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luis-loria-varela
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Recopilación de información referente a varios tipos de suelo, así como métodos de compactación, capacidad de carga y de clasficación de suelos.
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Universidad de Los Andes
Facultad de Ingeniera
Departamento de Vas
Investigacin del subsuelo
- Tipos de Fundacin y
Elementos de la Fundacin
Prof. Silvio Rojas
Enero, 2007
Universidad de Los Andes
Facultad de Ingeniera
Departamento de Vas
Fundaciones
Las tablas 18, 19, 20, 21, 22, 23 y 24, presentan correlaciones y valores de
parametros de gran utilidad para el ingeniero en sus diseos preliminares.
Descripcin Muy suelta Suelta Mediana Densa Muy densa
Dr 0 - 15 15 - 35 35 -65 65 - 85 85 - 100
N70 SPT
Fino
Medio
Grueso
-
1 2
2 3
3 6
-
3 6
4 7
5 9
-
7 15
8 20
10 25
-
16 30
21 40
26 45
-
-
> 40
> 45
Fino
Medio
Grueso
26 28
27 28
28 30
28 30
30 32
30 34
30 34
32 36
33 40
33 38
36 42
40 -50
> 50
hum (ton/m3) 1.1 1.6 1.4 1.8 1.7 2.0 1.7 2.2 2 .0 2.3
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Tabla N 18.:Valores empricos de (ngulo de friccin interna del material) , (peso
unitario del material), Dr con N del SPT en suelos granulares normalmente consolidados
y una profundidad de 6 m ( Bowles).
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Tabla N 19: Relacin de energa estndar (Bowles, 1988)
Gua preliminar para formar un criterio sobre la compacidad in situ de los depsitos
de suelos granulares sin cohesin.
(ER)estndar Referencia
50 55 (usar 55) Schmertman (1983)
60 Seed et al (1985), Skempton
(1986)
70 80 (usar 70) Riggs (1986)
N de Golpes Dr
0 4 Muy suelta
4 10 Suelta
10 30 Mediana
30 50 Densa
> 50 Muy densa
Tabla N 20: Relacin
numero de golpes y
densidad relativa
(Terzagui y Peck)
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Tabla N 21: Correlacin entre qu (resistencia a la compresin simple) ,consistencia y SPT.
qu: resistencia a la compresin simple.
Una expresin para la determinacin de qu en funcin del numero de golpes.
Valores de c:
- Arcilla de baja plasticidad, 0.1 a 0.20.
- Arcilla muy limosa o arenosa 0.05 a 0.15
Consistencia N SPT qu (Kg/cm2) sat(ton/m3)
Muy blanda 0 2 0 0.25 1.60 1.90
Blanda 2 4 0.25 0.50
Media 4 8 0.50 1.00 1.76 2.07
Consistente 8 15 1.00 2.00 1.90 2.24
Muy consistente 15 30 2.00 - 4.00
Dura 30 4.00
Ncqu
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Tabla N 22: Espaciamiento tentativo de las perforaciones Sowers (1970)
Suelos uniformes pueden duplicarlos espaciamientos. Suelos irregulares reducir a la
mitad.
Estructura Espaciamiento (m)
Edificios industriales de un piso 30 40
Edificios de varios pisos 15 30
Excavaciones para prstamo 30 120
Presas de tierra, diques 30 60
Carreteras (investigar subrasante) 300 - 600
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Tabla N 23:Profundidad de sondeos. (Sowers 1970) condiciones promedio.
Ancho
Del
edificio (m)
Numero de pisos
1 2 3 4 5
Profundidad del sondeo (m)
30 3.5 6.0 10.00 16.00 24.00
60 4.0 6.5 12.50 21.00 33.00
120 4.0 7.0 13.50 25.00 41.00
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Para estructuras temporales los factores se pueden reducir al 75% de los
valores indicados.
Para edificios excepcionalmente altos tales como chimeneas y torres o
cuando se tema una falla progresiva, los factores deben incrementarse en
un 20 a 50 %.
Tabla N24: Factores de seguridad por falla portante. (Vesic 1975).
Puentes de
ferrocarril
almacenes, silos,
muros de
contencin
Carga mxima de diseo, ocurre
con frecuencia, consecuencias
desastrosas si falla
Exploracin
completa
3
Exploracin
no completa
4
Puentes viales,
edificios livianos,
industriales o
pblicos
Carga mxima de diseo, puede
ocurrir ocasionalmente.
Consecuencia seria si falla
Exploracin
completa
2.5
Exploracin
no completa
3.5
Edificios de
apartamentos y
oficinas
Carga mxima de diseo, poco
probable de ocurrir
Exploracin
completa
2.0
Exploracin
no completa
3.0
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Sowers. 1970 sugiere.
Relacin entre la profundidad de los sondeos Zb, con el numero de
pisos, S.
Estructura ligera de acero o estrecha de concreto.
Estructura pesada de acero o ancha de concreto.
S = 5 pisos Zb 9 m estructura ligera
S = 5 pisos Zb 18.5 m estructura pesada
A continuacin, otras recomendaciones de la profundidad de las
perforaciones
70.03 SZb 70.06 SZb
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1.5B B
1.5B B
B D 2/3D
1.5B
B
1.5B
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s.r S la estructura,
es de un solo piso,
no sera vlida la
recomendacin.
s.r
Recomendacin
vlida para
pequeas
fundaciones y
estructuras de
un piso.
s.r No ese clara para su
aplicacin s.r Sera costosa aplicar esta
recomendacin.
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Nota.
La profundidad de la perforacin debe suministrar la informacin sobre
aquellas caractersticas que permitan llevar a cabo las predicciones de
asentamientos, y que comprenden todos los estratos que puedan consolidarse
o comprimirse bajo las cargas de la estructura.
Recomendaciones de Hvorslev, refirindose a sugerencias de De Beer.
Llevar las perforaciones a una profundidad, tal que el incremento de presin
producido por las fundaciones a esa profundidad, sea de un 10% de la presin
efectiva existente.
Nota.
Cualquier recomendacin debe considerarse sin validez en los casos de suelos
muy comprensibles, o rellenos no controlados.
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Puede
comprender
desde un simple
examen visual
del suelo
Calicatas
a poca
profundid
ad
Perforaciones
preliminares,
ensayos in
situ,
muestreo,
CPT, ensayos
de laboratorio,
estudio de
aguas
subterrneas,
nivel fretico
Perforaciones
complementarias entre las
ya existentes. Chequeo de
algn parmetro in situ
extraccin del material
para obtener nuevamente
parmetro de valores
dudosos o para la
definicin de los mismos
a intervalos de Prof. mas
pequeos
Fase 1
Fase 3
Fase 2
Fase 4
Costo 4 Costo 3
Costo 2 Costo 1
Costo 1< costo 2
RECOPILACION DE LA INFORMACION Alcaldas
Ministerios
Universidades
Institutos RECONOCIMIENTO Vistas de campo (inspeccin visual)
Planificacin del trabajo de exploracin
Permite elaborar el presupuesto
TRABAJO DE CAMPO Realizacin de calicatas
Ejecucin de perforaciones Sondeos CPT
Ensayos de refraccin
Ensayos de placa, otros
INVESTIGACION
DETALLADA
Sowers (1970) plantea:
a. Estructuras muy seguras, el riesgo ser pequeo de
asentamientos. Por tanto no es necesario estudios adicionales.
Con la informacin disponible se hace el diseo
b.La estructura se presenta segura y con asentamientos
admisibles. Sin embargo estudios adicionales permiten analizar
otras alternativas de diseos
c.La estructura es insegura. Posiblemente con asentamientos no
admisibles o falla general. Es necesario estudios adicionales para
analizar otras propuestas
d.Las estructura es totalmente insegura, no es necesario hacer
estudios de exploracin y geotcnicos
FASE 0
FASE I
FASE II y III
FASE IV
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Estructura
segura
Estructura
segura otra
alternativa
Diseo
insegura con la
informacin
Se requiere una perforacin
ms profunda
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VIII.-TIPOS DE FUNDACIN-ELEMENTOS DE LA FUNDACIN-
REQUISISTOS DE UNA FUNDACIN-IMPORTANCIA DE UNA BUENA
INVESTIGACIN SUBTERRNEA.
Es un elemento estructural que sirve para transmitir las cargas de la
superestructura al suelo de fundacin.
Principio o fundamento de una fundacin (Zapata o Cimiento): Recibir las cargas de la superestructura para distribuirlas en el suelo de
fundacin, no permitiendo asentamientos mayores a los admitidos por la
superestructura, y resistiendo los esfuerzos cortantes y momentos flectores
producidos por la carga de la superestructura y la reaccin del suelo. La
siguiente figura muestra la distribucin de esfuerzos que hace la zapata o
fundacin al suelo de soporte.
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Losa superficial de
fundacin
Vaciado de parte inferior de
columna
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Fig. 66.- En la figura se muestra la distribucin de esfuerzos idealizada
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Diagrama de presin uniforme
de reaccin del suelo
Df: Empotramiento de la fundacin.
Q: Carga que aplica la super-estructura a la
zapata (fundacin).
Losa de
concreto
Superficie del suelo
Pedestal
Lnea segmentada que
representa el asentamiento de
la zapata
Acero de la
zapata (parrilla)
Encofrado del
pedestal de la
columna. Prolongacin del
acero de la columna
Fig. 67.- Tipos de Fundaciones
La figura presenta un esquema de los diferentes tipos de fundaciones
superficiales y profundas
Profundas
Superficiales
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Fundacin directa cuadrada y rectangular
Se disea cuadrada cuando no existe ninguna restriccin de espacio para
su construccin .
Se disea rectangular cuando existe restriccin de espacio en una
direccin. Ejemplo: ubicacin de ascensores, escaleras, depsitos
subterrneos, etc.
Fundacin cuadrada Fundacin rectangular
As para
flexin
Fig. 68.- Seccin y planta de una fundacin cuadrada y rectangular.
Mayor
Concentra
cin de
acero en
el centro
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Fundacin combinada rectangular: Se disea en linderos para eliminar excentricidad de la zapata.
Cuando la distancia entre fundaciones directa sea pequea.
Cuando exista solape entre fundaciones directas.
Posible lindero
Seccin pasando
por el centro de la
viga
Fig. 69.- Fundacin combinada rectangular Prof. Silvio Rojas
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Seccin de fundacin combinada rectangular con viga rgida. Viga T invertida para una fundacin combinada rectangular
Fundacin combinada rectangular
Fig. 70.- Viga en T invertida para una fundacin combinada
rectangular.
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Acero de la viga para
momento mximo en el
tramo
Acero de la viga en los
apoyos (columnas)
Acero de la losa en
ambas direcciones
Estribos de viga
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Fundacin combinada trapezoidal
Se disea en linderos para eliminar excentricidad de la columna del lindero. Cuando la distancia entre fundaciones sea pequea.
Cuando exista solape entre fundaciones directas.
Fundacin
combinada
trapezoidal
Q1>Q2
Fig. 71.- Fundacin combinada trapezoidal.
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Fundaciones combinadas en voladizo
Se usan cuando la separacin entre columnas es grande y el
terreno es de buena capacidad de soporte.
Evita grandes excavaciones.
Reduce la cantidad de acero y concreto, en comparacin con
una losa rectangular.
Fundaciones
combinadas en voladizo
(bases conectadas con
viga rgida en
Cantilever)
Fig. 72.-
Zapatas
individuales
enlazadas con
viga rgida en
cantilever
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Facultad de Ingeniera Losa rgida Carctersticas
Distribucin de la carga uniformemente.
Produce asentamiento uniforme.
En suelo donde existen grandes peones, la losa superficial evita remover los
mismos.
Sirve de puente en suelos donde existen lentes de material plstico, transmitiendo
las cargas al suelo mas resistentes que rodea esos lentes.
La losa puede ser de compensacin parcial ubicndola a cierta cota por debajo de
la superficie del terreno, por tanto los esfuerzos transmitidos al suelo son menores a
los que provienen de la estructura.
La losa puede ser de compensacin total ubicndola a cierta cota por debajo de la
superficie del terreno, por tanto los esfuerzos transmitidos al suelo son nulos.
Losa rgida armada en ambos
sentidos, de compensacin parcial o
compensacin total
Fig. 73 Losa rgida superficial, de
compensacin parcial o
compensacin total.
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Fundacin continua para un muro armado
Fig. 74.- Fundacin continua para un muro armado.
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FUNDACION CONTINUA
Fig. 75.- Seccin del muro mostrando el acero de flexin y de
retraccin
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Fundaciones profundas conformadas por grupos de pilotes
Fig. 76.- Fundaciones profundas conformadas por grupos de pilotes.
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Fundaciones profundas donde se observa el bulbo de esfuerzos
Fig. 77.- Fundaciones profundas donde se observa el bulbo de
esfuerzo
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Bulbo de esfuerzos
producido por grupo
de pilotes (rea de
apoyo de punta del
grupo de pilotes)
Bulbo de esfuerzos
producido por un
pilote individual (rea
de apoyo de punta
del pilote)
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SELECCIN DEL SISTEMA DE FUNDACIONES
Sistemas de fundaciones
propuestos
s.r
Considere que para el sistema I,
el asentamiento es prximo al
admisible. Menor costo de
construccin.
s.r
Considere que con el sistema II, el
asentamiento es menore. Sin
embargo el costo de construccin
es mayor al sistema I. Nos
retiramos del Nivel fretico.
s,.r
Sistema con asent. ms pequeos, pero con
mayor costo de construccin. Sistema
constructivo exigente. Prof. Silvio Rojas
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Facultad de Ingeniera Universidad de Los Andes
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Factores que ayudan al ingeniero en la seleccin de la fundacin
Tome en cuenta el perfil litolgico y el estudio de suelos (nivel de fretico,
parmetros de resistencia y compresibilidad). Adems revise la
informacin geolgica. Ejemplo: estratos compresibles de arena o arcilla;
suelos con propiedades muy variables por ser muy heterogneos;
inestabilidad en la zona.
Considere el tiempo de construccin y costos.
Maquinaria disponible.
Ordenanzas pblicas.
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Inspeccionar construcciones vecinas (evitar problemas legales debido
a linderos o posibles efectos en las construcciones existentes, invasin
de propiedad a travs de anclajes temporales o permanentes, etc.)
Considere problemas durante la construccin. Por ejemplo: flujo de
agua hacia la zona de construccin, provenientes de acuferos libres o
confinados.
Experiencias de obras similares con los mismos problemas de
fundacin y de linderos.
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Requisitos bsicos de una fundacin
Fig. 79.- Fundacin empotrada a
una cota segura. Empotramiento
seguro
Resistencia
al cortante
del concreto
Asentamiento admisible
Estable contra
flujos de agua
Suelo de fundacin no se degrade en el tiempo
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Requisitos bsicos de una fundacin
La cota de fundacin debe ser segura contra la erosin del material o
tubificacin del suelo de soporte. Por tanto debe definirse un
empotramiento apropiado.
Segura respecto a las propiedades del material, de manera que no estn
propensas a alteraciones qumicas, como consecuencia de filtraciones de
agua con mezcla de elementos qumicos o de aguas orgnicas.
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Requisitos bsicos de una fundacin
Su ubicacin no debe estar por encima de una zona potencial de
deslizamiento.
La estimacin de la capacidad admisible del suelo portante, debe ser
obtenida a partir de parmetros representativos del material. Esto evita
asentamiento no admisibles o fallas estructurales, que no permitirn que
fundacin cumpla su objetivo para la cual fue construida.
El concreto debe resistir los esfuerzos cortantes que producen las cargas.
Debe proporcionrsele la cantidad de acero requerida por flexin y corte.
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Suelo que determina la capacidad portante
Fig. 80.- Movilizacin del suelo de fundacin por debajo de la zapata .
Asentamiento de la fundacin debe ser menor que el admisible
La fundacin seleccionada y sus sistema constructivo, no debe afectar
las estructuras vecinas.
Procedimientos generales del diseo:
Seleccione la profundidad de empotramiento (Df), es decir la cota de
fundacin.
Determina la capacidad admisible del suelo para cierto factor de
seguridad (ver fig. 81).
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Realice el diseo considerando dos o ms sistema de fundacin. Estime los
asentamientos para cada uno de ellos .
Haga su seleccin definitiva con una o varias alternativas.
Fig. 81.- Definicin del factor de seguridad por capacidad portante y por
resistencia movilizada.
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Elementos de una fundacin
Pedestal: Prolongacin de la columna
enterrada en el suelo.
Se debe cumplir:
_____Su _altura______ ___ < 3
Dimensin _lateral _ menor
La relacin obliga a que su diseo
sea el correspondiente a una
columna corta.
Su acero es el mismo de la
columna. Esto proporciona acero en
exceso, ya que el pedestal no tiene
posibilidad de pandeo, debido a que
esta rodeado de suelo bien
compactado.
Fig. 82.- Elementos de una
fundacin
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EI recubrimiento mnimo es de 7 cm. Sin embargo el mnimo ser 7.5 cm ya
que a las dimensiones de la columna se le suma 5 cm a cada lado (ver fig. 83).
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EI pedestal disminuye el momento f1ector en la base y los esfuerzos de corte,
producidos por la reaccin del suelo.
Da mayor estabilidad al conjunto de la fundacin.
En el caso de columnas metlicas, el pedestal rodea la columna y la plancha
en la base (fig. 83)
Fig. 83.- Zapata y pedestal para una columna de acero.
Recubrimiento
mnimo 7 cm.
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Viga de riostra (fie. 84 y fie. 85):
Estimacin del acero. (son elementos a tensin)
Fig. 84.- Viga de riostra conectando columnas adyacentes.
En las vigas de riostra con la altura igual mayor a 75 se deber
disponerse armadura de paramento.
Unen las fundaciones, para mantener constante su separacin.
En zonas ssmicas se conectan ortogonalmente.
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Viga de riostra (fie. 84 y fie. 85):
Estimacin del acero. (son elementos a tensin)
Otra recomendacin para el acero es:
Area de concreto considerando la resistencia a la tensin del concreto
Estribos en la riostra
S 30 cm S 12 b longitudinal
Estribo mnimo b = 3/8"
fy
mxPAS
70.0
_10.070.0_.10.0 fyAsmxPT
concretodeAreaAs __010.0
fy
cfAcAs
'15.0
fy
mxP
cf
mxpdbAc
70.0
_15.0
10.0
_15.0.
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Fig. 85.- Viga de riostra las columnas a nivel del piso y a
nivel de la zapata.
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Por qu se deforma la superestructura? (ver fig. 86)
Fig. 86.- Asentamientos uniformes y no uniformes en el sistema de fundacin.
Las fisuras mostradas en la fig. 86, indican que el sistema de fundacin
sufri asentamientos no admisibles por la superestructura, lo cual produjo
fisuras o agrietamientos, notndose adems la inclinacin en algunos
elementos estructurales de la superestructura. Se puede inferir, la
inclinacin de algunos elementos estructurales por la deformacin de suelo
de fundacin. Se ve entonces que el funcionamiento de la superestructura
o su apariencia depende del comportamiento del suelo. (La estructura esta
supeditada al suelo de fundacin).
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Por qu el asentamiento que sufri el suelo se reflejo en la
superestructura? :
Porque el asentamiento admisible de la superestructura es menor que el
ocurrido (admisible< ocurrido).
Algunos factores determinantes, en que el asentamiento que
sufre el suelo bajo las cargas de la superestructura sea mayor al
admisible son: Las propiedades fsicas, mecnicas e hidrulicas usadas en el diseo
no son representativas del material.
EI modelo de comportamiento aplicado para representar la interaccin
suelo-fundacin no es apropiado.
Alteracin de las propiedades del suelo luego de la construccin.
Alteracin de las cargas transmitidas al suelo.
Variaciones en las condiciones del agua en la masa de suelo.
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Vemos la importancia de hacer una buena investigacin del
subsuelo.
Qu aporta la investigacin del subsuelo?
Conocimiento del perfil litolgico.
Conocimiento del nivel fretico y sus variaciones en las distintas
condiciones del clima.
Variaciones de sus propiedades con la profundidad.
Comportamiento de las estructuras ya construidas cercanas al sitio
de estudio.
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El siguiente cuadro resume lo anterior, donde esta implcito la
determinacin de la capacidad del suelo de soportar cargas, el
asentamiento que puede sufrir la fundacin bajo las cargas de la estructura
y finalmente el sistema de fundacin mas conveniente.
Un diseo satisfactorio dependen de: Principalmente de las propiedades fsicas y mecnicas utilizadas en el
modelo.
Que el modelo sea representativo para ese tipo de suelo, cuando se carga
a travs de un elemento estructural como es una fundacin.
Diseo econmico cumpliendo con los requisitos de seguridad. Prof. Silvio Rojas
Que importancia tienen los estudios del subsuelo?
Realizar el anteproyecto y proyecto con una investigacin del suelo
exactamente en sitio donde se ejecutara el mismo.
Prever demoras en la construccin por falta de conocimiento en el suelo de
fundacin.
Prever que sistema de construccin debe usar para evitar afectar a
estructuras vecinas o accidentes en la misma obra.
Tener un documento previo que facilita cualquier modificacin del proyecto
durante el desarrollo de su construccin.
Sirve para hacer futuras licitaciones.
Sirve para encontrar las dimensiones del sistema de fundacin a construir.
Permite estudiar varias alternativas de los sistemas de fundacin ya
conocidos
Permite ubicar la cota de fundacin de acuerdo a las bondades del suelo.
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IX.- RECOMENDACIONES PARA LA SELECCION DE LA FUNDACION
1. Tipos apropiados de fundacin para diversas condiciones del sitio.
Fig. 87.- Fundaciones directas seleccionadas para ambos perfiles
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Fig. 89.- Cota de fundaci6n en la lnea de estratificacin. N.F afectando el proceso
constructivo y capacidad portante.
Fig. 88.- Fundaciones directas seleccionadas en ambos perfiles con N.F sin afectar la
capacidad portante.
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Fig. 90.- Cota de fundacin por debajo de la lnea de estratificacin. N.F afectando
proceso constructivo .
El autor recomienda pilotes. Estos sern funcin del espesor del estrato
blando y de su compresibilidad .
Tambin se puede disear fundacin directa, y un sistema de wellpoints para
la extraccin del agua.
Si la cota de fundacin es obligada, y disea losa, se debe usar un sistema de
wellpoints y un sistema estabilizante de las paredes.
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Fig. 91.- Sistema de fundacin de pilotes trabajando por punta y por friccin - existe una
condicin hidrodinmica
La cota de fundacin de la punta de los pilotes, se puede estimar en funcin de
los empujes del agua, sobre los mismos (Ver solucin con tablestacado).
Se debe tomar en consideracin el flujo de agua, que puede causar arrastre de
los finos (tubificacin).
Pilotes con
suelo firme
??
Si existe la posibilidad: Intersectar el
agua con un canal + una pantalla con
sus drenajes.
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Fig. 92.- Placa de fundacin como sistema de fundacin ubicada en la lnea de
estratificacin. Existe una condicin hidrodinmica.
Losa en superficie ?
Losa con sotano?
Si existe la posibilidad: Intersectar el
agua con un canal + una pantalla con
sus drenajes.
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Fig. 93.- Sistema de fundaciones directas para el primer perfil. Para el segundo
perfil, el sistema de fundacin es una losa de compensacin con pantallas
rodeando la losa.
Muros colados para estabilizar
las paredes el recorrido del flujo
hacia el fondo de la excavacin.
(ver lmina siguiente)
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Muros colados
Se construyen previo a los trabajos de excavacin
Su retiro de construcciones vecinas 20 a 30 cm.
Se ejecutan en paneles de 5 m de largo x 0.60 , 0.80, 1.00, 1.20, 1.50
m de ancho y prof. que pueden alcanzar los 35 m.
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Hasta donde llegan los pilotes? Es factible desde el punto de vista
de los costos?
Cuanta agua llega al fondo de la excavacin?
Figura 94.- Sistema de fundacin conformado por pilotes trabajando por punta.
En la losa estime los asentamientos. Es permitido?
Estabilidad de las paredes en las losas profundas. Tome en consideracin las
construcciones vecinas
Por induccin, observando el problema general. Se debe prever, daos a otras
obras.
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Figura 95.- Propuesta de varios sistemas de fundacin.
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2. Seleccin tentativa de los tipos de fundacin tomando en
consideracin el nivel fretico.
Figura 96.- Varios sistemas de fundacin recomendados para ambos perfiles.
El sistema de cajones, ha sido sustituido por concreto proyectado, anclajes o
muros colados. Tambin por pilotes de acero hincados previamente.
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Fig. 98.- Varios sistemas de fundacin. Se establecer una condicin
hidrodinmica al hacer la excavacin.
Fig. 99.- Sistema de fundacin recomendado son los cajones.
Muros colados
Muros colados
Wellpoints
Wellpoints
s.R soluciones
para suelos
blandos o
arenas sueltas.
s.R
soluciones
para suelos
blandos o
arenas
sueltas.
S.R si el suelo es granular y denso. Cul es la solucin?
Propuesta: Toda la excavacin rodeada de geomenbrana + construccin
de muros pantalla vaciados in situ y losa de concreto en la base. Prof. Silvio Rojas
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Fig. 100.- Sistema de fundacin recomendado son los cajones..
Muros colados
Wellpoints
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3.- Seleccin tentativa de tipos de fundacin con base
en las condiciones del sitio.
Fig. 101.- Sistemas de fundacin recomendado para la
estructura ligera y pesada es el mismo. Suelo de
fundacin resistente. Prof. Silvio Rojas
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Fig. 102.- Los sistemas de fundacin recomendados para la
estructura ligera difieren de los recomendados para la
estructura pesada. La estructura pesada puede consolidar el
estrato subyacente blando.
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Fig. 103.- Sistemas de fundacin recomendados aparentemente son
iguales para la estructura ligera y laestructura pesada. En la estructura
pesada la losa ser de compensacin total o parcial.
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Fig. 104.- Aparentemente los sistemas de fundacin deben diferir. Sin
embargo hay que tomar en cuenta el espesor del estrato blando y su
resistencia en el caso de la estructura ligera, a fin de decidir s se elige
la lnea de estratificacin como cota de fundacin.
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4.-Otras ilustraciones sobre condiciones del suelo y tipos
apropiados de fundacin
Fig. 105.- Fundacin directa como sistema de fundacin. El
suelo de soporte es granular y compacto.
??
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Fig. 106.- Fundacin directa como sistema de fundacin. El suelo de soporte es
una arcilla resistente.
Fig. 108.- Fundacin directa como sistema de fundacin. La cota de fundacin est
ubicada en la arcilla resistente, muy cerca de la lnea de estratificacin lo cual no
es favorable debido a la presenciadel estrato de arcilla blanda subyacente.
Losas
Losas
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Fig. 109.- Sistemas de fundacin recomendados es una losa o sistemas de
pilotes. Como la arena de baja densidad relativa, los pilotes trabajando por friccin
son los mas recomendados en este caso.
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Fig. 110.- Sistema de fundacin recomendado son pilotes trabajando
por punta en la arcilla dura y por friccin en el estrato de arcilla
media. Si los pilotes son acampanados su capacidad de carga por
punta ser mayor.
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Fig. 111.- Sistema de fundacin recomendado son pilotes
trabajando por punta. Alta capacidad de carga proporcionada por
la roca. Aqu se debe es chequear es la resistencia del pilote
como elemento estructural.
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Fig. 112.- Sistema de fundacin recomendado son pilotes
trabajando por friccin y por punta. Probablemente el autor est
considerando una estructura pesada que puede consolidar el
estrato Blando de arcilla, s el sistema de fundacin se ubica en
la arena densa.
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Fig. 113.- Sistemas de fundacin con pilotes(la justificacin puede ser
la misma anterior).
Fig. 114.- Sistema de fundacin ms recomendado puede ser las
fundaciones directas ubicadas en la lnea de estratificacin. Tambin
las pilas, tal como se indica. Prof. Silvio Rojas
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Fig. 115.- Sistema fundacin por pilotes, tomando en cuanta
lo recomendado en el cuadro.
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3.- Seleccin del tipo de fundacin de acuerdo con la condicin del
suelo y el tipo de estructura.
Fundaciones superficiales
Tipo de fundacin
Condiciones del
suelo
Tipo de estructura
Fundaciones directas
Cimientos combinados
Cimientos continuos
Placas de concreto
Toda clase de suelos:
cohesivos y no
cohesivos. Precaucin
en los limos.
Fbricas, fundaciones
de maquinaria; postes;
pilas de puentes. Otras
edificaciones livianas
??.
Placas de concreto
reforzado con y sin
refuerzo de vigas.
Suelos cohesivos de
pobre capacidad
portante; precaucin
en los limos.
Edificios; viviendas.
Fundaciones
superficiales
Roca a profundidad no
alcanzable
Estructuras no
sensibles a
asentamientos.
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Fundaciones profundas
Tipo de fundacin
Condiciones del
suelo
Tipo de estructura
Pilares
Donde es posible
transmitir cargas a
capas portantes
firmes; precaucin
en los limos.
Estructuras altas;
edificios, torres,
chimeneas, faros,
fundaciones de
mquinas, que no
deben sufrir
vibraciones ni
asentamientos
intolerables.
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Pilotaje: transmisin
de cargas a estrato
portante firme.
Manto portante firme,
casi rocoso, a
profundidad
econmicamente
viable.
Fundaciones de
puentes; faros;
edificios altos;
fundaciones pesadas
de mquinas.
Los pilotes
prefabricados de
concreto son
adecuados para
fundaciones
superficiales
En suelos con
muchas capas de
condicin variable.
Todo tipo de
estructura
Pilotes con bulbo de
base sobre suelo
firme pueden
transmitir pesadas
cargas
Cualquier suelo
Todo tipo de
estructura
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Pilotes atornillados
Suelos cohesivos
Se usan cuando los pilotes
quedan sometidos a fuerzas
de traccin, y en estructuras
temporales.
Pilotes de acero
En suelos donde el acero no
sufre ataques severos, por
ejemplo, en suelos densos no
corrosivos y en suelos con
elevada friccin suelo-acero.
Todo tipo de estructuras.
Pilotes de compactacin
Adecuados para suelos
arenosos y areno
arcillosos.
Cajones autofundantes
abiertos
Para transmitir cargas a
estratos portantes firmes, o
donde la roca es alcanzable.
Edificios elevados.
Fundaciones pesadas de
mquinas libres de vibracin.
Fundacin de puentes.
Tablestacados
En suelos finos con altas
presiones de agua.
En suelos con alta velocidad
del flujo del agua (gradiente
elevado)
Donde se prev problemas
de tubificacin por debajo de
la base del cimiento.
Presas de embalse, para
aumentar la longitud de la
trayectoria del flujo,
reduciendo el gradiente.
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Columnas de grava:
Este mtodo consiste en introducir en el suelo blando una columna de grava
compactada a modo de pilote y le da capacidad portante y de drenaje al terreno
tratado.
En el pasado se empleaba casi exclusivamente en grandes infraestructuras debido a
las necesidades de equipos y materiales empleados en la va hmeda, con la aparicin
de los equipos de vibracin por va seca con descarga de la grava interior, se ha
convertido en el sistema ms empleado por su versatilidad y economa general para
conseguir los objetivos de mejora del terreno en el menor tiempo posible.
Vibrocat para ejecucin de
columnas de grava por va
seca y con descarga inferior. Prof. Silvio Rojas
Cajones:
Son pilares debajo de las edificaciones.
Cajn cerrado: Es una caja cerrada en el fondo y sin techo.
Conviene usarlos cuando no se necesita excavacin
y el fondo del ro est ms o menos nivelado
Puede quedarse sobre los pilares
Se construye en la orilla y se lleva flotando hasta su
emplazamiento.
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El cajn se lleva por flotacin hasta el sitio de su emplazamiento y all
se hunde lastrndolo o permitiendo el ingreso de agua a su interior
mediante vlvulas.
Luego de apoyado en el fondo marino se lo llena con hormign.
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Cajn abierto:
Es una caja sin techo o fondo.
Se puede emplear para puente o edificios
Si el ro es profundo el cajn se prepara en la orilla y de poca
profundidad puede construirse en el mismo lugar sobre gabarras
grandes.
Las paredes son gruesas y los bordes cortantes
Cajones abierto
circulares
Estos cajones pueden ser utilizados cuando
la estructura es demasiado grande para ser
sostenida por un cajn rectangular.
Para un
estribo de
un
puente
Para
edificios
grandes.
Cajones ms grandes en las esquinas e
intersecciones
Cajones ms pequeos en el
intermedio. Se pueden instalar con
martillo.
Muros apoyados en los cajones.
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Hundimiento de un cajn abierto
Tiene paredes gruesas y bordes cortantes
Su hundimiento se logra extrayendo el material con la ayuda de chorros
de agua y uso de cucharones (CLAM SHELL, puede alcanzar prof.
hasta de 35 m). + Cargas temporales o sistema de reaccin
Tericamente no hay lmite de las profundidades que pueda alcanzar.
La excavacin pueda que se realice bajo agua lo cual dificulta la
instalacin. Tambin es una dificultad el flujo de suelos plsticos hacia el
cajn.
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Cajones neumticos:
Se usan cuando se debe excavar un terreno hmedo bajo el agua.
Cmara de trabajo
Cable para la
extraccin de material
Espacio para la
extraccin de material
Tubera de entrada aire comprimido que equilibra la
presin del agua + la del suelo.
Tubera de
salida de
aire
Entrada y
salida de
trabajadores
Bordes
cortantes de las
paredes que
facilitan el
hundimiento
bajo su propio
peso que
aumenta a
medida que se
coloca
hormign.
La superficie de concreto
a determinado nivel de
hundimiento siempre de
estar por encima del nivel
del agua.
Cuando se alcanza la
prof. Proyectada se retira
los tubos y cmaras y se
llenan los tubos con
concreto.
Prof. Limitada a 110 pies por
debajo del nivel del agua. El
personal a esta prof requiere
trabajar a 50 pies de presin de
aire (mx permitida)
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