mecanica de suelos
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TRABAJO DE INVESTIGACION #2
ALUMNA: MARIA RAMOS GONZALEZ
SEXTO SEMESTRE
GRUPO: 3
MECANICA DE SUELOS.
DOCENTE: ING. CARLOS CABADIANA
- CIMENTACIONES.- TALUDES.
1. FACTORES QUE DETERMINAN EL TIPO DE CIMENTACION.
Su funcion.
Las cargas
que deba soportar.
Las condiciones del
subsuelo.
El costo de la
cimentacion
comparada con el costo
de la superestructura
.
a. ETAPAS DE SELECCIÓN DEL TIPO DE CIMENTACION.
Obtener información.
Determinar las condiciones del subsuelo en forma
general.
Analizar brevemente cada tipo de cimentación.
Tener información adicional.
Preparar una información
que detalle el costo.
a. ETAPAS DE SELECCIÓN DEL TIPO DE CIMENTACION.
2. CIMENTACIONES PROFUNDAS, HABLAR DE LOS PILOTES, CLASES, FORMAS, POR SU TRABAJO.
DEFINICION.
FUNCION.
DIFERENCIA.
CLASIFICACION DE LAS CIMENTACIONES PROFUNDAS CON RESPECTO A LOS
PILOTES.
• Pilote aislado.
• Grupo de pilotes.
• Zonas pilotadas.
• Micropilotes.
POR SU FORMA DE TRABAJO.
POR FUSTE.
POR PUNTA.
3. CONSEDERACIONES GENERALES SOBRE EL CONTACTO DE SUELO-ESTRUCTURA.
La rigidez de la estructura a cimentar inducirá también restricciones al movimiento y a la respuesta asociada al terreno.
No existe un método que permita determinar con exactitud las cargas de estructura y su redistribución en función de la respuesta del terreno.
La conducta del terreno bajo tensión está afectada por su densidad y por las proporciones relativas de agua y aire que llenan huecos.
4. CIMENTACIONES EN SUPERFICIES ARCILLAS Y GRAVAS.
Considerar la realización de cimentaciones poco profundas sobre suelos de tipo de gravas y arenas está condicionado a las propiedades mecánicas y portantes de estos suelos además de su consistencia granular.
La grava es material apropiado para cimentaciones siempre y cuando no existan estratos frágiles o blandos, ni esté expuesta a socavación la cimentación.
En cuanto a la arena, no se puede generalizar con respecto al probable comportamiento y resistencia de las capas de arena; los suelos de esta naturaleza se encuentran en diverso estado de compacidad, además tienen variada granulometría.
5. POSICION DE NIVEL FREATICO.
NIVEL FREÁTICO A UNA PROFUNDIDAD IGUAL O
SUPERIOR A LA PROFUNDIDAD DE
CIMENTACIÓN MÁS UNA VEZ EL ANCHO DE LA
FUNDACIÓN.
NIVEL FREÁTICO LOCALIZADO
ENTRE EL PLANO DE CIMENTACIÓN Y UNA PROFUNDIDAD NO MAYOR A UNA VEZ EL ANCHO DE
LA FUNDACIÓN.
NIVEL FREÁTICO A UNA
PROFUNDIDAD INFERIOR AL PLANO DE
CIMENTACIÓN.
6. ANCHO B DE LA CIMENTACION.
• El ancho B de la cimentación es aquella que nos permite determinar la carga admisible de una cimentación, que por lo general se aplica para el cálculo de cimentación con zapatas corridas, zapatas cuadradas y zapatas rectangulares, el ancho B de la cimentación forma parte de una ecuación de la carga admisible lo que nos permite tener una idea de la capacidad de carga del terreno, según el valor que se le dé a B y la profundidad de desplante, esta última depende de los estratos que compone el suelo de estudio.
7. PROFUNDIDAD DE LA COTA DE DESPLANTE DE LA CIMENTACION.
a) CALIDAD DEL SUELO DE APOYO.
b) PROFUNDIDAD TAL QUE LOS CAMBIOS DE CONTENIDO DE AGUA
POR SECADO, INCLUSO POR CONGELAMIENTO, NO AFECTEN LA RESISTENCIA Y DEFORMABILIDAD
DEL SUELO.
C) RESISTENCIA PARA GARANTIZAR LA
ESTABILIDAD DEL INMUEBLE ANTE SOLICITACIONES HORIZONTALES.
8. CIMENTACIONES EN ARCILLAS Y LIMOS PLASTICOS.En la determinación de una cimentación en estrato de suelo arcilloso es necesario analizar las propiedades o características de este material; la arcilla es dura cuando está seca, pero su consolidación se produce lentamente. Cuando es humedecida se torna plástica y deformable, modificando su consistencia según el grado de humedecimiento que posea; por lo tanto, en suelos arcillosos la alteración del contenido de agua en su masa juega importante rol en su comportamiento y resistencia.
El humedecimiento, que en algunos casos llega hasta la saturación, se produce de diversas maneras. Causas potenciales de humedecimiento son las lluvias y el aumento del caudal de los ríos y arroyos. También los suelos pueden humedecerse por efecto de la capilaridad, es decir, por succión del agua que pudiera encontrarse en capas inferiores.
9. CIMENTACIONES EN SUELOS ESTRATIFICADOS.
Una forma de resolver el problema es determinar el empuje lateral por medio del cálculo de la presión activa y luego escoger una relación apropiada.
También se podría calcular la fuerza activa por medio de coeficientes activos para los diversos estratos, o si la geometría es complicada, por soluciones gráficas.
Mediante este procedimiento el diseñador debe aplicar su mejor juicio en la distribución vertical de fuerzas dentro del corte.
10. CAPACIDAD DE CARGAS ADMISIBLE.
Están relacionadas con la denominada “falla”, es decir, a valores tales que si esos esfuerzos se comunicaran al material, este quedaría en estado de falla latente.
Nace así el concepto de capacidad de carga “admisible” o de “trabajo”, que es con lo que se diseñara una cimentación.
La capacidad de cargas admisibles será siempre menor a la de la falla, la cual estará los suficientemente lejos para dar los márgenes de seguridad necesarios.
11. CIMENTACIONES COMPENSADAS.
• En el diseño de las cimentaciones compensadas debe tenerse presente que el suelo debe considerarse como una fase liquida y sólida. Por lo que, la compensación se hace teniendo en cuenta dos efectos:
• Substitución de peso sumergido del sólido.
• Efecto de flotación debido al líquido desalojado.
A) LOS MOVIMIENTOS INSTANTÁNEOS DEBIDO A
LA CARGA TOTAL TRANSMITIDA AL SUELO POR LA CIMENTACIÓN.
B) LAS DEFORMACIONES TRANSITORIAS Y
PERMANENTES DEL SUELO DE CIMENTACIÓN BAJO LA SEGUNDA COMBINACIÓN
DE ACCIONES.
C) LOS MOVIMIENTOS DIFERIDOS DEBIDOS AL
INCREMENTO O DECREMENTO NETO DE
CARGA EN EL CONTACTO CIMENTACIÓN– SUELO.
12. CIMENTACIONES EN ROCAS.
DEFINICION.
CAPACIDAD DE CARGAS.
CORTE.
ASENTAMIENTO.
SITUACION DEL SECTOR.
SE DEBE CONSIDERAR EL COMPORTAMIENT
O DE LOS DIFERENTES ESTADOS.
13. CIMENTACIONES EN TALUDES.• ESTABILIDAD.
• LA DIFERENCIA DE CIMIENTO EN TERRENO.
• AGRIETAMIENTO.
• DISMINUCION DE LA CAPACIDAD DE SOPORTE DEL SUELO.
Entre los problemas identificados se encuentran los de estabilidad de taludes y el efecto de las cargas de cimientos sub-superficiales y de cimientos profundos sobre la estabilidad de un talud; los efectos de los esfuerzos de tensión que se generan en el suelo cerca de la corona de los taludes y la posibilidad de agrietamientos de la estructura; la capacidad de soporte de edificaciones sobre taludes y la variación del módulo de reacción del suelo al acercarse la cimentación a la superficie del talud.
14. CIMENTACIONES SUPERFICIALES.También conocidas como cimentaciones directas, son
aquellas reparten la fuerza que le transmite la estructura a través de sus elementos de apoyo sobre una superficie de terreno bastante grande que admite esas cargas.
Se considera cimentación superficial cuando tienen entre 0,50 m. y 4 m. de profundidad, y cuando las tensiones admisibles de las diferentes capas del terreno que se hallan hasta esa cota permiten apoyar el edificio en forma directa sin provocar asientos excesivos.
15. FACTORES QUE LA DETERMINAN, CARACTERISTICAS DE LAS MISMAS: CLASES DE
CIMENTACIONES SUPERFICIALES.
ZAPATA COMPENSAD
A
ZAPATA AISLAD
A.EMPARRILLAD
O.
ZAPATA CORRIDA BAJO
MURO.LOSA
ZAPATA CORRID
A.
ZAPATA MEDIANERA.
LIMITE DE PARCELA.
ZAPATA DE
ESQUINA.
PLINTOS O ZAPATAS AISLADAS.
En esta descansa un solo pilar. Es la encargada de transmitir a través de una superficie de cimentación las cargas de terreno, esta no necesita junta, ya que esta empotrada en el terreno no se ve afectada por los cambios.
Las zapatas aisladas pueden ser: Centrada – Combinada – Medianería – Esquina.
Rígida
Maciza de cimentación o súper-rígida
Denominadas flexible.
ZAPATAS CORRIDAS.
Es aquella que recibe una carga lineal y eventualmente un momento flector transmitido por el muro.
Zapatas escalonadas.
Tienen una economía apreciable en hormigón, pero ya no se usa debido a que requieren encofrados y hormigonados costosos, que hacen que en conjunto resulten caras.
Canto variable.
Se emplea en hormigones relativamente secos, puede ser constituida sin encofrados, aunque la compactación de hormigón es siempre deficiente en estos casos y la vibración se vuelve imposible.
Canto constante o Zapata corrida como placa de cimentación.
Es siempre preferible, técnicamente y mejor económicamente más interesante, pues aunque presente mayor volumen de hormigón este se coloca en obra y compacta muy rápida y fácilmente.
ZAPATAS CORRIDAS EN DOS DIRECCIONES.
Es cuando la capacidad admisible del suelo de fundación no tiene la resistencia óptima, para el diseño de la alternativa de Zapata corrida en una sola dirección.
16. ESTABILIDAD DE LOS TALUDES.
Algunos tipos de inestabilidad son los siguientes.
• El hundimiento o deslizamiento de las cimentaciones superficiales.
• El hundimiento o la rotura del terreno debido a fuerzas horizontales en cimentaciones profundas.
• El hundimiento o deslizamiento de muros de contención.
• Los taludes pueden ser, simplemente obras de tierra o roca donde no existan elementos estructurales, pero pueden consistir, también en estructuras mixtas formadas por el propio terreno y elementos estructurales anejos. Como ejemplo de estos últimos pueden citarse las cimentaciones superficiales o profundas en taludes o en zonas próximas a taludes. Son considerados en estos casos los elementos de contención que usualmente se emplean para mejorar la estabilidad del conjunto.
ESTRUCTURA DE
CONTENCION.
POR CORTE EN TALUDES
a.
POR CORTE EN TALUDES
b.
POR CORTE EN TALUDES
c.
17. CONSIDERACIONES GENERALES Y CONCEPTOS.La estabilidad de un talud estará en dependencia de varios
factores:
• Factores geomorfológicos: los cuales denotan la topografía del terreno, la geometría del talud, la distribución de las estratificaciones, meteorizaciones3.
• Factores geotécnicos: las propiedades mecánicas del suelo como la resistencia de los materiales constitutivos de éste, los esfuerzos actuantes como los empujes a los que están sometidos,
• Factores hidrogeológicos: presencia el agua superficial y subterránea, variaciones del nivel freático por situaciones estacionarias u obras realizadas por el hombre (presas)
• Factor antrópico; intervención del hombre con obras de ingenierías como rellenos o excavaciones tanto de obra civil como de minería.(taludes artificiales).
Tipos y causas de fallas más comunes.
A) Falla por desplazamiento superficial.
B) Falla por movimiento del cuerpo del talud.
C) Fallas por erosión.
D) Falla por licuación.
E) Falla por falta de capacidad de carga en el terreno de cimentación.
Está sujeto a fuerzas naturales que tienden hacer que las partículas y porciones del suelo próximas a su frontera deslicen hacia abajo. Es más intenso cerca de la superficie inclinada del talud.
Como una consecuencia de la zona mencionada puede quedar sujeta a un flujo viscoso hacia abajo, falla por desplazamiento superficial.
Este fenómeno es muy frecuente en laderas naturales. Se pone de manifiesto con los siguientes efectos notables, inclinación de árboles, por efecto del arrastre, producido por las capas superiores en que se enraízan, movimientos relativos y ruptura de muros, etc.
A) Falla por desplazamiento superficial.
B) Falla por movimiento del cuerpo del talud.
Pueden existir en taludes movimientos bruscos que afectan a masas considerables de suelo. Con superficies de falla que penetran profundamente en su cuerpo.
Estos también reciben el nombre de deslizamientos de tierra. En estos existen tipos claramente diferenciados. La superficie curva.
Se define una superficie curva, a lo largo de la cual ocurre un movimiento del talud; esta superficie forma una traza con el plano del papel que puede asimilarse, por facilidad y sin error mayor a una circunferencia.
C) Fallas por erosión.
Provocada por los arrastres de vientos, aguas, etc., en los taludes. Este fenómeno es más
notorio cuanto más empinadas sean las laderas de los taludes. Una de las manifestaciones comunes son las irregularidades del talud, originalmente uniforme.
Desde lo teórico esta falla puede ser imposible de cuantificar detalladamente, pero existen normas que atenúan grandemente si se las aplica con cuidado.
D) Falla por licuación.
Ocurre cuando en la zona de deslizamientos el suelo pasa de una condición más o menos firme a la correspondiente a una suspensión, con pérdida casi total a la resistencia del esfuerzo cortante.
Este fenómeno ocurre tanto en arcillas extra-sensitivas como en arenas poco compactadas.
19. METODO PARA MEJORAR LA ESTABILIDAD DE TALUDES.
Pre consolidación de suelo comprensibles.
Empleo de materiales estabilizantes.
Empleo de muros de retención.
Precauciones de drenaje.
Soluciones comunes y específicas.
20. CONSOLIDACION DE LOS SUELOS: CLASES DE CONSOLIDACIONES, ARCILLAS COMPRENSIBLES.
La consolidación es un proceso que se produce en los suelos y consiste en la reducción del volumen total del suelo provocado por la colocación de una carga o el drenaje del terreno.
CLASES DE CONSOLIDACION DE SUELOS.
Consolidación primaria.
Este método asume que la consolidación ocurre en una sola dimensión.
Consolidación secundaria.
En arenas el asiento secundario es imperceptible pero puede llegar a ser muy importante para otros materiales como la turba.
21. EXPANSION, CONCEPTO, ARCILLAS EXPANSIVAS.
DEFINICION.
Existen suelos que se hinchan cuando aumenta su cantidad de agua y se retraen cuando la disminuye.
SUELOS EXPANSIVOS.
Los suelos arcillosos experimentan variaciones de volumen como consecuencia de los cambios de humedad:
Un aumento de humedad produce una reducción en la succión
Como consecuencia de ello se reducen las tensiones efectivas y se producen aumentos de volumen
Por el contrario, una disminución de la humedad produce un aumento de la succión, de la presión efectiva y reducción del volumen.
ARCILLA EXPANSIVA
Una arcilla expansiva es aquella arcilla susceptible de producir grandes cambios de volumen, en directa relación con los cambios en la humedad del suelo.
CARACTERÍSTICAS.
Las arcillas se expanden con la humedad y se contraen al secarse, formando profundas grietas. Este proceso favorece la mezcla de materiales desde horizontes más profundos, ya que al rellenarse las grietas con material externo, cuando la arcilla vuelve a hidratarse, expulsa parte del material más profundo por la falta de espacio.