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METODOLOGÍA DE DISEÑO DE CIMENTACIONES POR ESTABILIDAD Otros Factores de Influencia

INGENIERÍA GEOTÉCNICA

Prof.: Ing. Wilfredo Gutiérrez Lazares

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

CENTRO DE EDUCACIÓN CONTINUA

MODELAMIENTO GEOTÉCNICO

Lo que resiste el suelo debe ser mayor o igual

a las cargas transmitidas por las estructuras

N'

Q

Fuerzas

PRIMER PISO

Df

N’ < Q

Nivel de Cimentación o

Profundidad de Desplante




Incidencia Modelo Parámetros Ensayos / Cálculos Esfuerzos Recurso

Metrado SAP

N' Cargas y1 (CM+CV+CS) Reglamento N'cim/AREA ETABS

Factores

Compresión Simple Terzaghi

Q Suelo y2 c,Φ,Y Corte Directo qbr Meyerhof

Triaxial Brinch Hansen

Y1 < Y2 N'cim/AREA < qbr

Fuerzas

N' < Q

PRIMER PISO

Df

ANÁLISIS DEL MODELO GEOTÉCNICO




Criterio de Seguridad

qbr R Y2/k

S(deformación)

σ(esfuerzo)

Zona de Linealidad

Falla

Comportamiento

Lineal

Comportamiento

Plástico

Y2adm

S(deformación) k = 2.5 a 3.5




DISEÑO DE CIMENTACIONES POR ESTABILIDAD OTROS FACTORES

• Influencia del nivel freático en la capacidad de carga.

• Análisis de cimentaciones en bases estratigráficas.

• Método Gráfico analítico para el cálculo de la capacidad de carga.




DISEÑO DE CIMENTACIONES POR ESTABILIDAD

CONTENIDO







DISEÑO DE CIMENTACIONES POR ESTABILIDAD Influencia del nivel freático en la capacidad de carga

Se analiza hasta 1.5 b

CASO I

El NF debajo del nivel de cimentación a una profundidad

menor que 1.5b.

CASO II

El NF por encima del nivel de cimentación.





CASO I

El nivel freático debajo del nivel de cimentación a una

profundidad menor que 1.5b.





CASO II

El nivel freático por encima del nivel de cimentación.





CONTENIDO








Análisis de cimentaciones en bases estratigráficas.


I - Aparece un solo suelo.

II- Existan dos estratos de suelos diferentes.

III- El suelo está muy estratificado.







CASO I : Aparece un solo suelo

Para el primer caso, la capacidad de carga

del suelo se determina mediante la

expresión de capacidad de carga utilizando

las características físico-mecánicas de

cálculo del suelo que aparece.




DISEÑO DE CIMENTACIONES POR ESTABILIDAD Análisis de cimentaciones en bases estratigráficas.

Se analiza hasta 1.5 b CASO II : Existan dos estratos de suelo

diferentes

El segundo estrato situado a una profundidad z,

sea más débil que el que soporta directamente la

cimentación.

Luego: la capacidad de carga de la base de la

cimentación se obtendrá a partir de las

características físico-mecánicas de ese segundo

estrato.






Nz* ≤ Qbtz*






Nz* = N´* + QCIM. + QRELL + γ2I* . H I

. (b+H I) (I + H I)

Siendo:

Nz* : Componente vertical de la resultante de todas las solicitaciones de cálculo a la

profundidad z analizada.

2I* : Peso específico del primer estrato por debajo del nivel de cimentación. Si está por debajo

del nivel freático se toma saturado

HI : Espesor del primer estrato.

(b+HI) (I + HI) : Dimensiones de la cimentación ficticia a profundidad de cimentación (d+ H I) =

z.

Qbtz* : Carga bruta de trabajo resistente a la estabilidad de la base a la profundidad z,

determinada por las características físico – mecánicas de cálculo del segundo estrato.







De no cumplirse la condición de diseño deben de aumentarse las

dimensiones del cimiento hasta cumplirla.

•Si de los dos estratos el más débil es el primero, se tomarán las

características físico-mecánicas de éste, en caso que su espesor sea

muy pequeño, puede tomarse la solución de excavar hasta llegar al

segundo estrato y diseñar para este último.

•Si las características físico-mecánicas de ambos estratos son similares

y evidencian que sus capacidades de carga también lo son, se tomarán

las características físico-mecánicas del primero para realizar el diseño.







CASO III : El suelo está muy estratificado.

Para los casos de bases de cimentaciones muy

estratificadas, en las que a una profundidad de 1.5b

existan más de dos estratos de suelos diferentes, hay

que utilizar el Método Gráfico Analítico para el cálculo

de la capacidad de carga de la base de la cimentación.





CONTENIDO







DISEÑO DE CIMENTACIONES POR ESTABILIDAD Método Gráfico analítico para el cálculo de la capacidad de carga.

Base de las cimentaciones muy heterogéneas con presencia de

más de dos tipos de suelo en la zona de trabajo de dicha base

(1.5b).

Cuando la sobrecarga a nivel de cimentación a ambos lados de

ella, es mayor del 50% de la capacidad resistente de dicha base.

Cimentación en taludes, cerca o debajo de ellos.

Posibilidad de un estrato no estable de los suelos de las bases

(Excepto en los casos para los cuales se desarrollan por métodos

analíticos de calculo).





F.S. =

..

..

desestMtos

estabMtos≥1,2

Donde:

F.S.: Es el coeficiente de seguridad de una superficie de falla circular propuesta,

en la cual todos los análisis están hechos para un metro de largo de la

cimentación.

∑ Mtos. estab., ∑ Mtos. desest.: Sumatoria de los momentos estabilizadores y

desestabilizadores con respecto al centro de giro.

Para el cálculo del coeficiente de seguridad se puede utilizar

cualquier método que trabaje con una superficie de falla circular

(Fellenius, Bishop simplificado, etc.)




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