Apuntes - Jorge Alva - Diseno Cimentaciones Superficiales
Transcript of Apuntes - Jorge Alva - Diseno Cimentaciones Superficiales
-
Dr. Jorge E. Alva Hurtado
DISEO DE CIMENTACIONES SUPERFICIALES
DISEDISEO DE CIMENTACIONES O DE CIMENTACIONES SUPERFICIALESSUPERFICIALES
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERUNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERAAFACULTAD DE INGENIERA CIVIL
SECCIN DE POST GRADO
-
CRITERIOS DE DISECRITERIOS DE DISEO DE CIMENTACIONESO DE CIMENTACIONES
1
TIPOS DE CRITERIOS
Esfuerzo Permisible Transmitido
Factor de Seguridad contra Falla por Capacidad Portante
Movimientos Permisibles
MOVIMIENTOS PERMISIBLES
Criterios de Diseo
Relacin entre Asentamiento y Dao
-
15.0 a 8.06. Grava y arena gruesa en capas
3.0 a 6.05. Arena gruesa bien compacta
3.0 4. Arena movediza drenada
2.5 a 3.03. Arena fina, compacta y seca
2.02. Arena hmeda
0.51. Arena movediza
qa (Ton/pie2)SUELO
Valores de Soporte Permisibles para Arenas antes de los Cdigos de 1930
(c)
(b)
(a)
14
12
10
8
6
4
2
0
0 5 10 15 20
V
A
L
O
R
E
S
D
E
S
/
S
1
ANCHO B DE LA ZAPATA
Relacin aproximada entre el ancho B de cimentacin sobre arena y la relacin S/St, donde S representa el asentamiento de una cimentacin con ancho B y St el asentamiento de una cimentacin de un pie de ancho sujeta a la misma carga por unidad de rea. La curva (a) se refiere a condiciones usuales. La curva (b)representa la posible relacin con arenas sueltas. La curva (c) se refiere a arena con un pequeo contenido orgnico.
-
Presin sobre el terreno
C
a
p
a
c
i
d
a
d
d
e
c
a
r
g
a
P
r
e
s
i
n
q
u
e
p
r
o
d
u
c
e
l
a
f
a
l
l
a
l
o
c
a
l
C
a
p
a
c
i
d
a
d
d
e
c
a
r
g
a
f
i
n
a
l
A
s
e
n
t
a
m
i
e
n
t
o
qs
( qs)l
( qs)b
( qs)u
P
r
e
s
i
n
a
d
m
i
s
i
b
l
e
( qs)a
RELACIN ENTRE LAS PRESIONES SOBRE EL TERRENO Y LAS CAPACIDADES DE CARGA
CIMENTACIN SUPERFICIAL
-
ll ==angularDistorsin
m
n
l
mx
l
mnmx =
mx m
n
mnmx =
TIPOS DE ASENTAMIENTO: a) ASENTAMIENTO UNIFORME b) VOLTEO c) ASENTAMIENTO NO UNIFORME
(a) (b) (c)
ASENTAMIENTO DE CIMENTACIONES SUPERFICIALES
ll ==angularDistorsin
-
Ref. (Sowers, 1962)
ASENTAMIENTO ADMISIBLE
0.0005-0.001 l
0.001-0.002 l0.001 l
0.0025-0.004 l0.003 l0.002 l0.005 l
Muros de ladrillo continuos y elevadosFactora de una planta, fisuracin de muros de ladrilloFisuracin de revocos (yeso)Prticos de concreto armadoPantallas de concreto armadoPrticos metlicos continuosPrticos metlicos sencillos
Asentamiento diferencial
0.004 l0.01 l0.01 l
0.003 l0.0002 l0.003 l
0.01-0.02 l
Inclinacin de chimeneas, torresRodadura de camiones, etc.Almacenamiento de mercancasFuncionamiento de mquinas-telares dealgodnFuncionamiento de mquinas-turbogeneradoresCarriles de grasDrenaje de soleras
Depende de la altura y el anchoEstabilidad frente al vuelcoInclinacin o giro
DrenajeAccesoProbabilidad de asentamiento no uniforme
Estructuras con muros de mamposteraEstructuras reticularesChimeneas, silos, placas
Factor limitativo
6-12 plg.12-24 plg.
1-2 plg.2-4 plg.3-12plg.
Asentamiento total
Asentamiento mximoTipo de movimiento
-
CRITERIO DE DAOS EN ESTRUCTURAS
Distorsin angular / L
Lmite correspondiente a daos estructurales en edificiosDistorsin severa del prtico
Lmite de seguridad para muros de ladrillo flexibles h / l < 1/4
Agrietamiento considerable de tabiques y muros de ladrillo
Lmite para el que se hace visible la inclinacin de edificios altos y rgidos
Lmite para el que son de esperar dificultades en gras-puente.
Lmite para el que comienza el agrietamiento de paneles de tabique.
Lmite de seguridad para edificios en los que no son admisibles grietas.
Lmite de peligrosidad para prticos arriostrados.
Lmite para el que son de temer dificultadesen maquinaria sensible a los asentamientos.
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
11000
Ref. (Bjerrum, 1963)
-
ASENTAMIENTO DE ESTRUCTURAS CIMENTADAS SOBRE ARENA
Asentamiento diferencial mximo, (cm)(a)
0 2 4 6 8 10
D
i
s
t
o
r
s
i
n
m
x
i
m
a
,
(
/
l
)
110,000
15,000
13,000
11,000
1500
1300
Asentamiento mximo, (cm)(b)
0
2
4
5
6
8
10
0 2 4 5 6 8 10 12A
s
e
n
t
a
m
i
e
n
t
o
d
i
f
e
r
e
n
c
i
a
l
m
x
i
m
o
,
(
c
m
)
(Bjerrum, 1963)
-
Modos de Falla por Capacidad Portante en Zapatas
Capacidad Portante de Suelos
Ref. (Vesic, 1963)
(a) Falla por corte general(arena densa)
(c) Falla por punzamiento(arena muy suelta)
(b) Falla por corte local (arena medio densa)
-
Falla general
Carga
A
s
e
n
t
a
m
i
e
n
t
o
Falla localA
s
e
n
t
a
m
i
e
n
t
o
Prueba superficial
Prueba a gran profundidadCarga
a) Falla General
Carga
A
s
e
n
t
a
m
i
e
n
t
o
Carga ltima
b) Falla Local
c) Falla por Punzonamiento
Capacidad Portante de Suelo
Curvas Tpicas Carga-Desplazamiento
Ref. (Vesic, 1963)
-
Densidad relativa de la arena, Dr
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.05
4
3
2
1
0
Falla por corte general
Falla por corte local
Falla por punzonamiento
P
r
o
f
u
n
d
i
d
a
d
r
e
l
a
t
i
v
a
,
D
/
B
*
FORMAS TPICAS DE FALLA EN ARENA
Ref. (Vesic, 1963)
CAPACIDAD PORTANTE DE SUELO
B* = B para zapatas cuadradas o circularesB* = 2 BL / (B + L) para zapatas rectangulares
-
VALORES DE Nc y Nq 5.14 1.00 VALORES DE N
B
Franja cargada, ancho BCarga por unidad de rea de cimentacinZapata cuadrada de ancho B
BNNDcNq qfcd 21++=
Falla local por corte:
NBNDNcq qfcd ++= 21
32
Carga por unidad de rea:
60 50 40 30 20 10 0 20 40 60 80
40
30
Nq
Nc
N'q N'N'c
V
A
L
O
R
E
S
D
E
= 45, N = 24020
10
0
Superficieaspera
Peso unitario de terreno = Resistencia al corte unitarioS = C + P tan
Df
N
BNNDcNq qfcds 4.02.1 ++=
CARTA MOSTRANDO LA RELACIN ENTRE Y FACTORES DE CAPACIDAD DE CARGA
Falla general por corte:
-
Capacidad Portante de Zapatas
B
d
Q
qNqNBccNqult ++= 21
+=+=
=
1953)Kerisel,y(Caquot
)1(2
)2
45(
)1(cot
2
NqtgN
tgeNq
NqgcN
tg
B
qult
q = d
C, , suelo
Carga Continua (L/B>5) Corte General
-
1.001.582.01
1.201.612.01
03045
CIRCULARO
CUADRADA
1 + tg 0.60
1.001 + 0.58 (B/L)
1 + 1.00 (B/L)
1 + 0.20 (B/L) 1 + 0.61 (B/L)1 + 1.01 (B/L)
03045
1 + tg (B/L)1-0.4 (B/L)
RECTANGULAR
Sq SScoForma
)/(1 NcNq+
)/()/(1 LBNcNq+
Factores de Forma (Vesic, 1973)
NqqSqNBSccNcSqult ++= 21
Carga Excntrica e Inclinada (Meyerhof, 1953)
Qv Q
B
e
qNqBeBN
Be
BQultq vv
222 )90
1()21(21)1()21()( +==
-
15 20 25 30 35 40 45 50
PARMETROS DE CAPACIDAD PORTANTE Vesic (1973)
ASCE JSMFD V 99 SMIN Nq
Nc
Nc
N
NqN NqNc
= 0Nc = 5.14N = 0Nq = 1.00
NGULO DE FRICCIN,
1000
800
600
400
200
100
80
60
40
20
10
8
6
4
2
N
c
,
N
,
N
q
1
15 20 25 30 35 40 45 50
-
Factores de Capacidad de Carga
(VESIC, 1973)1.041.071.111.151.19
1.041.081.121.151.20
330.35403.67496.01613.16762.89
158.51187.21222.31265.51319.07
152.10173.64199.26229.93266.89
4647484950
0.870.900.930.971.00
0.880.910.940.971.01
130.22155.55186.54224.64271.76
73.9085.3899.02115.31134.88
83.8693.71
105.11118.37133.88
4142434445
0.730.750.780.810.84
0.750.770.800.820.85
56.3166.1978.0392.25109.41
37.7542.9248.9355.9664.20
50.5955.6361.3567.8775.31
3637383940
0.600.620.650.670.70
0.630.650.680.700.72
25.9930.2235.1941.0648.03
20.6323.1826.0929.4433.30
32.6735.4938.6442.1646.12
3132333435
0.490.510.530.550.58
0.530.550.570.590.61
12.5414.4716.7219.3422.40
11.8513.2014.7216.4418.40
22.2523.9425.8027.8630.14
2627282930
0.380.400.420.450.47
0.450.460.480.500.51
6.207.138.209.4410.88
7.077.828.669.6010.66
15.8216.8818.0519.3220.72
2122232425
0.290.310.320.340.36
0.370.390.400.420.43
3.063.534.074.685.39
4.344.775.265.806.40
11.6312.3413.1013.9314.83
1617181920
0.190.210.230.250.27
0.310.320.330.350.36
1.441.691.972.292.65
2.712.973.263.593.94
8.809.289.81
10.3710.98
1112131415
0.110.120.140.160.18
0.250.260.270.280.30
0.570.710.861.031.22
1.721.882.062.252.47
6.817.167.537.928.35
6789
10
0.020.030.050.070.09
0.200.210.220.230.24
0.070.150.240.340.45
1.091.201.311.431.57
5.355.635.906.196.49
12345
0.000.200.001.005.140
tg Nq/NcNNqNc
-
Capacidad Portante
b Pgh
B cf
a
B
D
r
or
r = r eo tan
P
Dcf
g
E
45 - 2
d
a
E45 +
2
r
or
(a)
(b)
Cimentaciones en Taludes
(Meyerhof, 1970)
-
DEFINICIONES
Dimensiones
Cargas
Esfuerzos
Deformaciones
MTODO DE TERZAGHI Y PECK
Suposiciones
Pasos en el Diseo
PROCEDIMIENTOS DE DISEPROCEDIMIENTOS DE DISEO PARA ZAPATAS EN O PARA ZAPATAS EN ARENAARENA
-
Capacidad Portante de Zapatas en Arena
28 30 32 34 36 38 40 42 44 46
140
130
120
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0
10
30
20
40
50
70
80
60
SueltaMuy suelta
MuycompactaCompactaMedia
Angulo de fr iccin interna, o (grados)/
P
e
n
e
t
r
a
c
i
n
e
s
t
n
d
a
r
N
(
g
o
l
p
e
s
/
3
0
c
m
)
F
a
c
t
o
r
e
s
d
e
c
a
p
a
c
i
d
a
d
d
e
c
a
r
g
a
N
y
N
q
Factores de capacidad de carga teniendo en cuenta la falla local.
Ref. (Peck, Hansen y Thornburn, 1953)
N
N
Nq
-
ASENTAMIENTO DE ZAPATAS DEDUCIDOS DE LA PENETRACIN ESTANDAR
0 1 2 3 4 5 6Ancho de la zapata (m)
0
1
2
3
4
5
6
7
q
s
(
K
g
/
c
m
2
)
p
a
r
a
p
r
o
d
u
c
i
r
u
n
a
s
e
n
t
a
m
i
e
n
t
o
d
e
1
"
(
2
.
5
4
c
m
)
Suelta
N = 10
Media
N = 30
Densa
N = 50
Muy densa
(Terzaghi y Peck, 1948)
-
Mtodo de Schmertmann Para Predecir el Asentamiento de Cimentaciones Superficiales en Arena
2.0
1.5
1.0
0.5
00 0.2 0.4 0.6
2.0
1.5
1.0
0.5
0
0 0.2 0.4 0.6
I
B
zd
B
q
vo = d t
z
zsEzqCC
2B
net21 =
I0
= Asentamiento (Unidades de z)C1 = [1 0.5 vo / qnet] Efecto de empotramientoC2 = [1 + 0.2 log (10tyr)] Efecto de CREEP
qnet = q - vo q = Esfuerzo aplicado a la cimentacin (TSF, Kg/cm2)vo = Esfuerzo de sobrecarga total en la base de la cimentacin
Iz = Factor de influencia para deformacin vertical
= Mdulo de Young promedio equivalente en profundidad z = 2qc= Resistencia promedio del Cono Holands (TSF, Kg/cm2) en z
Z = Profundidad debajo de la cimentacin
sEcq
Correlacin Tipo de Suelo qc / N
Aproximada ML, SM-ML, SC 2.0
Cono Holands qc vs SW, SP, SM (Fina-Media) 3.5
SPT N SW, SP (Gruesa) 5GW, GP 6 ASCE JSMFD (v96 SM3. p.1011 1043)
Z
(VESIC, 1973)
-
150 tons
ZapataCuadrada
3.0 mts.
30020010000
1.5
3.0
4.5
6.0
7.5
9.0
P
r
o
f
u
n
d
i
d
a
d
,
m
t
s
.
Sub capa Profundidadmts.
Zmts.
q Promediokg/cm2
c Iz
I q
z zc
(m / ton)3
0.0003460.0007500.000250
130100240
1.51.53.0
1.5 - 3.03.0 - 4.54.5 - 7.5
123
0.30.50.2
= 0.001346
Calcule Cp :
Asuma t = 1.76 ton/m3 p0 = 1.5 x (1.76) = 2.64 ton/m2
Asuma que el peso de la zapata y el relleno es el mismo que la arena excavada
C = 0.92p
Asentamiento inmediato :
= 1/(2) (0.92) (16.67) (0.001346) = 0.010 m.iAsentamiento despus de 10 aos
= (0.010) (1.4) = 0.014 m.
q - kg/cm5c
02.6416.67
= 0.16P / P =
1509.0
= 16.67 ton/m2 P =
Clculo de Asentamiento de Zapata en Arena con Ensayo de Cono Holands
qc - kg/cm2
-
0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.50
1
2
3
4
5
0
1
2
3
4
5
0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
SPT Correction Factor C N
E
f
f
e
c
t
i
v
e
O
v
e
r
b
u
r
d
e
n
S
t
r
e
s
s
-
T
S
F
-
V
E
f
f
e
c
t
i
v
e
O
v
e
r
b
u
r
d
e
n
S
t
r
e
s
s
-
T
S
F
-
V
SPT Correction Factor CN
(a) (b)
0
1
2
3
4
5
0.50 1.0 1.5 2.0 2.5
Bazaraa(1967)
Proposed C(Dashed Line)
N
Seed(1967)
Proposed C v1
N
in units of TSFv
Tokimatsu andYoshimi (1983)(Dashed Line)
Seed(1976)
Bazaraa (1967)
Teng (1962)
Bazaraa (1967)
Comparison of Proposed C with Bazaraa (1967) and Seed (1969) Correction FactorsN
Seed(1979)
Dr40-60%
Dr60-80%
Peck, Hansen andThornburn (1974)
Reference(1)
N
Teng (1962)
Bazaraa (1967)
Peck, Hansen, andThornburn (1974)
Correction Factor C(2)
50
10 + rC =N
r < 1.5
r > 1.5
C =N 0.77 log10 20 rC =N 1 - 1.25 log 10 r
C =N1.7
0.7 + r
C =N
41 + 2r
43.25 +0.5r
Ver Fig. 1(b)
Units of (3)
psi
ksf
tsf
tsf
tsf
kg/cm
Seed (1976)
Seed (1979)
Tokimatsu andYoshimi (1983)
Inconsistent Consistent
SPT Correction Factor CN
E
f
f
e
c
t
i
v
e
O
v
e
r
b
u
r
d
e
n
S
t
r
e
s
s
-
T
S
F
-
V
Ensayos In-Situ - SPT
-
DensidadDr%
SPTN
Cono Holandsq (TSF)u
Muy Suelta
Suelta
Compacta
Densa
Muy Densa
< 20
20 - 40
20 - 60
60 - 90
> 60
< 4
4 - 10
10 - 30
30 - 50
> 50
< 20
20 - 40
40 - 120
120 - 200
> 200
< 30
30 - 35
35 - 40
40 - 45
> 45
Relacin de Densidad y Angulo de Friccin
(Meyerhof, 1953)
0 5 10 15 20 25 30
Ton/m vo
0
10
20
30
40
50
60
70
0
10
20
30
40
50
60
700 5 10 15 20 25 30
SPTN
= 5
0
= 45
= 40
= 35
= 30
= 25
Efecto de Sobrecarga en Angulo de Friccin(De Mello, 1970)
(De Mello, 1970)
Ensayos In-Situ
-
Suelto Medio denso Denso Muy Denso
Muy Suelto
0
10
20
30
40
50
60
7028 30 32 34 36 4038 42 44
Angulo de resistencia cortante en grados
R
e
s
i
s
t
e
n
c
i
a
a
l
a
p
e
n
e
t
r
a
c
i
n
s
t
a
n
d
a
r
d
N
(
g
o
l
p
e
s
p
o
r
3
0
0
m
m
)
Correlacin de Angulo de Friccin y el N(SPT)
Ref. (Peck, Hanson y Thorburn, 1974)
Ensayos In-Situ
-
Resistencia de Punta del Cono, q (kg/cm )c 2
0 100 200 300 400 500
50
100
150
200
250
300
350
400
42
4038363432
30
8000
6000
4000
2000
0
44
46
= 48
Ref. (Robertson y Campanella, 1983)
Relacin entre q , ' y para arenasc v
v
'
(
k
P
a
)
E
s
f
u
e
r
z
o
E
f
e
c
t
i
v
o
V
e
r
t
i
c
a
l
,
'
(
l
b
/
p
i
e
)
v
Ensayos de Cono Holands
-
0.001 0.005 0.01 0.05 0.1 0.5 1 5 10
Dimetro Promedio de Partcula, D (mm)50
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
R
e
s
i
s
t
e
n
c
i
a
e
n
P
u
n
t
a
,
q
(
k
g
/
c
m
)
N
6
0
2
c
Robertson y Campanella, 1983
Kulhawy y Mayne, 1990
xx xx
x xxxx
xx
Relacin entre Ensayos CPT y SPT en funcin de la granulometra
Ensayos In-Situ
-
ARCILLAS BLANDAS A MUY BLANDAS, TURBAS Y SUELOS ORGANICOS Y SIMILARES
IDEM.IDEM.CONSOLIDACIN PRIMARIA Y SECUNDARIA
ARCILLAS BLANDAS A MEDIAS SATURADASENSAYO CONSOLIDACINTEORIA DE LA CONSOLIDACIN
CONSOLIDACIN PRIMARIA
ARENAS, GRAVAS, SUELOS NO SATURADOS, ARCILLAS DURAS Y ROCAS
PRUEBA DE CARGAPRUEBA DE CARGAINMEDIATO
ARENAS, GRAVAS Y SIMILARESN (SPT)MEYERHOFINMEDIATO
ARENAS, GRAVAS, SUELOS NO SATURADOS, ARCILLAS DURAS Y ROCAS
PROPIEDADES ELASTICAS DEL SUELO
ELSTICOINMEDIATO
APLICACINPARMETRO BASEMETODOTIPO DEASENTAMIENTO
MTODOS DE CLCULO DE ASENTAMIENTOS
ASENTAMIENTO TOTAL ST = Si + Scp + Scs
Si = ASENTAMIENTO INMEDIATOScp = ASENTAMIENTO POR CONSOLIDACIN PRIMARIAScs = ASENTAMIENTO POR CONSOLIDACIN SECUNDARIA
EN ARENAS, GRAVAS, ARCILLAS DURAS Y SUELOS NO SATURADOS EN GENERAL ST ~ SiEN ARCILLAS SATURADAS : ST ~ ScpEN SUELOS DE GRAN DEFORMABILIDAD COMO TURBAS Y OTROS: ST ~ Scp + Scs
-
Simbologia : Si = Asentamiento Probable (cm)
= Relacion de Poisson ( -)Es = Mdulo de Elasticidad (ton/m2)
If = Factor de Forma (cm/m)
q = Presin de Trabajo (ton/m2)
B = Ancho de la Cimentacin (m)
fIEsqBSi )1(
2=
MTODO ELSTICO PARA EL CLCULO DE ASENTAMIENTOS INMEDIATOS
30 - 300200 - 400450 - 900700 - 2000
3000 - 42501000 - 160001500 - 6000
500 - 20001000 - 25005000 - 100008000 - 200005000 - 14 000
14000 - 140000200 - 2000
Arcilla Muy BlandaBlandaMediaDura
Arcilla ArenosaSuelos GlaciaresLoessArena LimosaArena : Suelta
: DensaGrava Arenosa : Densa
: SueltaArcilla Esquistosa Limos
Es (Ton/m2)Tipo de Suelo
0.4 0.50.1 0.30.2 0.30.3 0.350.2 0.4
0.150.25
0.1 0.40.1 0.3
0.360.15
Arcilla: Saturada No SaturadaArenosa
LimoArena : Densa
De Grano GruesoDe Grano Fino
RocaLoessHieloConcreto
( - )Tipo de Suelo
Cuadros Auxiliares
Formula :
Frmulas Para Estimar Es :Arenas: Es = 50 (N +15) Ton/m2
Arenas Arcillosas: Es = 30 (N + 5) Ton/m2
Arcillas Sensibles Normalmente Consolidadas Es = (125 a 250) quArcillosa Poco Sensibles: Es = 500 quN : Sptqu : Compresin Simple (Ton/m2)
RgidaCim. Flexible
888564100Circular
829556112Cuadrada
120170210
130183225
77105127
153210254
Rectangular L/B = 2L/B = 5L/B = 10
---MedioEsq.CentroUbicacin
Valores de If (cm/m)Forma de laZapata
-
22
+= pzz
BBBSpSz
SIMBOLOGIA:
1+
=
n
p
z
BBSpSz
n: COEFICIENTE QUE DEPENDE DEL SUELO SEGN LA TABLA SIGUIENTE
ARCILLA n = 0.03 A 0.05ARCILLA ARENOSA n = 0.08 A 0.10ARENA DENSA n = 0.40 A 0.50ARENA MEDIA A DENSA n = 0.25 A 0.35ARENA SUELTA n = 0.20 A 0.25
Sz = ASENTAMIENTO DE LA ZAPATA (cm)Sp = ASENTAMIENTO MEDIDO EN LA PRUEBA (cm)Bz = ANCHO DE LA ZAPATA (m)Bp = ANCHO DE LA PLACA (m)
METODO DE BOND (1961)
FORMULA :
SIMBOLOGIA: COMO EN EL CASO ANTERIOR, SIENDO
CLCULO DEL ASENTAMIENTO INMEDIATO EN FUNCIN DE UNA PRUEBA DE CARGA DIRECTA
METODO DE TERZAGHI-PECK (1967) (VALIDO SOLO EN ARENAS)
FORMULA :
-
Asentamiento Elstico
(a)
Distancia radial
2
1
0
R
0.30.20 =
DR =8
= 0.5
0.30.20 =
= 0.5
D = 8
D = 5R
DR = 5
R
0.30.20 =
DR =
23= 0.5
R0
1
Valores de
I
2
1
0
Valores de
I s
Valores de
I E
R q =
R R q
R R
D= R2/3
R R
(b)
(c)
Coeficiente de influencia para el asentamientobajo carga uniforme repartida sobre superficie circular
Ref. (Terzaghi, 1943)
-
Asentamiento en Arenas
Terzaghi-Peck
D = 0.36 m (circular)D = 0.32 m (cuadrada)
00
1 10 100 1000Relacin de anchura D/D0
1
10
100
CompactaMediaSueltaOrgnica
Placas y zapatas aisladas
Zapatas corridas
A
s
e
n
t
a
m
i
e
n
t
o
r
e
l
a
t
i
v
o
0
/
Relacin entre el asentamiento y las dimensiones de la superficie cargada segndatos recogidos de casos reales.
Ref. (Bjerrum y Eggestad, 1963)
-
CRITERIOS DE CAPACIDAD PORTANTE
Efecto de la Anisotropa
Efecto de la Heterogeneidad
CRITERIOS DE ASENTAMIENTO
METODOS DE ESTIMACION DE ASENTAMIENTOS
Asentamiento Inicial
Asentamiento por Consolidacin
Consolidacin Secundaria
CIMENTACIONES SUPERFICIALES EN ARCILLACIMENTACIONES SUPERFICIALES EN ARCILLA
-
CAPACIDAD PORTANTE NO-DRENADA (Ladd, 1974)
N (Rectangular)cN (Cuadrada)c
(0.84 + 0.16 )B L=
Su (45) b
2Su ()
Su (H) Su (V)a a
0
Grfico de ResistenciaElptica
Carga Continua ( = 0 ) [ Su (V) + Su (H) ] N'c
12
qult =
CB. N' vs b / a [Davis y Christian, (1971) JSMFD V 97 SM5]
N'c
4.0
4.5
5.0
5.5
6.0
0 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
b / a
0.2
8
7
6
50 1 2 3 4 5
d / B
7.5
9.0
6.2
5.14
Nc
d
B x L
qult = Su Nc + t d
tC = Su = 0
CA. N vs d / B (Skempton, 1951)
Continua
10
(H)Sx(V)S(45)S
uu
ub/a =
Cuadrada Circular
9
-
Capacidad Portante en Suelo Cohesivo Bicapa
= O (Dm-7)
C1
C2
x x x x
B
1
2
Capa
Capa
D
q
0.1 0.2
0.3
0.4
0.5
9
8
7
65.53
10
Valor de T / B
1.2 1.61.4 1.8 2.0 2.2 2.4 2.60.2 0.4 0.6 0.8 1.0
5.53
5
4
3
2
1
1.5
1.00.5
0.25
0
Valor de T / B
N para capas con resistencia al corte constantec
Razn C2 / C1
Si C2 / C1 excede los valores mostrados el crculo es tangentea la parte superior de la capa 2
50
40
30
20
10
51.2
1.25
1.45
2.0
2.5
3.0
Razn C2 / C1
F
a
c
t
o
r
C
a
p
a
c
i
d
a
d
P
o
r
t
a
n
t
e
,
N
c
.7 .6 .5 .4 .3 .2 .1 0
Efecto de D
D / B CD / NCN
0
0.5
1
2
3
4
1.15
1.00
1.24
1.36
1.43
1.46
10
9
8
7
6
5.532.01.81.61.41.21.05.53
0.2 0.4 0.6 0.8
5
4
3
2
Valor de T / B
1.5
1.0
.5.25
Razn C2 / C1
Nc para cimentacin con capaSuperior de resistencia al cortevariable
N
c
N
C
N
Razn C2 / C1
N c
para crculos tangente
Valor de T / B
.25
.5
.75
1.0
F
a
c
t
o
r
C
a
p
a
c
i
d
a
d
P
o
r
t
a
n
t
e
,
N
c
Perfil de ResistenciaC2 / C1 < 1 C2 / C1 > 1
B
1
2
Capa
Capa
D
q
C1 C1
C2 C2
T
/ / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / /
Razn T / B0
x x x x x x x x x x x x x x x x x
xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
LEYENDA:
D = Profundidad de CimentacinNc = Factor de Capacidad Portante Zapata Continua D = 0NCD = Factor de Zapata Contnua D > 0NCR = Factor Zapata Rectangular D = 0
Zapata Continua Zapata Rectangular
qult = C1 NCD + D NCR = NCD (1+0.2(B)) L
NCD / NC de la Tabla qult = C1 NCR + D
C1
xxxxx
C2
T
Perfil de Resistencia C2 / C1< C2 / c2 > 1
-
CONSIDERACIONES PRCTICAS EN EL ANLISIS DE ASENTAMIENTOS
cf = H RR log + CR logvm vovf vm
COMENTARIOS:
Arcillamedia
ablanda
Till
P
r
o
f
u
n
d
i
d
a
d
Arenay
Grava
Perfil Propiedades Indice
wN,wI y wP VirgenRecomp.
SRRR
RRVirgen
Recomp.
CR
CRH1
H3
H4
vm
vfvo
Cv Compresibilidad Historia de Esfuerzos
Esfuerzos Efectivos Verticales
H2
A. HISTORIA DE ESFUERZO B. COMPRESIBILIDAD Y COEFICIENTE DE CONSOLIDACIN
1.- Use curva de compresin tp 1.- Use informacin deformacin log vc2.- Considere la geologa al seleccionar vm 2.- Grafique todos los valores de CR, RR, SR y Cv3.- Valores de laboratorio de vm probablemente 3.- Seleccione los valores de diseo en funcin de los datos
muy bajos y el efecto de pertubacin en las muestras
-
Curvas de Compresin y Parmetros de Compresibilidad
Relacin de recompresin, RR
Relacin de compresin virgen, CR
Relacin de expansin, SR
0
5
10
15
20
25
30
35
401 2 5 10 20 50 100
D
e
f
o
r
m
a
c
i
n
V
e
r
t
i
c
a
l
,
v
(
%
)
Indice de recompresin, Cr
vm (Casagrande)
Indice de compresin virgen, Cc
Indice de expansin, CS
2.8
2.6
2.4
2.2
3.0
2.0
1.8
1.6
1.41 2 5 10 20 50 100
R
e
l
a
c
i
n
d
e
V
a
c
i
o
s
,
e
Radio mnimo
Esfuerzo de Consolidacin, VC (Ton / m2)
-
vovm
C RRr
C CRc
1
2
e
O-e0
v
, e v
v f
log vc
v = = a (1 + e )ovcv e
(1 + e )o =m v vc
a = Coeficiente de compresibilidadm = Coeficiente de cambio volumtrico
vv
vm
vo
V = RR log vf
vm
+ CR log
vm
vo
vf
vm
= C logr + C logce
A una profundidad dada, (eo, vo)vo
ENSAYO DE CONSOLIDACIN UNIDIMENSIONAL
0
-
ds
t min.en
L
e
c
t
u
r
a
d
e
l
d
i
a
l
1.15 x Pendiente inicial
t90
d 90d100Pendienteinicial
df
0.848 Hd2
t90=
( ds - d90 )
( do df )T =
109
(a) Mtododo
dd
dods
t 4 tTangente
d +s2
d50
t 50
d100
1 10 100 1000
log t, min.
df
L
e
c
t
u
r
a
d
e
l
d
i
a
l
=
0.197 Hd 2
tCv =
50
( ds - d100)( do - df )
T =
(b) Mtodo log t (Casagrande)
CLCULO DEL COEFICIENTE DE CONSOLIDACIN Y RELACIN DE COMPRESIN PRIMARIA
Cv
d 100
t (Taylor)
-
1) De la curva e-log v2) FHWA Cc = w% / 100
3) TERZAGHI & PECK (1967) Cc = C1 (LL-C2)
C1 = 0.009 C2 = 10
4) NISHIDA (1973) Cc = C1 (e - C2)
C1 = 0.54 C2 = 0.35
ANALISIS DE CONSOLIDACIANALISIS DE CONSOLIDACINN
Estimacin de Cc
-
1) De la curva e-log v2) FHWA (1982) Cr = w% /1000
3) LADD Cr = C x Cc
C = 0.1 0.2
Estimacin de Cr
1) De la curva e-log v2) Cs = Cr
Estimacin de Cs
-
MUESTRAS COMPLETAMENTEREMODELADAS:Cv POR DEABAJO DE ESTE LMITE SUPERIOR
MUESTRAS INALTERADAS:Cv EN RANGO VIRGEN
Cv EN RANGO RECOMPRESIN POR ENCIMA DE ESTE LMITE INFERIOR
COEFICIENTE DE CONSOLIDACIN VC LMITE LQUIDO 2
.7
1
.5
.3
.2
.1
.07
.05
.03
.02
.01
.007
20 40 60 80 100 120 140 160
C
v
,
P
i
e
s
2
/
d
i
a
LMITE LQUIDO,WL
3
C
O
E
F
I
C
I
E
N
T
E
D
E
C
O
N
S
O
L
I
D
A
C
I
N
,
C
v
,
c
m
2
/
s
e
g
.
2
10-2
8
65
4
3
10-3
2
65
4
3
2
10-4
8
8
6
5
10-5
.005
CORRELACIN EMPRICA DEL COEFICIENTE DE CONSOLIDACIN
Navdocks DM-7 (1961)
-
Meyerhof (1953) Geot. Vol. 8 N 2 P. 101
MUY SOBRECONSOLIDADA
SOBRECONSOLIDADA NORMALMENTE CONSOLIDADA MUY SENSIBLE
=
c
f
/
o
e
d
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
Parmetro de Presin de Poros A
Skempton - Bjerrum (1957)Circular CorridaHwang et al (1972)Teora de Biot H / B = 2
H / B
2
4
1
1/2
H
B
= 0.4 = 0
HB
A
+=
4
)1(31 PARA AREAS CIRCULAR O CUADRADA
Influencia del Prametro A y la Geometra en el Asentamiento
Final de ConsolidacinTridimensional Vs
Unidimensional (Ladd, 1972)
-
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0 2 4 6 8 10
Espaciamiento Vertical de DiscontinuidadesAncho de Zapata
, H/B
Ref. (Carter y Kulhawy, 1988)
F
a
c
t
o
r
d
e
c
o
r
r
e
c
c
i
n
,
J
q' = J c Nu cr
q ' = capacidad portante ltima. J = factor de correccin. c = cohesin de la roca. = friccin de la roca.N = factor de capacidad portante. H = Espaciamiento vertical de discontinuidades. S = Espaciamiento horizontal de discontinuidades. B = Ancho de la zapata.
cr
u
CAPACIDAD PORTANTE DE ROCA
-
CAPACIDAD PORTANTE DE ROCA
F
a
c
t
o
r
d
e
C
a
p
a
c
i
d
a
d
P
o
r
t
a
n
t
e
,
N
c
r
Espaciamiento de Discontinuidades, S/B
10
20
30
40
50
60
o = 70
1 10 200.11
10
100
300
= 0
/
Ref. (Carter y Kulhawy, 1988)