cimentaciones en torres

7/25/2019 Cimentaciones en Torres

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1. INTRODUCCIN

En la presente investigacin, destacaremos el tema CIMENTACIONES

PARA TORRES !as Torres de"en contar con #na cimentacin adec#ada$a %#e de esto depende %#e la estr#ct#ra o&re'ca seg#ridad $

comportamiento ra'ona"le

(ependiendo de las caracter)sticas de la 'ona en %#e se constr#$an

estas torres se necesitara de est#dios $ criterios especiales para el

dise*o $ constr#ccin de s#s cimentaciones (e+ando claro %#e las

cimentaciones o apo$os de"en ser dimensionados en "ase a las

caracter)sticas de terreno $ de las cargas de la estr#ct#ra, $ las c#ales

son de distinto tipo de ac#erdo a la #tilidad %#e se "#sca $ al

comportamiento nat#ral del terreno

Tam"in a"ordaremos so"re los c-lc#los para la capacidad de carga, $

as) &acilitar la seleccin del dise*o m-s adec#ado $ e.acto en las

di&erentes condiciones en %#e se p#ede dar, en los c#ales se tomara en

consideracin m#c/os aspectos $ par-metros para el #so correcto de

s#s ec#aciones

En Nicarag#a los tipos de torres m-s representativas son las de tele&on)a

cel#lar $ el caso m-s representativo %#e tomamos en c#enta para la

reali'acin de este tra"a+o, es el dise*o de cimentaciones para torres de

Tele&on)a Cel#lar, #"icada en Alami0am"a1 RAAN


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2. OBJETIVOS

2.1. Objetivo General:

Investigar so"re los tipos de cimentaciones adec#adas para la

constr#ccin de torres en Nicarag#a

2.2. Objetivo E!e"#$"o:

Aprender los conceptos ndamentales acerca de las

cimentaciones para torres

(eterminar las clasi2caciones de las cimentaciones dependiendo

de las condiciones del s#elo

(e2nir el tipo de cimentacin re%#erida para torres de tele&on)a

cel#lar en Nicarag#a


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%. &NTECEDENTES


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'. (&RCO TERICO

'.1. TORRES

3na torre es #n edi2cio de m#c/a m-s alt#ra %#e s#per2cie S#s

nciones p#eden ser di&erentes, pero /istricamente /an sido militares

$ religiosas, adem-s de estticas

3s#almente son estr#ct#ras #tili'adas en Telecom#nicaciones, sirven

para la transmisin de energ)a elctrica, as) como la transmisin de

se*ales, como en el caso de los tel&onos cel#lares

E.isten diversos elementos %#e estas estr#ct#ras de"en soportar, como

antenas de transmisin $ e%#ipos para telecom#nicaciones, entre otros

!a ma$or)a de estas estr#ct#ras son ligeras, por lo %#e en s# dise*o

in4#$en m#c/o los eser'os %#e genera el viento, $ de"ido a s# poco

peso el sismo es #n elemento %#e no a&ecta m#c/o a estas estr#ct#ras

'.1.1. Ti!o )e torre

Estas estr#ct#ras p#eden variar seg5n las necesidades $ las condiciones

del sitio en donde se va$a a colocar As), e.isten desde Torres

Arriostradas 6torres con tirantes7, Torres A#to soportadas, Monopolos,

m-stiles, entre otras

Estas estr#ct#ras podr-n ser de diversas alt#ras, dependiendo de la

alt#ra re%#erida para poder s#ministrar #n correcto ncionamiento

Tam"in la geometr)a de #na estr#ct#ra, como #na torre a#to soportada

por e+emplo, p#ede variar seg5n el &a"ricante de la torre

'.1.1.1.Torre &rriotra)a o &tiranta)a *SobreE)i$"a"ione+

Estas torres c#entan generalmente de

tiranteo arriotrea di&erentes distanciasEl peso %#e genera la torre so"re la estr#ct#ra

e.istente no es m#$ grande, por lo %#e no le

adiciona m#c/o peso a la edi2cacin, sin

em"argo, se de"en de colocar el apo$o de las

torre $ s#s arriostres so"re col#mnas $

elementos

resistentes, por%#e

la descarga de la

torre no podr)a

colocarse so"re #na

losa o alg5n otro

elemento


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inadec#ado, por%#e este podr)a &allar !a "ase

de la torre transmitir- #n eser'o de

compresin en donde est- apo$ada, $ los

arriostres generalmente transmitir-n

eser'os de

tensin

'.1.1.2.Torre &,to o!orta)a

Estas torres se constr#$en so"re

terrenos, en -reas #r"anas o cerros, $

de"er-n de contar con #na

cimentacin adec#ada para poder resistir las

er'as a las %#e est-n sometidas !a

geometr)a de estas torres depende de la

alt#ra, la #"icacin $ del &a"ricante de la torre

'.1.1.%.Torre ti!o (ono!olo *!or et-ti"a )el l,ar+

Estas estr#ct#ras son instaladas en

l#gares en donde se re%#iere conservar

la esttica, p#es son las %#e oc#pan

menos espacio, $ se pintan de alg5n

color o se adornan para %#e se permita

%#e la estr#ct#ra se cam#4a+e $ se

sim#le la vegetacin


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'.2. CI(ENT&CIN

!a cimentacin es la parte de la estr#ct#ra %#e permite la transmisin

de las cargas %#e act5an, /acia el s#elo o /acia la roca s#"$acente

El o"+eto de #na cimentacin es proporcionar el medio para %#e las

cargas de la estr#ct#ra, concentradas en col#mnas o en m#ros, se

transmitan al terreno prod#ciendo en ste #n sistema de eser'os %#e

p#edan ser resistidos con seg#ridad sin prod#cir asentamientos, o con

asentamientos tolera"les, $a sean stos #ni&ormes o di&erenciales

En toda estr#ct#ra es necesario disting#ir dos partes principales8 la

s#perestr#ct#ra $ la s#"estr#ct#ra !a s#perestr#ct#ra, en el caso de

edi2cios, es a%#ella parte de la estr#ct#ra %#e est- &ormada por losas,

tra"es, m#ros, col#mnas, etc !a s#"estr#ct#ra es la parte de la

estr#ct#ra %#e sirve para transmitir las cargas de sta al s#elo de

cimentacin

C#ando los s#elos reci"en las cargas de la estr#ct#ra, se comprimen en

ma$or o en menor grado, $ prod#cen asentamientos de los di&erentes

elementos de la cimentacin $ por consig#iente de toda la estr#ct#ra

(#rante el dise*o se de"en controlar tanto los asentamientos a"sol#tos

como los asentamientos di&erenciales


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'.2.1. Ti!o )e "i/enta"i0n

!a eleccin del tipo de cimentacin depende especialmente de las

caracter)sticas mec-nicas del terreno, como s# co/esin, s# -ng#lo de

ro'amiento interno, posicin del nivel &re-tico $ tam"in de la magnit#d

de las cargas e.istentes A partir de todos esos datos se calc#la lacapacidad portante, %#e +#nto con la /omogeneidad del terreno

aconse+an #sar #n tipo # otro di&erente de cimentacin Siempre %#e es

posi"le se emplean cimentaciones s#per2ciales, $a %#e son el tipo de

cimentacin menos costoso $ m-s simple de e+ec#tar C#ando por

pro"lemas con la capacidad portante o la /omogeneidad del mismo no

es posi"le #sar cimentacin s#per2cial se valoran otros tipos de

cimentaciones

!as cimentaciones se clasi2can de ac#erdo a la prondidad a la %#e

estas se enc#entran, $a sea en8

Cimentaciones S#per2ciales Cimentaciones Semiprondas Cimentaciones Prondas

Siendo las m-s ndamentales las cimentaciones s#per2ciales $prondas

'.2.1.1.Ci/enta"ione S,!er$"iale

Son a%#ellas %#e se apo$an en las capas s#per2ciales o poco prondas

del s#elo, por tener ste s#2ciente capacidad portante o por tratarse de

constr#cciones de importancia sec#ndaria $ relativamente livianas En

este tipo de cimentacin, la carga se reparte en #n plano de apo$o

/ori'ontal

Se considera cimentacin s#per2cial c#ando tienen entre 9,:9 m /asta

; m de prondidad

'.2.1.1.1. Ci/enta"ione "i"l0!ea

En terrenos co/esivos donde la 'an+a p#eda /acerse con paramentos

verticales $ sin desprendimientos de tierra, el cimiento de concreto

ciclpeo 6/ormign7 es sencillo $ econmico El procedimiento para s#

constr#ccin consiste en ir vaciando dentro de la 'an+a piedras de

di&erentes tama*os al tiempo %#e se vierte la me'cla de concreto en


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proporcin de modo %#e esta 'apata ampl)a la

s#per2cie de apo$o /asta lograr %#e el s#elo soporte sin pro"lemas la

carga %#e le transmite El trmino 'apata aislada se de"e a %#e se #sa

para asentar #n 5nico pilar, de a/) el nom"re de aislada Es el tipo de

'apata m-s simple, a#n%#e c#ando el momento 4ector en la "ase del

pilar es e.cesivo no son adec#adas $ en s# l#gar de"en emplearse

'apatas com"inadas o 'apatas corridas en las %#e se asienten m-s de

#n pilar

Para constr#ir #na 'apata aislada de"en independi'arse los cimientos $

las estr#ct#ras de los edi2cios #"icados en terrenos de nat#rale'a/eterognea, o con discontin#idades, para %#e las di&erentes partes del

edi2cio tengan cimentaciones esta"les

Conviene %#e las instalaciones del edi2cio estn so"re el plano de los

cimientos, sin cortar 'apatas ni riostras


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Para todo tipo de 'apata, el plano de apo$o de la misma de"e %#edar

empotrado


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Son a%#ellas %#e soportan #na col#mna disp#esta de tal &orma %#e #na

de s#s caras coincida con el "orde de la 'apata !a necesidad de s# #so

es m#$ &rec#ente de"ido a las limitaciones de colindancia con las

edi2caciones ad$acentes

&&T&S ES5UINER&S

Este tipo de 'apatas aparecen en los edi2cios, "ien en las es%#inas %#econc#rren dos medianer)as o "ien en las %#e conc#rren #na medianer)a

$ #na &ac/ada en l)mites de v)a p5"lica Es por eso %#e este tipo de

'apata es de #so

m#$ &rec#ente en constr#cciones #r"anas $ ciertos tipos de constr#ccion

es ind#striales

'.2.1.1.2.2. a!ata"o/bina)a


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Son a%#ellas ndaciones %#e soportan dos

col#mnas Se opta por esta sol#cin c#ando

se tienen dos col#mnas m#$ +#ntas $ al

calc#lar el -rea necesaria de 'apata para

s#plir los eser'os admisi"les so"re el s#elo

nos da %#e s#s -reas se montan

'.2.1.1.2.%. a!ata "orri)a

!as @apatas Corridas son a%#ellas

%#e recogen m-s de tres pilares

Se aplican normalmente para elsoporte de m#ros P#eden tener

seccin rectang#lar, escalonada o

estrec/ada cnicamente

'.2.1.1.%. 4oa )e "i/enta"i0n

Es #na placa de /ormign apo$ada so"re el terreno %#e sirve de

cimentacin %#e reparte #ni&ormemente el peso $ las cargas del edi2cio

so"re toda la s#per2cie de apo$o

'.2.1.2. Ci/enta"ione ro6,n)a

Se "asan en el eser'o

cortante entre el terreno $ lacimentacin para soportar las

cargas aplicadas, o m-s

e.actamente en la &riccin

vertical entre la cimentacin $ el

terreno Por eso de"en ser m-s prondas, para poder proveer so"re #na

gran -rea so"re la %#e distri"#ir #n eser'o s#2cientemente grande
http://www.construmatica.com/construpedia/Pilarhttp://www.construmatica.com/construpedia/Pilar


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para soportar la carga Alg#nos mtodos #tili'ados en cimentaciones

prondas son8

'.2.1.2.1. ilote

Son elementos de cimentacin es"eltos %#e se /incan 6pilotes de

despla'amiento pre&a"ricados7 o constr#$en en #na cavidad

previamente a"ierta en el terreno 6pilotes de e.traccin e+ec#tados in

sit#7 Antig#amente eran de madera, /asta %#e en los a*os


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El comportamiento del s#elo soporte &rec#entemente controla el de la

ndacin !os s#elos soportes de #na cimentacin %#e no son d#ros o

compactos, son compresi"les $ s#scepti"les a s#&rir, "a+o las cargas %#e

se le aplican de&ormaciones aprecia"les

Estas de&ormaciones de"en ser tales %#e d#rante la constr#ccin de #nao"ra, o al prod#cirse la aplicacin de las so"recargas de servicio, los

asentamientos o desnivelaciones del soporte %#e se prod#'can no sean

de magnit#d nociva a la esta"ilidad de la o"ra ni p#edan deteriorar s#

#tilidad

!os s#elos de ndacin se componen a veces de capas /eterogneas

%#e p#eden estar inclinadas, circ#nstancia %#e p#ede originar

desli'amiento del terreno "a+o la accin de las cargas imp#estas por la

o"ra

El ag#a del terreno incide m#c/as veces en el comportamiento de las

cimentaciones, la accin erosiva de corrientes de ag#a p#ede

desesta"ili'ar los estratos portantes

El est#dio de los procedimientos de constr#ccin en cada caso re%#iere

"#scar #na sol#cin satis&actoria desde el p#nto de vista tcnico pero

tam"in de costo admisi"le lo %#e p#ede llegar a ser comple+o $

delicado

'.2.%. roble/a e!e"iale )e la "i/enta"ioneSe presenta pro"lemas en los s#elos de cimentacin principalmente si

los tipos de s#elos encontrados en la investigacin del terreno, se

enc#entran con s#elos propensos a e.pandirse, tam"in %#e sean

s#scepti"les a la lic#e&accin, s#elos propensos al colapso $ al ata%#e de

%#)micos

S,elo e8!anivo

!os s#elos %#e presentan #n potencial de cam"io de vol#men, p#eden

trans&erir eser'os inadmisi"les para los cimientos, si la cimentacin noest- dise*ada para controlar las presiones %#e se generan !a e.pansin

de los s#elos depende entre otros &actores, de la composicin

mineralgica, variacin del nivel &re-tico $ clima

El potencial de e.pansin se p#ede cali2car dependiendo de los l)mites

de consistencia del s#elo, como se indica en la sig#iente Ta"la


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oten"ial "a/biovol,/-tri"o

9n)i"e )e!lati"i)a)

4i/ite 4i,i)o

Ba+o


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En cimentacionesse denomina capacidad de carga a la capacidad

del terrenopara soportar las cargas aplicadas so"re l Tcnicamente la

capacidad de carga es la m-.ima presin media de contacto entre la

cimentacin $ el terreno tal %#e no se prod#'can #n &allo por cortante

del s#elo o #n asentamiento di&erencial e.cesivo Por tanto la capacidad

portante admisi"le de"e estar "asada en #no de los sig#ientes criterios

ncionales8

Si la ncin del terreno de cimentacines soportar #na

determinada tensinindependientemente de la de&ormacin, la

capacidad portante se denominar- carga de /#ndimiento

Si lo %#e se "#sca es #n e%#ili"rio entre la tensinaplicada al

terreno $ la de&ormacins#&rida por ste, de"er- calc#larse la

capacidad portante a partir de criterios de asiento admisi"le

(e manera an-loga, la e.presin capacidad portante se #tili'a en las

dem-s ramas de la ingenier)apara re&erir a la capacidad de

#na estr#ct#rapara soportar las cargasaplicadas so"re la misma

'.%.1. 30r/,la )e Ter;a


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Anteriormente Prandtl6


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Ti!o )ea!ata

Vc =

0

Vc =

0

Vq V

Contin#a < < < c#ando 6J97


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#'c J &actor de inclinacin del terreno> c#ando 6J97

Nq=etan

tan 2

(45+

2)Nc=(N q1)cot

N1.5(N q1) tan

3a"tore )e 6or/a 7 !ro6,n)i)a) !ara la e",a"i0n )e "a!a"i)a))e "ara )e anen. Uar SAC? )A" ",an)o =@ olo !ara la

e",a"i0n )e anen

3&CTOR V&4OR &R&

3or/a

s'

c=0.2B

'

L'

Sc=1.0+N qNc

%B '

L

'

Sq=1.0+B'

L'sen

S=1.00.4B '

L'

=0

0

$ 0

$0.6

ro6,n)i)a)

d 'c=0.4&

dc=1.0+0.4 &

&=D/B paa D /B (1

&=tan1(D /B)

en ra)iane

=0

paa D /B (1

paa D /B>1


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dq=1+2 tan (1sin )2

&

)e$ni)o anterior/ente.d =1.00

$ 0

3a"tore )e in"lina"i0n )el terreno 7 bae !ara la e",a"i0n )eanen

3&CTOR V&4OR &R&

In"lina"i0n

i 'c=0.5

1 Hi

) fCa

ic=iq 1iqNq1

iq=(1 0.5HiV+) fCacot )*1

2((5

i=(1 0.7HiV+) fCacot )*2

0.7+ /450Hi

1(V+) fCa cot)*2

i=

2((5

In"lina"i0nEn el terreno

#'c= "

147

#c=1.0 " 147


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#q=#=(10.5 tan" )5

In"lina"i0nen la bae

!'c= +

147

!c=1 +

147

!q=e(2+tan)

!=e(2.7+tan)

en ra)iane

=0

>0

3a"tore )e "a!a"i)a) )e "ara !ara la e",a"ion )e "a!a"i)a))e "ara )e anen? (e7er


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'.'. CI(ENT&CIN &R& TORRE DE TE4E3ON9&

CE4U4&R EN NIC&R&GU&En Nicarag#a, e.isten diversos tipos de torres entre las m-s &rec#entes

tenemos las de tele&on)a cel#lar, por e+emplo podemos mencionar #na

#"icada en Alami0am"a1RAAN $ otra en 3r"aite1Rivas, las c#ales tienen

#na alt#ra de K9 m, de las c#ales la %#e nosotros tomaremos para

n#estra investigacin ser- la del pro$ecto de Alami0am"a1 RAAN

Pro$ecto Alami0am"a8

El est#dio se reali' e.actamente del Empalme Alami0am"a1Rosita, D:9

metros al oeste, en el -rea donde se pro$ecta la constr#ccin de #na

torre de tele&on)a cel#lar

Caracter)sticas del S#"1S#elo

En el sondeo se encontraron s#elos arcillosos t)picos de la 'ona (esde la

s#per2cie del terreno /asta #na prondidad de =?; metros se presenta

#n potente estrato de te.t#ra arcillosa con grava de mediana

plasticidad, con coloracin ca&, gris-cea $ ca& claro, tiene clasi2cacin

6C!7 Estos s#elos tienen #n l)mite l)%#ido %#e va de ;D a ; e )ndice

pl-stico %#e va de D; a DF $ s#s part)c#las pasan de ?9 a ?; por eltami' No ; $ de F: a ?: por el tami' No D99

S#"$aciendo /asta el 2nal de sondeo se enc#entra #n estrato de limo

arcilloso con grava de alta compresi"ilidad, 6MQ7, color ro+i'o Estos

s#elos tienen #n l)mite l)%#ido de :K e )ndice pl-stico de D= $ s#s

part)c#las pasan por el tami' No; $ ?D por el tami' No D99 Ca"e

destacar %#e toda el -rea de est#dio se enc#entra "astante sat#rada de

ag#a s#per2cialmente

En el la"oratorio se reali' #n ensa$e tria.ial con eser'o con2nante de9: a


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Ang#lo de &riccin Interna 6grados7 J D999Co/esin, C 60gLcm7 J


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D1 Tomando en consideracin %#e el -rea de est#dio desde la s#per2cie

del terreno /asta el 2nal del sondeo presentan potentes estratos de

s#elos arcillosos de mediana plasticidad $ limos arcillosos, de alta

compresi"ilidad, los c#ales son m#$ inesta"les, se recomienda previa a

la colocacin de la losa de cimentacin, esta"ili'ar el s#"1s#elo con

cemento Portland, con&ormando #na capa de transicin la de"er- tener

#n espesor de por lo menos 9?9 metros Para tal e&ecto se de"er-

e.cavar el s#elo nat#ral $ l#ego colocar en s# l#gar me'clado

/omogneamente con cemento de /#medad ptima Este material

de"er- colocarse a partir del &ondo de la e.cavacin %#e es de D=9

metros /asta


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. CONC4USIN

En la ela"oracin de n#estra investigacin /emos tratado de vis#ali'ar

los distintos tipos de cimentacin %#e e.isten $ se #tili'an com5nmente

para la constr#ccin de torres

Presentamos los conceptos necesarios para entender los par-metros %#e

rigen el dise*o de las cimentaciones para torres, as) como los %#e nos

permiten ma$or entendimiento del s#elo como elemento imprescindi"le

en la constr#ccin

!a eleccin de #na cimentacin depender- en parte de lo comple+o del

pro"lema de cimentacin a resolver $ del tipo de s#elo en %#e se

tra"a+e

(el e+emplo tomado, torre de tele&on)a cel#lar, #"icada en Alami0am"a1

RAAN> mediante #n est#dio de s#elos se decidi %#e la cimentacin m-s

adec#ada a #tili'ar era la losa de cimentacin


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H. BIB4IOGR&39&


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. &NEKOS

4oa )e "i/enta"i0n


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cimentaciones en torres

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