III.2.4. EFECTOS DE NIVEL DEL AGUA SUBTERRINEA.
Cuando se bombea agua de una excavación, el nivel freático del área circundante puede
disminuir.
III.2.5. EFECTOS DE LOS CAMBIOS DE TEMPERATURA
Los suelos arcillosos que se secan por estar situados debajo de cimentaciones de hornos,
estufas, calefactores y calderas, pueden presentar contracciones bastante severas.
III.2.6. PÉRDIDA DE SOPORTE LATERAL
Una de las formas comunes de desplazamiento de los cimientos que suele conducir a
fallas serias e incluso catastróficas, está asociada con la excavación de pozos profundos
junto a las cimentaciones.
III.2.7. CARGAS
Existe otro mecanismo muy común en el movimiento del suelo que soporta la
cimentación y que representa regularmente una causa de asentamiento; éste es el factor
carga (Delgado, 1999). Los asentamientos debidos a las cargas se clasifican en: a)
asentamiento producido por cargas estáticas (permanentes o transitorias) y b)
asentamiento producido por cargas dinámicas (vibración e impacto).
III.3. COMPONENTES DEL ASENTAMIENTO
La compresión de un estrato de suelo no ocurre bruscamente, por el contrario, es tan
lenta que es difícil creer que se está produciendo algún asentamiento. El asentamiento
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de un depósito de suelo empieza rápidamente y se hace más lento a medida que pasa el
tiempo (Sowers, 1990). El asentamiento total se puede dividir en tres etapas (ver figura
2): a) asentamiento elástico (también llamado asentamiento inicial o asentamiento
inmediato); b) asentamiento por consolidación primaria y c) asentamiento por
consolidación secundaria; en los capítulos 2 y 3 se tratan estos asentamientos.
III.3.1. ASENTAMIENTO ELASTICO
Los asentamientos debidos a la compresión del suelo sin deslizamiento de particular se
suelen llamar elásticos inmediatos, en oposición a los plásticos, que son aquellos en los
que se produce una rotura del suelo, que llega a fluir bajo la carga (Jiménez, 1951).
La confiabilidad en los cálculos de asentamientos elásticos por medio de la teoría de la
elasticidad es aceptable, si el suelo sobre el cual actúa la carga es un suelo que pudiera
considerarse homogéneo, elástico e isótropo; tales como algunas arcillas pre
consolidadas o normalmente consolidadas cuando el espesor del estrato no es muy
grande (Juárez & Rico, 1995).
III.3.2. ASENTAMIENTO POR CONSOLIDACIÓN PRIMARIA
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Cuando un suelo saturado se somete a cargas, el agua dentro de los poros incrementa su
presión por arriba de la hidrostática. El asentamiento por consolidación primaria
se produce cuando este exceso de presión (llamado presión de poro, neutral o
intersticial) se disipa con el tiempo. En cuanto termina la aplicación de la carga,
el agua comienza a fluir debido al gradiente hidráulico producido por las
sobrepresiones intersticiales, variando el volumen del suelo (Lambe, 1996). El
asentamiento por consolidación primaria se puede calcular usando la teoría de la
consolidación de Terzaghi (Juárez & Rico, 1997), la cual calcula el cambio de la
presión en exceso de la hidrostática con el tiempo y el espacio. A medida que
este exceso de presión se disipa, dicha presión es tomada por la estructura sólida
del suelo (concepto de esfuerzo efectivo) produciendo el asentamiento.
III.3.3. ASENTAMIENTO POR CONSOLIDACIÓN SECUNDARIO
La causa de éste tipo de asentamiento se debe generalmente al deslizamiento progresivo
diferido en el tiempo entre las partículas del suelo que se reacomodan, tendiendo a
estados más compactos para adaptarse a la nueva condición de carga (Juárez & Rico,
1997). Posiblemente puede contribuir también alguna clase de flujo plástico de las
partículas laminares que conforman los suelos arcillosos. Cuando los deslizamientos
relativos entre las partículas se hacen comparables a la velocidad de disipación de la
presión de poro, es cuando el efecto de la consolidación secundaria se hace notable y
esto se refleja en las curvas de consolidación. En el trazado semilogaritmico de las
curvas de consolidación, se tiene la ventaja de que todas las observaciones pueden
presentarse en una sola curva, aun cuando la prueba se prolongue durante meses para
fines de investigación. Se han realizado pruebas de consolidación a largo plazo sobre un
gran número de suelos, encontrándose en muchos casos que el efecto secundario está
representado en dicho trazo por una Línea prácticamente recta. La pendiente de esta
línea es una medida de la intensidad del efecto secundario (Juárez & Rico, 1997).
Debido a que la compresión secundaria representa básicamente un reacomodo de la
estructura interna del suelo, después de que gran parte de la carga ha sido transferida del
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agua a la materia sólida, debe esperarse que las velocidades de esta compresión
secundaria dependan del esfuerzo efectivo, siendo independientes de la magnitud del
incremento precedente de carga aplicado para alcanzar ese esfuerzo efectivo y del
espesor del estrato de suelo (Jliárez & Rico, 1997). La consolidación secundaria resulta
de mayor importancia en los suelos orgánicos, en los estratos delgados o en estratos con
gran contenido de arena que propicien drenaje. Especialmente, la consolidación
secundaria es de suma importancia en depósitos de turba, en los que la consolidación
primaria puede ocurrir casi simultáneamente a la aplicación de la carga (Rico & Del
Castillo, 1996).
III.4. TIPOS DE ASENTAMIENTOS
En el inciso anterior, se describieron los componentes del asentamiento que pueden
ocurrir en un depósito de suelo. Dependiendo de la uniformidad en que pueden ocurrir,
los asentamientos se clasifican en totales y diferenciales. A continuación se describen
cada uno de estos tipos de asentamiento.
III.4.1. ASENTAMIENTOS TOTALES
En general, la magnitud del asentamiento total no representa un factor crítico, sino más
bien una cuestión de conveniencia. Si el asentamiento total de una estructura. Es
considerable, pueden presentarse problemas en conductos de gas, agua potable o
alcantarillado que estén conectados a la estructura (Lambe, 1996).
III.4.2. ASENTAMIENTO DIFERENCIALES
El asentamiento diferencial o relativo entre las diferentes partes de la estructura, es de
mayor trascendencia para la estabilidad de la superestructura que la magnitud del
asentamiento total; ya que éste último sólo tiene importancia con relación a obras o
servicios vecinos como conductos de drenaje y agua potable (Delgado, 1999). Si la
totalidad del área de cimentación de una estructura se asienta en una misma magnitud,
no se presenta algún efecto nocivo para la superestructura; pero si ocurren movimientos
diferenciales entre las diferentes partes de la cimentación, entonces se originan
sobreesfuerzos en la estructura (Delgado, 1999). Si estos movimientos diferenciales son
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excesivos, pueden ocasionar severos agrietamientos, o en su defecto, pueden provocar el
colapso de la estructura. En la tabla. Se muestran algunas de las causas principales de
los asentamientos diferenciales en las cimentaciones.
Formas del asentamiento diferencial y el daño que producen:
ASENTAMIENTO EN LOS EXTREMOS
Los extremos de la estructura se asientan más que el centro y debido a esto se forman
grietas con ancho creciente hacia la parte Superior de la estructura, que pueden
ocasionar un daño muy severo (ver figura). La expansión diferencial de suelo, mayor en
el centro que en los extremos, generan un efecto similar (Delgado, 1999).
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ASENTAMIENTO CERCA DEL CENTRO
Los extremos se asientan menos que el centro. Se producen compresiones acentuadas en
la parte superior del edificio. Si las deformaciones son muy grandes se pueden generar
roturas por cortante, horizontales o inclinadas y grietas de tracción hacia la parte inferior
(ver figura). Puede no ser crítico si las deformaciones son moderadas.
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ASENTAMIENTO POR UN EXTREMO
El asentamiento diferencial de un extremo de una cimentación larga, con respecto al
otro extremo, puede generar grietas con la mayor abertura hacia la parte superior como
se puede ver en la figura.
ASENTAMIENTO VARIABLE
El asentamiento crece gradualmente desde un extremo de un edificio alto hasta el otro
extremo. Se puede ladear toda la estructura sin agrietarse (ver figura). En estructuras
altas y esbeltas, las presiones no uniformes de la cimentación, mayores del lado de
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desplome, tienden a acentuar el problema y aún agravarlo con el tiempo (Delgado,
1999).
IV. CONCLUSIÓN
Los asentamientos que se producen en las cimentaciones, se derivan en la
mayoría de los casos al comportamiento del suelo que reacciona ante los
esfuerzos inducidos por las cargas aplicadas. De igual forma, las
propiedades de compresibilidad del suelo sobre el cual se desplanta la
cimentación son un factor decisivo en el grado del asentamiento que se
producirá, así como otros factores externos.
Un suelo está compuesto por capas sólido, líquido y
gaseosa generando variaciones anómalas, naturalmente o
por el hombre que van provocar asentamientos de
terreno.
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V. RECOMENDACIONES
Es recomendable un estudio, análisis y respectivo
tratamiento del suelo para construcciones de
edificaciones.
Evitar construcciones en suelos arenoso o gravosos
porque van provocar asentamientos.
VI. BIBLIOGRAFIA
Rodolfo Crescenciano Medrano Castillo
Mecánica de Suelos II(Sistema Nacional de Educación Superior
Tecnológica Instituto Tecnológico de Tehuacán).pdf
Sebastián Henríquez, Aline Pedrals, Pablo Valdés
(Trabajo Final De Diploma: Casos De Asentamientos Inadmisibles En
Suelos Finos).pdf
Juárez Badillo y Rico Rodriguez
Mecánica de Suelos
George B Sowers y George F. Sowers
Introducción a la Mecánica de Suelos y Cimentaciones
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