cap 2 cap portante

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INGENIERIA GEOTECNICAP.A.P. INGENIERIA CIVIL

ING. ELVIN AUGUSTO CORREA VIZCARRA

CAPACIDAD PORTANTEGENERALIDADES La funcin de las cimentaciones es de transferir cargas de la estructura al suelo sin sobre esforzar al suelo que la soporta. Este sobre esfuerzo produce daos a la estructura por: - Asentamientos diferenciales. - Falla cortante del suelo.

ING. ELVIN AUGUSTO CORREA VIZCARRA

CAPACIDAD PORTANTEINTRODUCCION: Capacidad Portante o capacidad de carga es la tensin total que acta en la base del cimiento (carga total/rea del cimiento). Esta definicin incluye todas las componentes verticales: sobrecargas, peso de la estructura, peso del propio cimiento, etc.ING. ELVIN AUGUSTO CORREA VIZCARRA

TIPOLOGIA DE LOS CIMIENTOSClasificacin:Por la profundidad. Por el tipo de obra. Por la solicitacin de carga. Por el tipo de material. Por la rigidez

ING. ELVIN AUGUSTO CORREA VIZCARRA

POR LA PROFUNDIDAD Superficial

< Semiprofundas

< < 4 Profundas > 4

ING. ELVIN AUGUSTO CORREA VIZCARRA

POR LA PROFUNDIDAD

ING. ELVIN AUGUSTO CORREA VIZCARRA

POR EL TIPO DE OBRA Edificaciones urbanas. Puentes. Obras viales. Depsitos (reservorios, silos, tanques). Estructuras de retencin. Cimentacin para maquinarias.

ING. ELVIN AUGUSTO CORREA VIZCARRA

POR EL TIPO DE OBRA

ING. ELVIN AUGUSTO CORREA VIZCARRA

POR LA SOLICITACION DE CARGA Cim. para carga esttica. Cim. para carga cclica. Cim. Para carga dinmica, Cim. Para cargas de compresin Cim. Para cargas de traccin.

ING. ELVIN AUGUSTO CORREA VIZCARRA

POR LA SOLICITACION DE CARGA

ING. ELVIN AUGUSTO CORREA VIZCARRA

POR EL MATERIAL Concreto C. Simple C. Armado

Mampostera de piedra Madera Acero

ING. ELVIN AUGUSTO CORREA VIZCARRA

POR LA RIGIDEZ Rgidos. Flexibles.

ING. ELVIN AUGUSTO CORREA VIZCARRA

CIMENTACIONES SUPERFICIALES Zapatas aisladas Zapatas combinadas Zapatas conectadas Vigas de cimentacin. Cimientos corridos. Losas de cimentacin. Losas ensanchadas. Losas nervadas Losas Panal Losas nervadas Losas encajonadas Losas aligeradasING. ELVIN AUGUSTO CORREA VIZCARRA

CIMENTACIONES PROFUNDAS Pilotes: Rectos, Ensanchados, Troncocnicos, Escalonados Circulares Cuadrados I, L, Desplazamiento alto Desplazamiento bajo

Micro pilotes Jet grouting Deep mixing Inyeccin por tubos manguitoING. ELVIN AUGUSTO CORREA VIZCARRA

CIMENTACION SEMIPROFUNDAS Pilares

=56

No soportan flexin No llevan refuerzo Son de concreto simple, conc. Ciclpeo, mampostera.

Bloques de cimentacin Cajones CofferdamsING. ELVIN AUGUSTO CORREA VIZCARRA

ELECCION DEL TIPO DE FUNDACION Optar por la opcin mas simple (suelo bueno e indeformable, resistente: zapatas aisladas) Suelo poco resistente para la carga (qt < qa), se incrementa el rea de fundacin (zapatas combinadas o plateas de fundacin). Suelo deformable, asentamientos grandes: hcalc < h permisible, calc < permisib, (profundizar Df, ampliar el rea no funciona)ING. ELVIN AUGUSTO CORREA VIZCARRA

ELECCION DEL TIPO DE FUNDACION Suelo muy deformable con resistencia muy baja, profundizar Df hasta un estrato resistente (pilares, pilotes). Suelo heterogneo o cargas desiguales (conectar las zapatas o utilizar vigas de cimentacin). Si existe excentricidad (geomtrica o por momentos transmitidos utilizar vigas de conexin).ING. ELVIN AUGUSTO CORREA VIZCARRA

ELECCION DEL TIPO DE FUNDACION Cimentacin con problemas de excavacin: Pilotes hincados. Pilotes de forma perdida. Pilotes con funda recuperable. Cajones.

Cimentaciones bajo agua (portuarias): Cajones flotantes. Cajones neumticos.

Suelos muy malos: pilotes flotantes.ING. ELVIN AUGUSTO CORREA VIZCARRA

PROCESO CONSTRUCTIVO DE UNA CIMENTACION CON AGUA Excavacin con maquinaria hasta Df adecuada. Entibar las paredes. Minimizar el bombeo del agua (solo en horas de trabajo). Desestabiliza (elimina la presin de agua, produce fuerzas de filtracin) Arrastra solidos ( vaciar concreto al rededor de la cimentacin).

Vaciado de concreto con aditivos (utilizar mangas) para evitar la segregacin del concreto, no bombear el agua durante el vaciado de concreto.ING. ELVIN AUGUSTO CORREA VIZCARRA

Condiciones de las Cimentaciones Estabilidad global: Los cimientos pueden fallar globalmente sin que se produzcan, antes, otros fallos locales. Este tipo de falla es tpico de cimentaciones en taludes o en medias laderas. Estabilidad frente al Asentamiento: Esta falla del terreno puede ocurrir cuando la carga actuante sobre el terreno, bajo algn elemento del cimiento, supera la carga de asentamiento. Estabilidad frente al deslizamiento: El contacto de la cimentacin con el terreno puede estar sometido a tensiones de corte. Si stas superan la resistencia de ese contacto se puede producir el deslizamiento entre ambos elementos, cimentacin y terreno. Estabilidad frente al vuelco: El vuelco es tpico de cimientos sobre terrenos cuya capacidad portante es mucho mayor que la necesaria para sostener la cimentacin, de otra forma, antes de producirse el vuelco se provocara el hundimiento del cimiento.ING. ELVIN AUGUSTO CORREA VIZCARRA

TIPOS DE FALLAS EN CIMENTACIONESFalla por asentamiento.

Falla por deslizamiento

Falla por corte.ING. ELVIN AUGUSTO CORREA VIZCARRA

CAPACIDAD DE CARGA ULTIMA Es la mxima tensin que puede soportar un suelo en la base del cimiento, tal que no se produzca una falla por corte o por asentamiento excesivo. Es el mximo esfuerzo que se puede aplicar en el suelo sin producir la falla

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PRESION ADMISIBLESe determina teniendo en cuenta los siguientes componentes: Profundidad de la cimentacin. Dimensin de la cimentacin. Caractersticas del suelo dentro de la zona activa de la cimentacin. Nivel fretico. Cambio de la humedad natural en el suelo. Asentamiento tolerable del edificio.ING. ELVIN AUGUSTO CORREA VIZCARRA

CARGAS DE DISEO Calcular el factor de seguridad en las cimentaciones utilizando las cargas de servicio en las columnas del nivel inferior. El calculo de los asentamientos en suelos granulares se debe de realizar con la carga mxima vertical de la columna del nivel inferior (carga muerta+ carga viva+ carga de sismo). Los asentamientos en suelo cohesivos se disean con la carga muerta +50% carga viva (sin reduccin de cargas).ING. ELVIN AUGUSTO CORREA VIZCARRA

ASENTAMIENTOS TOLERABLES El asentamiento diferencial mximo se debe indicar en el EMS. En suelos granulares el asentamiento diferencial se puede calcular con el 75% asentamiento total.ING. ELVIN AUGUSTO CORREA VIZCARRA

DISTORSION ANGULAR

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FACTORES DE SEGURIDAD Factores de seguridad mnimos frente a fallas por corte. Cargas estticas: 3.0 Cargas dinmicas: 2.5 (sismo o viento)

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DISEO GEOTECNICO DE CIMENTACIONES SUPERFICIALESZAPATAS AISLADAS: Asumir B, L, Df. Determinar qc Terzaghi (s) = + + Meyerhof (i, d, s) Hansen (i, d, g, b, s) Vesic (i, d, g, b, s)

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ZAPATAS AISLADAS = + +

Donde: N : Factor de capacidad de carga S : Factor de forma D : Factor de profundidad I : Factor de inclinacin de carga G : Factor de Inclinacin del terreno B : Factor de inclinacin de la baseING. ELVIN AUGUSTO CORREA VIZCARRA

Consideraciones Especiales Terreno estratificado: promedio ponderado de los estratos (, , c; en Z=2B). Nivel fretico: usar o promedio ponderado (, N en Z = B). Carga excntrica: usar A = B x L.B = B 2e L = L 2e

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ZAPATAS AISLADAS Elegir Factores de seguridad: qa

= =

. .

suelos friccionantes 0+ suelo no friccionante =0

= (1.7 2.1) suelos naturales

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CALIDAD DEL SUELO

CALIDAD DEL SUELO MALO REGULAR BUENO

qc (Kg/cm2) 1.3

qa (Kg/cm2) 3.9

ING. ELVIN AUGUSTO CORREA VIZCARRA

ZAPATAS AISLADAS Calcular los asentamientos Determinar esfuerzos: o, z, f (Boussinesq) Calcular los asentamientos: Inmediatos: = Diferidos: = 1+ = log

(sehmertman)

= +

ING. ELVIN AUGUSTO CORREA VIZCARRA

ZAPATAS AISLADAS Calcular los asentamientos diferenciales =

Calcular la distorsin angular =

Verificar con las tolerancias: < < normaING. ELVIN AUGUSTO CORREA VIZCARRA

Factores de Capacidad de Carga

ING. ELVIN AUGUSTO CORREA VIZCARRA

Factores de Capacidad de Carga

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PROBLEMAS DE APLICACIONDespues de realizar un EMS. Se obtuvieron los siguientes datos:ITEM Valor Und Descripcion

ns C

2.162.03 0

Tn/m3Tn/m3 Kg/cm2 Tn/m2

Peso especifico natDensidad suelo seco Cohesion

Es

29 3500 0.5

Ang. Friccion Mod elasticidad grava Presion de poros (poisson)

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Metrado de cargasColumna1 2 Cargas (P) Momentos (M)

Vivas (PL) Muertas (PD) 70 160 40 120

Vivas (PL) Muertas (PD) 1.60 1.10 1.25 1.35

Pre dimensionamientoTipo Columna Cant Lado1 Lado2 Dist eje 30 0.30 0.30 e1 e2 5.00 0.10 0.08

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Pre dimensionamiento

Zapata: Df = 2.50 m B = 1.50 m, L = 1.50 m

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Factores de carga = 2 (45 + /2)

Nq = Nc = (Nq-1)/Tan N = (Nq-1) Tan (1.4 )

ING. ELVIN AUGUSTO CORREA VIZCARRA

Factores de Forma = = 1 + 0.1 = 1 + 0.2

= 1 = (1 + 2)/3Propiedad del suelo Cohesivo 50% cohe