Fundaciones Introduccin Prof Johannes Briceo MSc La ingeniera
Fundaciones. Introducción Prof. Johannes Briceño, MSc.
La ingeniería de fundaciones puede ser definida como el arte de: 1) Seleccionar 2) Diseñar 3) Construir Los miembros estructurales que transmiten la carga de la superestructura al suelo Es importante destacar: El Comportamiento de cada fundación depende primordialmente de las propiedades del subsuelo que la soportan.
Superestructura Estructura Infraestructura Toda fundación esta conformada por un binomio que debe interactuar en perfecta armonía. • La Infraestructura • El suelo El ingeniero de fundaciones debe asegurar que estas cumplan a cabalidad con: 1) Seguridad 2) Confiabilidad 3) Funcionalidad 4) Economía Por medio de: 1) Proporcionar una adecuada profundidad de fundación 2) Mantener los asentamientos dentro de los limites tolerables 3) Proporcionar un factor de seguridad adecuado contra una falla estructural de la fundación o del suelo que lo soporta
Tipos de Fundaciones Terzaghi (1943) clasificó las fundaciones en: 1) Superficiales 2) Profundas Lo cual esta en función de la profundidad relativa de la cota de fundación Donde: Desde el punto de vista de la ingeniería la diferencia fundamental esta en: • En las fundaciones superficiales se desprecia el efecto de la resistencia al corte del suelo situado por encima de la cota de fundación por ser relativamente pequeño. • En las fundaciones profundas no se puede despreciar dicho efecto, ya que puede ser el factor primordial en la obtención de la capacidad de carga de las mimas
Tipos de Fundaciones 1. Superficiales 1. 1. Zapatas Aisladas: Cada elemento (columna) tiene su fundación. L B B Cuadradas Circulares D=B B Rectangulares 1<L/B<2 Excéntricas (Uso: Linderos) Trapezoidales (Poco Uso)
1. 2 Zapatas Continuas • Sirven a paredes de carga o muros de contención de tierra. • Unas de sus dimensiones en planta es muchas veces mayor que la otra
1. 3 Zapatas combinadas • Las zapatas combinadas pueden soportar dos o mas columnas en un eje de una edificación L B Rectangular: Si se solapan dos diseños de zapata aislada
1. 3 Zapatas combinadas Para no dejar una zapata excéntrica como aislada, Ejemplo: En Linderos L Otro Caso Trapezoidales
1. 3 Zapatas combinadas Conectadas En Tira ( No Es una losa) En Tee
1. 4 Losas de Fundación Suelen usarse cuando: • Existe baja capacidad de carga del suelo. • Para eliminar o minimizar asentamientos diferenciales. • Si Σ Área (zapatas aisladas) > 50% A (bruta de la edificación). En este caso es mas económico construir una losa. • Para evitar excavaciones difíciles y costosas. Las hay rígidas y flexibles. Va a depender de la relación del largo del volado y su espesor Mínimo una losa debe tener dos ejes.
2. Fundaciones Profundas 2. 1 Pilotes Ø≤ 0. 80 m Q Q=Qf+Qp Qf= Carga de Fricción Qp= Carga de Punta Qf Clasificación de Los Pilotes: • Según su forma de trabajo. • Según el material del que estén construidos. • Según el método constructivo. Qp
2. Fundaciones Profundas. Pilotes Clasificación. Según su forma de trabajo. Q Material Malo Qf a) Pilotes de Punta: Qp>>Qf Material Bueno Qp Q Material Malo Qf Qp b) Pilotes de Fricción: Qf>>Qp Todos los pilotes trabajan a Qp y Qf. Para que haya fricción el pilote se debe mover con respecto al suelo
2. Fundaciones Profundas. Pilotes Clasificación. Según el material del que están construidos: a) Concreto. b) Metálicos. c) Madera. d) Combinados. Clasificación. Según el método constructivo. a) Prefabricados. b) Excavados y vaciados en sitio. c) Pre y post-tensados. Clasificación. Según Método de Instalación. a) Con desplazamiento de suelo (Incados). b) Sin desplazamiento de suelo (excavado).
2. Fundaciones Profundas. Pilotes Los pilotes generalmente se usan en grupo por apoyo. Cabezal o cabezote de concreto Se determina la eficiencia del grupo (Eg): Ejemplo 3 pilotes Eg f( Separación entre pilotes, tipo de material donde se instale y como se instale). Eg (%)
2. Fundaciones Profundas. 2. 2. Pilas Ø>0. 80 m Se usan cuando la capacidad de carga es muy baja. Son pilotes de gran diámetro, son muy grandes para incarlos, se usan cuando ya no se pueden usar pilotes.
Selección del Tipo de Fundación. Se debe considerar: a) De la Estructura: • Tipo • Tamaño • Geometría. • Uso • Tipo y magnitud de la carga. b) Sub-Suelo: Realizar estudio geotécnico. • Características. • Condiciones. c) Obra: • Restricciones. • Normas y códigos. • Servicios. • Limitaciones Económicas. • Tiempo de Ejecución. • Accesos. d) Estudio Geotécnico. • Estudio de Campo. • Estudio de Laboratorio. • Estudio de Oficina.
Criterios de Diseño en Base los Criterios Básicos. 1) La infraestructura (fundación), debe estar apropiadamente localizada con respecto a cualquier potencial influencia que pueda afectar nocivamente su comportamiento. 2) La fundación y el suelo deben ser estables y seguros respecto a una falla por corte. 3) La fundación no debe sufrir asentamientos de una magnitud tal que deteriore la estructura o impida su uso. 4) La fundación y los procesos constructivos asociados no deben afectar las estructuras vecinas o desestabilizar el medio en el cual quede emplazada. .
Aspectos Constructivos. 1) Para escoger la cota fundación se debe considerar: a) Profundidad del estrato(s) competente(s) para soportar las cargas transmitidas por la fundación. b) Profundidad de socavación de corrientes de agua o de las olas. c) Zona Activa: Espesor de suelo en el que se producen considerables cambios de volumen, por cambios del contenido de humedad. dw Nf Za=Zona activa • Za=dw, para dw≤ 6 m • Si dw > 6 m Za= 3 m para perfiles húmedos (Succión < 2 kg/cm 2) Za=6 m para perfiles secos (Succión > 2 kg/cm 2) Succión producida por capilaridad. d) Espesor de la capa vegetal. e) Profundidad del nivel freático. f) Estructuras vecinas
Aspectos Constructivos. f) Estructuras vecinas b≥ que el mayor de los anchos de las fundaciones. b 30° Suelo suelto o blando. 45° Suelo Promedio. b 30° 45° La línea de 30° o 45° no debe interceptar la base de la fundación mas baja. b≥ que el mayor de los anchos de las fundaciones.
Aspectos Constructivos. 2) La fundación debe tener un adecuado diseño estructural. q aplicada ≤ q admisible Respetar la resistencia del suelo. 3) Asentamientos (S) S total ≤ Smax permitido 3. 1) Para restringir los asentamientos diferenciales se restringe el asentamiento total ( esto uniformiza el asentamiento). 3. 2) S max = 1”, si una fundación se asienta mas que otra, la diferencia entre las dos no es mas de 1”. 3. 3) S total, se permite mas en las arcillas que en las arenas, ya que como la deformación en arcillas es lenta la estructura se puede reacomodar y adaptar. En cambio en arenas las deformaciones son rápidas y la estructura no da tiempo de reacomodarse y falla.
Aspectos Constructivos. 4) Procedimientos constructivos apropiados. Para desarrollar criterios de diseño particulares se debe contar con: • Asentamientos e inclinaciones aceptables. • Factores de seguridad aceptable. • Riesgo aceptable (posibilidad de falla aceptable). • Cargas de Diseño. • Procedimientos constructivos. • Se requiere establecer un perfil estratigráfico del subsuelo. • Posición del Nivel Freático. • Se realiza una exploración del subsuelo.
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