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7/26/2019 Proyecto Fundaciones (1) - Copy
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Repblica Bolivariana de Venezuela
Universidad Jos Mara Vargas
Facultad De Ingeniera
Fundaciones
Diseo de las Fundaciones para una Edificacin, en una parcela
ubicada en el Estado Anzotegui.
Autor
Delgado! Ana Isabel "I #$%&'$('#
Figueroa! A)ilcar "I #(%*#+%'$,
-apolitano! -icol.s "I #+%/',%,/$
0iegler! "arlos 1rnesto "I #+%+$2%/,(3utor 4i)nez! Ana Virginia
"aracas! -ovie)bre de '*#'%
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INDICE GENEA!
5.g%
#% 16 5R7B61MA16 5R7B61MA%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%#%#% 5lantea)iento del 5roble)a%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%#%'% 7b8etivos%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%#%(% Justi9icaci:n e I)portancia de la Investigaci:n%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
'% MAR"7 R1FR1-"IA6
Rocas%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %3ipos de Rocas%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%;uelos%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %"lasi9icaci:n de los suelos%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%I)portancia de la Identi9icaci:n < "lasi9icaci:n de los ;uelos para el Dise=o
De Fundaciones%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%5ropiedades ndices del suelo%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%#*An.lisis 4ranulo)trico por )allas%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%##An.lisis 4ranulo)trico con el >idr:)etro%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%#'6i)ites del ta)a=o de los suelos%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%#'
Relaciones 5eso?Volu)en%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%#'6)ites de Atterberg%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%#(I)portancia de las propiedades ndice en el dise=o de 9undaciones%%%%%%%%%%%%%%%%%%#,1s9uerzos e9ectivos%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%#,Resistencia al "orte de los ;uelos%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%#&1nsa
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3ipos de Fundaciones%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%''Fundaciones 5ro9undas%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%'(3ipos de 5ilotes%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%'("riterios de Dise=o de Fundaciones ;uper9iciales%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%'&
;elecci:n del tipo de 9undaci:n%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%'/3ipos de Fallas de las Fundaciones%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%'$3eora de "apacidad de "arga de 3erzag>i%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%'+Factores de "apacidad de "arga de 3erzag>i para 9alla general%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%(*1cuaciones segn tipo de 9undaci:n para 9alla local por corte segn 3erzag>i
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%( #Resu)en de tabla de correlaciones%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%('1cuaci:n 4eneral de "apacidad de "arga%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%('Factores de "apacidad de "arga de la 1cuacion 4eneral%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%((Factores de "orrecci:n por 9or)a < pro9undidad de la 1cuaci:n 4eneral%%%%% %% %(,3ipos de Asenta)ientos%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%(,
Mtodo de Meo99?BoCles au)entado &*%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%(&"apacidad de "arga en Fundaciones 5ro9undas%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%(/Muros de "ontenci:n%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%(+"ondiciones para el dise=o de Muros%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%(+3ipos de Muros%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%,*Muros de 4ravedad%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%,*Muros de ;e)i E 4ravedad%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%,#Muros "antilever o Voladizo%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%,#Muros con "ontra9uerte%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%,#3eora de Ranine%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%,'Aplicaci:n de las 3eoras de la 5resi:n 6ateral de 3ierra al Dise=o%%%%%%%%%%%%%%%%%%,(
(% "A6"U67; GGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGG%%%%%,, ".lculo de Fundaciones ;uper9iciales GGGGGGGGGGGGGGG%%%,2 ".lculo de Fundaci:n 5ro9undaGGGGGGGGGGGGGGGGGG%%2(
,% "7-"6U;I7-1; H R1"7M1-DA"I7-1; GGGGGGGGGGGGG%% %2+
6I;3A D1 R1F1R1-"IA;%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%/'
(
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". E! #$%!E&A
".". #lantea'iento del #roble'a
1n el estado Anzo.tegui! e@iste una parcela de terreno de apro@i)ada)ente
$%,*@#(%,* )! al sur de ella se encuentra un concesionario < al noreste un talud% 1n
dic>a parcela se uiere construir una edi9icaci:n con las siguientes caractersticas dos
plantas! .rea para estaciona)iento < .reas verdes%
Debido a la topogra9a del terreno ue colinda con la parcela por el noreste! se
>ace necesaria la construcci:n de un )uro de contenci:n tipo voladizo%
1n consecuencia se plantea el dise=o de las 9undaciones de una edi9icaci:n!
en una parcela ubicada en el estado Anzo.tegui%
".(. $b)eti*os
$b)eti*o general
1stablecer el dise=o de las 9undaciones de una edi9icaci:n! en una parcela
ubicada en el estado Anzo.tegui%
$b)eti*os espec+ficos
"alcular una 9undaci:n super9icial%
"alcular una 9undaci:n pro9unda%
;eleccionar la 9undaci:n ).s viable%
,
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".. -ustificacin e I'portancia de la In*estigacin
Al sur de la parcela donde se construir. la nueva edi9icaci:n! se encuentra un
concesionario% 1l )is)o desea opti)izar el servicio ue presta! por lo ue deseae@pandirse% 1s por ello ue surge la necesidad de construir dic>a edi9icaci:n
destinada a dep:sito de repuestos < para ello es necesario 9undar%
Adicional)ente! se desea contar con un .rea de estaciona)iento < .reas
verdes%
&
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(. &AC$ EFEENCIA!
ocas
Una roca se puede de9inir co)o un )aterial duro! durable ue no puede ser
e@cavado si no con e@plosiones% 6a roca es considerada co)o )aterial casi
i)per)eable! tienen alta resistencia debido a co>esi:n interna < 9uerzas )oleculares!
ue )antienen unidos a sus granos )inerales constitu
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)eteorizaci:n desco)ponen la roca! es decir! )odi9ican u)ica)ente los
)inerales en otros nuevos < en sustancias 9.cil)ente solubles en agua%
ocas 'eta'rficas% 6as rocas )eta):r9icas se producen a partir de rocas
gneas! sedi)entarias o incluso otras rocas )eta):r9icas% As! cada roca
)eta):r9icas tiene una roca )adre! la roca a partir de la ue se >a 9or)ado%
Meta):r9icos es un ad8etivo adecuado porue su signi9icado literal es
ca)biar la 9or)aK% 6a )aesi:n depositado sobre el lec>o de roca%
1ste constitu
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Clasificacin de los suelos
;egn el proceso de 9or)aci:n pueden ser
ransportados son auellos suelos donde interviene un agente e@terno ue
9unciona co)o )edio de transporte una vez ue se >a producido el proceso de
)eteorizaci:n de la roca! ue traslada los restos de la roca 9rag)entada >asta
otro destino! donde este se deposita < se co)pacta dando origen a una capa de
suelo% Dependiendo del agente ue intervenga en este proceso tendr.n un
no)bre en especi9ico en caso de ser el agua son conocidos co)o suelos
aluviales! donde de acuerdo al tipo de )asa de agua relacionada pueden ser
9luviales si actan los ros! lacustres si son lagosN en caso de ser el viento son
deno)inados suelos e:licos! cuando es la gravedad la ue interviene se
deno)inan coluvios%
No transportados son auellos donde la desintegraci:n < des9rag)entaci:n
de la roca se produce in situ! es decir! ue sobre el )aterial resultante de la
)eteorizaci:n no actua ningn )edio de transporte e@terno! sino ue estos se
depositan en el )is)o lugar en donde se desintegr: la roca% 1ste tipo de suelota)bin recibe el no)bre de residual! < tienen la particularidad de cubrir a la
roca )adre de la cual se origin:! siendo )a
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Arena 6as partculas de arena est.n 9or)adas principal)ente de
cuarzo < 9eldespatos! aunue ta)bin est.n presentes! a veces! otros granos
)inerales% 6os ta)a=os de granos en las arenas van desde los & )) >asta los
*!*/& ))%
/uelos de Grano Fino
!i'o 6os li)os son 9racciones )icrosc:picas de suelo ue consisten en
granos )u< 9inos de cuarzo < algunas partculas en 9or)a de esca)as ue son
9rag)entos de )inerales )ic.ceos% 6os granos de los li)os se encuentran
co)prendidos entre los *!*/& )) >asta *!**' ))% Arcillas 6as arcillas son principal)ente partculas sub)icrosc:picas en
9or)a de esca)as de )ica! )inerales arcillosos < otros )inerales! son
consideradas co)o arcillas todas auellas partculas ue presentan un ta)a=o
)enor a los *!**' ))%
I'portancia de la Identificacin 0 Clasificacin de los /uelos para el Diseo De
Fundaciones
;egn 5ec! R < otros! la I)portancia de la identi9icaci:n < clasi9icaci:n de los
suelos para el dise=o de 9undaciones! viene dada porue proporciona los pri)eros
datos sobre las e@periencias ue puedan anticiparse durante < despus de la
construcci:n
1l prop:sito del proceso de identi9icaci:n del suelo! per)ite al ingeniero
geotcnico a
;eleccionar el tipo < pro9undidad de la ci)entaci:n adecuada para una
estructura dada% 1valuar la capacidad de carga de la ci)entaci:n 1sti)ar el asenta)iento probable de una estructura% Detectar proble)as potenciales de la ci)entaci:n%
+
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Deter)inar la localizaci:n del nivel 9re.tico% 5redecir el e)pu8e lateral de tierra en estructuras co)o )uros de retenci:n!
tablaestacas < cortes arriostrados% 1stablecer )todos de construcci:n para condiciones ca)biantes del
subsuelo%
1n 9in es su)a)ente necesario identi9icar < clasi9icar el tipo de suelo ue servir.
de soporte para la construcci:n de una 9undaci:n! pues el representa un 9actor de
gran i)portancia ue debe ser to)ado en cuenta a la >ora del dise=o de una
9undaci:n!
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el >idr:)etro! li)ites del ta)a=o para los suelos! relaciones de peso?vol)enes!
co)pacidad relativa! li)ites de atterberg%
Anlisis Granulo'1trico por 'allas
1ste an.lisis se realiza para deter)inar la distribuci:n granulo)trica en suelos de
grano grueso! con el uso de una serie de )allas ta)bin conocidas co)o ta)ices ue
poseen diversas aberturas estandarizadas ue son utilizadas en 1stados Unidos!
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Anlisis Granulo'1trico con el 2idr'etro
1ste an.lisis se utiliza para obtener un valor apro@i)ado de la distribuci:ngranulo)trica de suelos con partculas entre *!*/& < *!**' ))% De acuerdo con Das
Bra8a '**# 1ste )todo se basa en el principio de la sedi)entaci:n de partculas del
suelo en agua! en el cual se utiliza &*g de suelo pulverizado < un de9loculante! usado
general)ente el >e@a)eta9os9ato de sodio al ,! donde se de8a la )uestra saturando
por #2 >oras! posterior)ente se le agrega agua destilada < se agita la )ezcla para
luego trasladarla a una probeta de #***)l! se le agrega agua destilada >asta llegar a
los #***)l < se agita nueva)ente! luego se coloca el >idr:)etro dentro de la probeta
por ', >oras! el cual esta calibrado para )edir la densidad de los s:lidos en
suspensi:n en un tie)po deter)inado%
!i'ites del ta'ao de los suelos
1l li)ite para el ta)a=o de los granos del suelo es deter)inado por el ;iste)a
Uni9icado de clasi9icaci:n de suelos estableciendo ue las gravas son de ,!/& )) a
/&))! las arenas de *!*/&)) >asta ,!/&))! el li)o de *!**')) >asta *!*/&)) asta '))! los li)os de
*!*&)) >asta *!**')) < las arcillas in9erior a *!**'))%
elaciones #eso34olu'en
6as relaciones de 5eso < Vol)enes se pueden obtener a travs de un diagra)a de
( 9ases acerca de una )uestra! en el cual se presentaran los vol)enes < pesos de los
#'
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vacos agua < aire < de los s:lidos respectiva)ente! dependiendo de la condici:n
del suelo! si es saturado! seco o parcial)ente saturado < su)ergido%
!as elaciones de *ol5'enes son6
Relaci:n de vacos
5orosidad
4rado de ;aturaci:n
!as relaciones por peso son las siguientes6
"ontenido de Qu)edad
Densidad Q)eda
Densidad ;eca
4ravedad especi9ica
"o)pacidad o Densidad relativa
!+'ites de Atterberg
;on los l)ites ue de9inen el grado de plasticidad de un suelo! si un suelo
arcilloso posee )uc>a agua puede co)portarse co)o un se)iluido! < si es seco
puede co)portarse co)o un )aterial pl.stico! entre estos l)ites se tienen
!+'ite !+7uido 1s el li)ite en el cual el suelo se co)porta )as co)o un 9luido%1ste se puede obtener )ediante el ensa
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I'portancia de las propiedades +ndice en el diseo de fundaciones
1@isten diversos ensaace relevancia a los ensaas pruebas pueden ser nu)ricos < son )u< i)portantes desde el
punto de vista de la geotecnia < en el dise=o de ci)entaciones! debido a ue
dependiendo de esos valores se lograra deter)inar co)o se co)porta el suelo! en ue
condiciones se encuentra < en base a ue se debe dise=ar la ci)entaci:n! recordando
ue el suelo es el ue resistir. las cargas < es9uerzos trans)itidos por la
superestructura! < ste reaccionara a dic>os es9uerzos dependiendo de sus
propiedades%
1l ingeniero debe de tener ade).s un a)plio conoci)iento acerca de )ec.nica de
suelos < la geologa del lugar donde se va
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a 1l es9uerzo e9ectivo es igual al es9uerzo total )enos la presi:n de poros%
b 1l es9uerzo e9ectivo controla ciertos aspectos del co)porta)iento del suelo!
especial)ente la co)presibilidad < la resistencia%
6os es9uerzos e9ectivos son de gran i)portancia en la geotecnia < en el dise=o deci)entaciones debido a ue de ellos dependen algunas propiedades ue in9luasta originar de9or)aciones acia la )uestra% 6os es9uerzos de corte se aplican )ediante 9uerzas de
co)presi:n verticales accionadas por los pistones% 1l drena8e de la )uestra puede ser
controlado! es decir per)itido o detenido dependiendo de las condiciones de la)uestra% 5ara las arcillas >a< pruebas consolidadas drenadas! consolidadas no
drenadas! no consolidadas no drenadas%
Figura ;.3 Fuente6 %ra)a &, Das. #rincipio de Ingenier+a de ci'entaciones. #ag8u)anas < econ:)icas en caso de producirse
una 9alla en la obra%
econoci'iento /uperficial 0 E:ploracin #reli'inar
1l prop:sito pri)ordial de a)bos procesos es obtener las caractersticas
super9iciales e iniciales del )edio donde se llevar. a cabo la e8ecuci:n del siste)a de
9undaci:n%
1n cuanto al reconoci)iento super9icial se debe realizar una inspecci:n ue debe
incluir co)o )ni)o un estudio de la topogra9a del .rea! un recuento de las
estructuras e@istentes < de posibles e@cavaciones se debe to)ar en cuenta el patr:n de
drena8e natural < la ubicaci:n de )anantiales! para tener una idea sobre las
condiciones del agua subterr.nea
6os resultados del reconoci)iento super9icial son de i)portancia e@tre)a en la
plani9icaci:n de la e@ploraci:n del subsuelo! especial)ente para seleccionar el
)todo de e@ploraci:n preli)inar ).s econ:)ico < satis9actorio%
&1todos de E:ploracin
&1todos Geof+sicos
6os )todos geo9sicos introducen energa en el suelo < )iden la reacci:n
resultante del )is)o! por lo ue se les conoce co)o )todos indirectos para
deter)inar las propiedades del subsuelo% 1l )todo ss)ico de re9racci:n < el de
resistividad elctrica! son los procedi)ientos ).s tiles para el ingeniero de suelos!
#$
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penetr:)etro e)pu8ado a presi:n o din.)icos a golpes% 6os est.ticos son pre9eribles
para arcillas blandas! )ientras ue los din.)icos son tiles en arcillas duras suelos
granulares% 6os ensaincado se >ace en tres
etapas de #& c) cada una% 6os pri)eros #& c) se utilizan para penetrar cualuier
relleno o )aterial perturbado situado en el 9ondo de la per9oraci:n < as asentar el
)uestreador en el suelo natural i)perturbado% 6a su)a de los golpes e)pleados en
los siguientes (* c) de penetraci:n constituazo cuando el n)ero de
golpes es )a
1l ensaace penetrar en el suelo a una rata de 2 c)Pseg )ediante un gato >idr.ulico 6a
resistencia del cono qces igual a la 9uerza necesaria para >acerlo avanzar dividida
entre el .rea! Una de las venta8as del "53 es ue puede obtenerse un registro
continuo de la resistencia del cono! auto).tica)ente en los aparatos ).s )odernos%
'*
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Ingenier+a de ci'entaciones
De acuerdo con "ordero 1 #+++ se puede decir ue la Ingeniera de
ci)entaciones es el arte de seleccionar! dise=ar < construir los ele)entos estructuralesue se encargan de trans)itirse las cargas de la superestructura al terreno de
9undaci:n o suelo! )ediante la aplicaci:n de conoci)ientos 9unda)entales acerca de
la )ec.nica de suelos < de criterios de ingeniera%
Fundaciones o Ci'entaciones
De acuerdo con 6:pez J < 6:pez 6 #+++! se puede entender co)o ci)entaci:n a
auel ele)ento estructural ue per)ite trans)itir las cargas soportadas por una
superestructura al suelo! de )anera tal ue dic>as cargas trans)itidas no superen la
capacidad portante del suelo < ue las de9or)aciones generadas en el )is)o sean
per)isibles para la estructura
1ste tipo de estructuras es de gran i)portancia i #+,( clasi9ico las 9undaciones en super9iciales < pro9undas! de acuerdo
a la pro9undidad relativa o de desplante < el anc>o )ni)o de la base%
'#
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;e logra entender co)o 9undaciones super9iciales a auellas ue per)itir.n
trans)itir las cargas de una superestructura en un plano >orizontal! realiz.ndose stas
a pocas pro9undidades! entre las ).s co)unes est.n
0apatas aisladas ;oportan colu)nas individuales! general)ente son las ).s
sencillas! econ:)icas < sus di)ensiones general)ente son cuadradas o
rectangulares%
0apatas co)binadas ;oportan dos o ).s colu)nas ubicadas en el e8e de una
edi9icaci:n! utilizadas usual)ente para proble)as de e@centricidades cercas
de linderos%
0apatas continas "onocidas ta)bin co)o 9undaciones en tira! utilizadasco)o paredes de cargas o )uros de contenci:n de tierras! siendo una de sus
di)ensiones )uc>o )a
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est.n los pilotes < las pilas! siendo estos ele)entos co)o colu)nas enterradas en el
suelo las cuales sirven para trans)itir las cargas a estratos ).s pro9undos < ).s
resistentes del subsuelo%
Das '**# De9ine a los pilotes co)o LMie)bros estructurales >ec>os de acero!concreto incar se utilizan euipos especialesco)o )artillos < )artinetes de grandes di)ensiones% 1stos poseen la
venta8a de ue en el caso de suelos granulares por el proceso de la
'(
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>inca )e8oran la calidad del suelo! al )e8orar la co)pactaci:n del
)is)o%
5ilotes con desplaza)iento se re9ieren especial)ente a los pilotes
e@cavados < vaciados en sitio! donde se debe realizar en pri)er lugar
una e@cavaci:n previa en el terreno para poder luego dentro de la
)is)a instalar la ar)adura de acero de re9uerzo! < luego vaciar el
concreto ue lo con9or)ar.% 1ste tipo de pilotes son e@clusiva)ente
construidos en concreto ar)ado < predo)ina el dise=o circular% 1n su
construcci:n se deben tener en cuenta aspectos co)o el tipo de suelo
< el nivel 9re.tico! con el 9in de evitar derru)bes dentro de la
e@cavaci:n para lo ue se deben aplicar algunos aditivos co)o el lodobentonitico%
;egn la trans9erencia de carga se clasi9ican en
5ilotes de punta son auellos en donde la capacidad de carga del
pilote depende por co)pleto de la capacidad de carga del )aterial
sub
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del suelo blando ue la capacidad de carga por punta es )u< peue=a
en co)paraci:n con la resistencia por 9ricci:n lateral! por lo ue
predo)ina la capacidad de carga por 9ricci:n lateral! en donde entraran
en 8uego ciertos 9actores co)o el ta)a=o del pilote! la carga aplicada o estrato! actuando en la capacidad de carga a la 9alla del
pilote la capacidad de carga por punta )as la capacidad de carga por
9ricci:n lateral% 5ilotes de co)pactaci:n estos presentan la venta8a de )e8orar las
condiciones de densi9icaci:n del suelo! < son utilizados )a
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De igual 9or)a ;oCers #+&/ establece ue las 9undaciones deben de cu)plir con
diversos criterios b.sicos basados en los reueri)ientos de la superestructura! siendo
estos criterios independientes entre si pero deben cu)plirse de )anera si)ult.nea! delo contrario la 9undaci:n no 9uncionaria correcta)ente% 1ntre los criterios est.n
6a in9raestructura debe estar colocada de )anera adecuada con respecto a
cualuier in9luencia 9utura ue pueda a9ectar su co)porta)iento%
6a 9undaci:n debe ser segura contra 9allas por corte del suelo o de la
in9raestructura%
6a 9undaci:n no debe su9rir asenta)ientos o de9le@iones ue puedanocasionarle da=os a la superestructuras o co)pro)eta la utilidad de la obra%
De acuerdo con "ordero 1 #++' 1ntre las causas ).s co)unes de 9allas en
9undaciones super9iciales est.n
Fallas por corte en suelos co)o arcillas blandas o suelos org.nicos
1rosi:n < socavaci:n de suelos granulares causados por ros! uebradas! entre
otros%
"olapso de la super9icie debido al derru)be de )inas vie8as! cavernas! osaturaci:n de suelos colapsables%
6evanta)iento de 9undaciones producto del au)ento de volu)en en suelos
e@pansivos%
5erdida de soporte debido a la licuaci:n de suelos granulares! productor de
)ovi)ientos telricos%
Degradaci:n o deterioro de los )ateriales ue con9or)an la 9undaci:n debido
a condiciones a)bientales adversas% 6a pro9undidad de las 9undaciones general)ente es deter)inada ta)bin por las
condiciones a)bientales ue puedan atentar contra el 9unciona)iento :pti)o de las
9undaciones!
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1spesor de la capa vegetal
1spesor de suelos con ca)bios de volu)en debido al ca)bio de >u)edad
;ocavaci:n producto de corrientes de agua
1ntre otros%
/eleccin del tipo de fundacin
"on respecto a lo e@puesto por "ordero 1 #+&/! para la selecci:n de un tipo de
9undaci:n ).s apropiado para una estructura se debe to)ar en cuenta diversos
9actores! co)o Funci:n de la estructura
3ipo de la estructura iperest.tica
"argas soportadas concentradas o repartidas
"ondiciones del subsuelo
3ie)po destinado a la construcci:n de las 9undaciones
"osto de las 9undaciones con respecto a la obra en total
1n la selecci:n del tipo de 9undaciones deben seguirse los siguientes pasos
Aduirir in9or)aci:n acerca de la superestructura < las cargas ue ser.n
trans)itidas a las 9undaciones
Realizar un reconoci)iento del terreno para conocer las condiciones del
subsuelo! < una inspecci:n de estructuras e@istentes en el .rea para de esta
)anera conocer los posibles proble)as ue se pueden presentar en la
estructura%
6levar a cabo per9oraciones preli)inares en el sitio donde se realizara la obra
con la 9inalidad de obtener in9or)aci:n sobre las condiciones del subsuelo%
'/
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"onsiderar diversas alternativas de 9undaciones ue se adapten a las
condiciones del suelo < a la estructura ue se va a realizar%
18ecutar estudios )inuciosos del subsuelo a)iento o
bu9a)iento del suelo a los lados de la ci)entaci:n aunue el colapso 9inal del )is)ose presenta de un solo lado%
6a 9alla por punzona)iento se caracteriza por un )ovi)iento vertical de la
ci)entaci:n )ediante la co)presi:n del suelo in)ediata)ente deba8o de ella% 6a'$
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rotura del suelo se presenta por corte alrededor de la ci)entaci:n < casi no se
observan )ovi)ientos de ste 8unto a la ci)entaci:n! )antenindose el euilibrio
tanto vertical co)o >orizontal de la )is)a%
6a 9alla por corte local representa una transici:n entre las dos anteriores! puestiene caractersticas tanto del tipo de 9alla por corte general co)o del de
punzona)iento% 1n este tipo de 9alla e@iste una )arcada tendencia al bu9a)iento del
suelo a los lados de la ci)entaci:n! < ade).s la co)presi:n vertical deba8o de la
ci)entaci:n es 9uerte < las super9icies de desliza)iento ter)inan en algn punto
dentro de la )is)a )asa del suelo% ;ola)ente cuando se llega a presentar un caso de
desplaza)iento vertical )u< grande del orden de la )itad del lado o del di.)etro de
la zapata! puede suceder ue las super9icies de desliza)iento lleguen a la super9iciedel terreno! pero aun en este caso no se produce una 9alla catastr:9ica ni inclinaci:n
de la zapata%
eor+a de Capacidad de Carga de erzag2i
3erzag>i e@pandi: la teora de 5randt para to)ar en consideraci:n el peso del
suelo! la 9ricci:n entre 9undaci:n < suelo < la pro9undidad de la cota de 9undaci:n!
consider: una zapata continua de super9icie rugosa% 6a 9ricci:n suelo?zapatacontrarresta la tendencia a la e@pansi:n lateral del suelo de la zona I! por lo ue ste
per)anece en un estado de euilibrio el.stico < se )ueve vertical)ente >acia aba8o
co)o una unidad! co)port.ndose co)o si 9uera parte de la zapata% 3a)bin debido a
la 9ricci:n! los lados de la zona I 9or)an un .ngulo con la >orizontal! en vez de
,&P'% ;i bien 3erzag>i despreci: la resistencia al corte del suelo por enci)a de la
cota de 9undaci:n! to): en consideraci:n el e9ecto del peso de ese suelo )ediante la
aplicaci:n de una presi:n e9ectiva con9inante = Df .;alvo estas di9erencias! la
super9icie de 9alla es si)ilar a la supuesta por 5randt%
'+
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Ecuaciones seg5n tipo de fundacin para falla general por corte seg5n erzag2i
Factores de Capacidad de Carga de erzag2i para falla general
Fuente6 Das %ra)a =(??">, #ag "9?
Ecuaciones seg5n tipo de fundacin para falla local por corte seg5n erzag2i
(*
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Factores de Capacidad de Carga de erzag2i para falla local
Fuente6 Das %ra)a =(??">,
esu'en de tabla de correlaciones
(#
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Ecuacin
General de
Capacidad de Carga
1@iste una cantidad de variables < 9actores! tales co)o la 9or)a < el ta)a=o de la
9undaci:n! la pro9undidad de la cota de 9undaci:n! la inclinaci:n < e@centricidad de
las cargas! la co)presibilidad del suelo! la posici:n del nivel 9re.tico! la rata de
aplicaci:n de la carga! la inclinaci:n de la super9icie del terreno! la inclinaci:n de la
9undaci:n! la rugosidad de la base! la >eterogeneidad de las condiciones del subsuelo!
etc%! ue tienen su in9luencia en la capacidad de carga de los suelos% Muc>os de estos
9actores no 9ueron considerados! otros 9ueron considerados )u< so)era i gran cantidad de tie)po de investigaci:n
te:rica < e@peri)ental al proble)a de capacidad de carga! lo ue >a resultado en
)odi9icaciones < )e8oras a la ecuaci:n b.sica de 3erzag>i < ue >an producido la
siguiente ecuacin general de capacidad de carga
ultO c-c 9cs 9cd - 9s 9d B -9s 9 d
Factores de Correccin
Factores de "orrecion por For)a Factores de "orrecion por 5ro9undidad
('
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Factores de Capacidad de Carga de la Ecuacion General
((
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Factores de Correccin por for'a 0 profundidad de la Ecuacin General
ipos de Asenta'ientos
De acuerdo a 4i)nez A '*#' apuntes de clases de 9undaciones! los
asenta)ientos pueden ser
Asenta)iento di9erencial ;di9 1s el )ovi)iento relativo entre ' partes de
una estructura% 1s el asenta)iento ).s per8udicial en las estructuras! se da en
la luz ).s peue=a < no debe e@ceder de 'c)! este depende de una distorsi:n
angular % para obtener ste asenta)iento < la distorsion se realiza a
travs de las siguientes 9or)ulas
=Sdif
Long
(,
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;di9 O3
8x St
Asenta)iento total ;t 1s auel ue est. con9or)ado por ( asenta)ientos! elpri)ero es el asenta)iento in)ediato el cual se genera in)ediata)ente en la
base de la 9undaci:n en el proceso de construcci:n! este se produce en suelos
granulares < no debe e@ceder de # '!&,c)! el segundo es el asenta)iento
por consolidaci:n pri)aria ste se da en suelos arcillosos! el asenta)iento se
genera deba8o de la 9undaci:n a travs del tie)po < el tercero es el
asenta)iento por consolidaci:n secundaria! este se genera por recteo o
vibraci:n cuando se alcanza #** de consolidaci:n! se da en turbas%
-or)al)ente para los suelos arcillosos se deben realizar ensao )ni)o de la base B B W#!'*) < no >aacia arriba < # vez el
di.)etro desde la punta >acia aba8o% 5or otra parte co)o regla pratica se debe
considerar ue la pro9 LDe debe ser DeX,B
5ara el calculo de carga por 9riccion lateral L5s se e)plea la siguiente 9or)ula
Ps= S x Al
;! resistencia unitaria por 9ricci:n lateral entre el suelo < el pilote
Al! .rea lateral del pilote S=ix K x tg
2
3 ix Hi
i ! es9uerzo vertical en el punto )edio de cada intervalo
K ! constante de e)pu8e de tierra! su valor para pilotes e@cavados es de *!& < para
pilotes >incados es de #%
"argas de traba8o de pilotes
Dependera de la resistencia del suelo < de la resistencia estructural del pilote%
5ara pilotes de acero! se usa un es9uerzo unitario ).@i)o de #0 !g
c m2
5ara pilotes de concreto! el es9uerzo unitario ).@i)o varia de acuerdo a su
proceso constructivo! si es e@cavado < vaciado en sitio se ad)iti un es9uerzo
unitario ).@i)o de (& !g
c m2 ! este ba8o es9uerzo to)a en cuenta la
posibilidad de de9ectos en el pilote en el )o)ento de vaciado% 5ara pilotes
vaciado con tre)ie usando lodo bentonitico! se ad)ite un es9uerzo unitario
).@i)o entre $0 !g
c m2 < 0
!g
c m2 % 5ara pilotes >incados tipo Franie! el
($
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es9uerzo ad)itido es de #0 !g
c m2 % ;e debe to)ar en cuenta ue para
ad)itir estas cargas de traba8o es necesario ue el suelo o9rezca su9iciente orizontales o inclinadas aplicadas
sobre l
-o deben superarse los valores ad)isibles de asenta)ientos ba8o la presi:ndel )uro en el suelo de 9undaci:n! ni su 9alla por superar los es9uerzos li)ites
ipos de &uros
1n lo re9erente a lo presentado por Fratelli #++( < "alavera #+$+ e@iste una
gran variedad de tipos de )uro! ue pueden ser e)pleados en di9erentes situaciones
entre estos tipos de )uros se encuentran
Muros de 4ravedad Muros de ;e)i? 4ravedad Muros de 4ravedad < Fricci:n Muros en "antilever o Voladizo Muros con "ontra9uertes Muros "olados Muros de 5ilotes 3ablestacados Muros de "oncreto 5ro
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&uros de /e'i B Gra*edad
;egn Fratelli #++(! se de9inen co)o L)uros inter)edios entre los de gravedad
< los "antilever% Algo ).s esbeltos ue los pri)eros! pueden soportar una li)itadatracci:n! por lo cual se debe disponer la ar)adura )ni)a de re9uerzo para resistirla%
&uros Cantile*er o 4oladizo
De lo e@puesto por Das '**# < "alavera #+$+ se puede decir ue los )uros en
cantilver o voladizo! son uno de los tipos ).s e)pleados < su ca)po de aplicaci:n
depende de algunos 9actores co)o los gastos de e@cavaci:n! < de )ateriales co)o el
>or)ig:n! el acero! enco9rado < relleno% 1n su )a
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eor+a de anine
6a teora de Ranine para el c.lculo de e)pu8es en terrenos granulares se basa en
las >ip:tesis de ue el terreno presenta super9icie libre plana < est. en el lla)adoestado Rankine, en el cual presenta dos series de super9icies planas de rotura!
9or)ando .ngulos de ,& Z $ /2 con la >orizontal% 5ara el caso particular de trasd:s
vertical! las co)ponentes 5> < 5v de la presi:n a pro9undidad z vienen dadas por las
e@presiones
1cuaci:n # < '%
;iendo
1cuaci:n ( < ,%
1l e)pu8e varia lineal)ente con la pro9undidad < sus valores vienen dados por
1cuaci:n & < 2%
1stando su resultante a una pro9undidad de 2/3 % H desde la coronaci:n del
)uro
1n el caso ue sea &=0 las ecuaciones se si)pli9ican de la siguiente 9or)a
,'
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1cuaci:n / < $%
Aplicacin de las eor+as de la #resin !ateral de ierra al Diseo
5ara e)plear las teoras 9unda)entales para el c.lculo de la presi:n lateral de
tierra en el dise=o! se deben to)ar varias suposiciones si)ples! )as espec9ica)ente
en el caso de )uros en voladizo! el uso de la teora de la presi:n de Ranine para
revisiones de estabilidad! i)plica dibu8ar una lnea vertical AB por el punto A! co)o
)uestra la 9igura% ;e supone ue la condici:n activa de Ranine e@iste a lo largo del
plano vertical AB% 6as ecuaciones de la presi:n activa de tierra de Ranine entonces
se usan para calcular la presi:n lateral sobre la cara AB% 1n el an.lisis de estabilidad
del )uro! deben to)arse en consideraci:n la 9uerza 5aRanine el peso! s! del suelo
arriba del tal:n < el peso! c! del concreto% 6a >ip:tesis para el desarrollo de la
presi:n activa de Ranine a lo largo de la cara 9rontal AB es te:rica)ente correcta si
la zona de cortante li)itada por la lnea A" no es obstruida por el cuerpo del )uro! el
angulo ! ue la lnea vertical A" 9or)a es
1cuaci:n +%
,(
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Figura 96 &uro en *oladizo. =Fratelli, &>.
. C!C!$/
#$EC$ DE FNDACI$NE/ DE NA EDIFICACIN #AA DE#/I$
DE C$CE/I$NAI$ DE A$/
D1;"RI5"I[-
;e uiere dise=ar las 9undaciones para una edi9icaci:n! la cual se construir. con
una estructura predi)ensionada en base a p:rticos estructurales en "oncreto Ar)ado!
en el .rea de una parcela de terreno ubicada en el 1do% Anzo.tegui! adibici:n de auto):viles% 6a estructura a construir para la edi9icaci:n
ob8eto de estudio en este 5roculos del
concesionario anterior)ente )encionado < pertenece al )is)o propietario%
1n el .rea del 5roa
e@ploraci:n! con el 9in de analizar las alternativas < soluciones para el soporte del
edi9icio < presentar las reco)endaciones de dise=o < construcci:n de las 9undaciones
).s adecuadas en este caso% Asi)is)o! se dan los resultados de las cargas totales de
las colu)nas ue llegar.n a las bases de las 9undaciones! igual)ente se presenta la
retcula estructural prevista%
1l traba8o ue se aco)eter. en esta etapa del 5ro
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a> Analizar las alternativas de 9undaci:n ).s viables! con criterios
sustentados%
b> ;elecci:n! dise=o 4eotcnico < c.lculo de la capacidad de carga de
las alternativas de 9undaci:n ).s viables% 1n este caso en particular see@ige seleccionar < analizar # alternativa de 9undaci:n super9icial a 9undaci:n < se apliuen criterios tcnicos
para sus conclusiones < reco)endaciones en cada caso% 5ara ello! se
reuiere presentar c.lculos! an.lisis! criterios < teoras utilizadas! ue
sustenten las razones de la selecci:n de9initiva%
c 5resentar 9inal)ente la soluci:n de 9undaci:n ).s adecuada!conclusiones < reco)endaciones generales de 9undaci:n%
,&
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Clculos de Fundacin /uperficiales
De acuerdo a lo observado en el estudio de suelos del terreno! correspondiente a la
per9oraci:n ).s des9avorable! en este caso 5'! se evidencia un suelo arenoso con un
considerable contenido de arcilla! en donde predo)ina la clasi9icaci:n ;"! es decir!
arena arcillosa% 1n los ' pri)eros )etros del suelo se encuentran zonas ue poseen
una capacidad de soporte apro@i)ada de ( gPc)'! lo ue se considera co)o una
buena capacidad del soporte! por lo ue es viable utilizar los )etros iniciales del
pri)er estrato para construir la 9undaci:n%
;e co)enzara realizando los c.lculos correspondientes para el c.lculo de la
9undaci:n super9icial! en este caso partiendo de los datos arro8ados por la per9oraci:n
).s des9avorable 5?' de la e@ploraci:n realizada! asu)iendo la 3eora de la
1cuaci:n 4eneral de "apacidad de "arga co)o )todo para realizar el c.lculo%
;e to)a co)o alternativa de 9undaci:n super9icial una zapata cuadrada de #!&) de
lado! colocada a una pro9undidad de desplante D9 de ') to)ando en cuenta en
,2
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pri)er lugar ue en los dos pri)eros )etros se cu)ple con la condici:n de tener un
nu)ero de golpes -spt )aora de su proceso constructivo! ade).s la 9undaci:n debe tener una
adecuada pro9undidad de )anera tal ue no uede a la interperie% Debido a ue se
traba8ara con los datos obtenidos de la per9oraci:n ).s des9avorable se utilizara una
carga de '**ton ue llegara a la base de la 9undaci:n% ;e to)a una zapata de #!&) de
lado debido a ue es la di)ensi:n )ni)a para garantizar ue no se produzca una
9alla por punzonado%
Estrato I Arena Fina a &edia Arcillosa a 'u0 Arcillosa =/C>
1n el pri)er )etro del estrato se asu)e un -spt de L/! realizando un pro)edio
de los -spt de ese estrato se obtiene
's#t=%+%+1#
3 =10
;e calcula el es9uerzo e9ectivo a los #!/&)! debido a ue es a la )itad del estrato
por usarse un pro)edio de -spt! para ello se debe obtener la densidad >)eda del
estrato con la 9:r)ula
()m=d (1+*)
6a >u)edad al pri)er )etro #O ##6a >u)edad a los dos )etros 'O #&6a >u)edad a los tres )etros (O #(
6a >u)edad a los tres )etros < )edio ,O #&
*##=(1 m x 11 )+ (1m x 1 )+(1 m x13 )+(0, m x 1)
3, m =13,2813
,/
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()m=1,%8+on
m3 (1+0,13 )=2 , 01
+on
m3
1,%m=(1,%m x2,01 tonm3 )=3 ,2ton
m2
;e debe corregir el 's#t por sobrecarga debido a ue es una arena el pri)er
estrato
's#tco""e=C' x 's#t
C'=0,%% !o"200
1,%=1,3
's#tco""e=1,3x 10=13,1$
Una vez obtenido el 's#tco""e ! se obtiene el .ngulo de 9ricci:n 1 )ediante
una gr.9ica de resu)en de correlaciones ;53! para posterior)ente obtener los
9actores de capacidad de carga 'q < ' ! en este caso 'C no porue se
asu)e una co>esi:nO* ! por lo tanto se eli)ina el pri)er ter)ino de la ecuaci:n
general de capacidad de carga
q)lt= 'q -fqs -fqd+1
2- -B -' -fs- fd
1 H (,< 28
"on el .ngulo de 9ricci:n < en la tabla de 9actores de capacidad de carga de la
ecuaci:n general
'q=1$,%2'=1#,%2
,$
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A>ora se procede a calcular los 9actores de correcci:n por 9or)a fqs < fs
< por pro9undidad fqd < fd con las 9or)ulas correspondientes a la 1cuaci:n
general
Fqs=1+B
L+ag
Fqs=1+1,
1,+ag 28.=1,0#
Df
B>1=
2
1,>1=1,3>1 por ello
Fqd=1+2+ag (1Sen /)2x +g1Df
B
Arctg (2
1,=3 . hay que pasarlos a radianes
X =3 . - 0
180 .=0,93
Fqd=1+2+ag 28. (1Sen28. )2
x 0,93
Fqd=1,2#
Fs=10&$B
L
Fs=10&$1,
1,
Fs=0,#
Fd=1
,+
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;e calcula el es9uerzo e9ectivo a nivel de la pro9undidad de desplante
2 m=(2 m x 2,01 tonm3 )=$,02ton
m2
;e sustituora la presi:n de contacto c < la presi:n ad)isible ad) para
luego veri9icar si cu)plen con el criterio c ] ad)! para ue no 9alle por capacidad
de carga
qc=1
A OW qc=
200 +on
2,2 m2 OW qc=88,88
ton
m2
Asu)iendo un 9actor de seguridad de ( el cual es el considerado )ni)o para las
zapatas! se procede a calcular ad)
qadm=q)lt
FSOW
qadm=
9$,1#ton
m2
3
OW qadm=31,38ton
m2
;e logra observar ue c W ad) ! por lo tanto no cu)ple con la condici:n c ]
ad)! < la zapata es propensa a 9allar por capacidad de cargaN es por ello se debe
realizar un redi)ensiona)iento de la zapata ue de acuerdo a los resultados
obtenidos se podra esti)ar un anc>o )ni)o para la zapata de &) '% 3o)ando encuenta ue el .rea total de la construcci:n es de 2!,* @ ##!,*) dando un .rea de
/()'< co)parando con el .rea ue ocuparan la totalidad de las zapatas &) '@#' O
&*
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2*)'! se obtendra ue estas ocuparan un $' del .rea de construcci:n! por lo cual
al ser )a
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1strato I Arena Fina a Media! Arcillosa a Mu< Arcillosa ;"
1n el pri)er )etro se asu)e un -spt de /! realizando un pro)edio de -spt se
obtiene
's#t=%+%+1#
3 =10
;e calcula el es9uerzo e9ectivo a los #!/&) debido a ue es la )itad del estrato por
usar 's#t % 5ara ello se debe obtener la densidad >)eda del estrato )ediante la
9:r)ula
()m=d (1+ *nat)
#O ## #)
'O #& ')
(O #( (),O#& *!&)
&'
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*PP=(1 m %11)+(1 m% 1 )+(1m %13 )+(0, m %1 )
3, m =13,2813
()m1=1,%8+onm
3 (1+0,13 )=2,01 ton/m2
1,%=(1,% m% 2,01 tonm3 )=3,2 ton/m2
;e debe corregir el 's#t por sobrecarga debido a ue el estrato est. co)puesto
de arena%
's#tco""=C' % 's#t
C'=0,%% !o"200
1,%=0,%%!o"
200
3,2ton
m2
=1,3
's#tco""=1,3% 10=13,1$
Una vez obtenido el 's#tco"" se calcula 1 utilizando la gra9ica del resu)en
de correlaciones ;53 obtenindose
1=29
5or ser una arena arcillosa se debe restar #_ al obtenido )ediante la tabla!
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Estrato II Arena Fina a &edia, !i'o Arcillosa =/&3/C>
's#t=9+#
2
=%,8
;e procede al c.lculo de las densidades del estrato
,O #& ,)
()m2=1,%0#+on
m3 (1+0,1 )=1,9# ton/m2
Asu)iendo una gravedad espec9ica 4s para arenas de '!2! se procede
e=2sd= 2,#0
1,%0#1=0,2
*sat2s=S x e N *sat=S x e
2sNpor estar ba8o el nivel 9re.tico el grado de
saturaci:n ; es igual a #! por lo tanto se tiene
*sat= e
2s=
0,2
2,#=0,2=20
sat=d (1+*sat)=1,%0#+on
m3 (1+0,2 )=2,0$
+on
m3
;e calcula con la densidad saturada sat la densidad su)ergida s)m !
debido a ue est. ba8o nivel 9re.tico! asu)iendo una densidad del agua de
w=1 ton/m3
s)m=satw=1,0$+on /m3
;e procede a calcular el es9uerzo e9ectivo a los ,!& ) por usar 's#t %
&,
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$,=(3,m %2,01 tonm3 )+(0, m%1,9#ton
m3 )+(0, m %1,0$tonm3)
$,=8,$ ton/m2
's#tco""=C' % 's#t
C'=0,%% !o"200
$,=0,%%!o"
200
8,$ton
m2
=1,0
's#tco""=1,0% 8=8,$8
Una vez obtenido el 's#tco"" se calcula 2 utilizando la gra9ica del resu)en de
correlaciones ;53 obtenindose
2=2%
Estrato III Arena &edia a Fina, algo !i'o Arcillosa =/&3/C>
;e pro)edia el -spt del estrato
's#t=33+29+3
3 =32
;e procede al calculo de la densidad su)ergida del estrato por estar ba8o nivel
9re.tico asu)iendo una gravedad especi9ica para arenas 4s de '!2
e=2s
d=
2,#0
1,%111=0,1
&&
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;e asu)i: una densidad seca d de 1,%11 tonP)(igual a la del estrato
siguiente debido a su cercana con el cuarto estrato%
*sat2s=S x e N *sat=S x e2s
Npor estar ba8o el nivel 9re.tico el grado de
saturaci:n ; es igual a #! por lo tanto se tiene
*sat= e
2s=
0,1
2,#=0,19=19
sat=d (1+*sat)=1,%11+on
m3 (1+0,19 )=2,03
+on
m3
;e calcula con la densidad saturada sat la densidad su)ergida s)m !
debido a ue est. ba8o nivel 9re.tico! asu)iendo una densidad del agua de
w=1 ton/m3
s)m=satw=1,03 +on/m3
;e procede a calcular el es9uerzo e9ectivo a los /) por usar un 's#t se calcula
>asta la )itad de este estrato 1III%
%,0=(3,m% 2,01 tonm3 )+(0,m %1,9#ton
m3 )+(1, m%1,0$tonm3 )+(1, m %1,03
ton
m3)
%,0=10,#tonm
2
;e corrige el 's#t por sobrecarga por estar el estrato con9or)ado por arena%
&2
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's#tco""=C' % 's#t
C'=0,%% !o"200
%,0=0,%%!o"
200
10,#ton
m2
=0,98
's#tco""=0,98 %32=31
;e calcula 3 utilizando la gra9ica del resu)en de correlaciones ;53
obtenindose
3=32
;e realiza un pro)edio ponderado de 1,2 ,3 ! para con ese ## obtener los
9actores de capacidad de carga - < - ! asu)indose una co>esi:n igual a cero
de la 9or)ula de ecuaci:n general de capacidad de carga%
q)lt=c 'c- fcs -fcd -fci+ 'q- fqs- fqd - fqi+1
2B' - fs - fd - fi
Resultando entonces
q)lt= 'q -fqs -fqd -fqi+1
2B' - fs- fd- fi
##=(3,1m %28 . )+(2 m%2% . )+(1,3 m%32 .)
#,$ m =28, . 29 .
"on el ##=29 . se buscan los 9actores de capacidad de carga - < - en
la tabla de 9actores de capacidad de carga de la ecuaci:n general de capacidad de
carga%
&/
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N7H "9,;;
N H "J,;
;e calculan a>ora los 9actores de correcci:n por 9or)a fqs ! fs ! < porpro9undidad fqd ,fd con las 9or)ulas pertenecientes al caso de 1cuaci:n
4eneral de "apacidad de "arga%
1. Fqs=1+B
L+ag
Fqs=1+#,$
11,$+ag29 O 1&31
2. Fqd=1+2+ag (1Sen /)2DfB ; Cuando DfB 3 1= 0,$#,$ =!" #
1
Fqd=1+2+ag 29(1Sen29)20,$
#,$ N 1&01
$. Fs=10&$B
L
Fs=10&$0,$
#,$
0&%%
%. Fd=1
;e calcula el es9uerzo e9ectivo de la pro9undidad de desplante D9 < una densidad
pro)edio para la zona de in9luencia%
0,$=(0,$m% 2,01 tonm3 )=0,80$ ton/m2
&$
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##=(2,01 +onm3 x 1 m)+(1,9#
+on
m3
x 0, m)+(1,0$ +onm3 x 1, m)+(1,03+on
m3
x 1,3 m)#,$ m
##=1,% ton/m3
;e sustitu
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Una vez ue se co)prueba ue la losa es capaz de resistir la carga ue le ser.
i)puesta! se debe proceder a veri9icar si cu)ple con los par.)etros de asenta)iento
).@i)o per)itido%
5ara el c.lculo del asenta)iento la presi:n ad)isible de la losa se utilizara el
Mtodo de Meo99?BoCles au)entado en un &* para 9undaciones super9iciales
colocadas en arena! aplicado para el caso de las losas! debido a ue este per)ite
obtener la capacidad ad)isible garantizando un asenta)iento ).@i)o de '
5ri)ero se realiza un pro)edio de los n)eros de golpes -spt de la zona de
in9luencia de la losa! posterior)ente se debe calcular el es9uerzo a la )itad de dic>azona para luego corregir el nu)ero de golpes por sobrecarga
's#t=%+%+1#+9+#+33
# =13
3,# m=(3, m x 2,01tonm3 )+(0,1 m x1,9#ton
m3 )=%,231 tonm2
's#tco""e=C' x 's#t pro)
C'=0,%% !o"200
3,#=1,11
's#tco""e=1,11x 13=1$
Debido a la presencia de nivel 9re.tico en la zona de in9luencia de la losa se debecalcular un 9actor de correcci:n por su)ergencia "C
Cw=0,+0,( Dw
Df+B)
2*
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;iendo DC la pro9undidad desde la super9icie >asta el nivel 9re.tico
Cw=0,+0,($
0,$+#,$ )=0,%9$ ;e aplica la 9:r)ula del Mtodo de Meo99?BoCles au)entado en un &* para
el caso de losas garantizando asenta)ientos ).@i)os de '
Smax 2} =0,239# x {acute {Nspt}} rsub {corre} x '
qadm Kg/cm2
1n este caso se agrega el 9actor "C debido a la presencia de nivel 9re.tico en la
zona de in9luencia
Smax 2 } =0,239# x 1$ x 0,%9$=2,##3 {"} over {c {*} ^ {2}} = 2#, #3 {to } over {{*}
qadm Kg
c m2
A>ora se calcula la presi:n de contacto c para veri9icar si cu)ple con lacondici:n de c ] ad)
A=11,$ m x #,$ m=%2,9# m2
qc=1
A OW qc=
1%00+on
%2,9# m2 OW qc=23,30
ton
m2
c ] ad)
2#
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23,30ton
m2 K 2#,#3
ton
m2
A continuaci:n se debe c>euear ue el asenta)iento total no e@ceda a ' &!*$c) )ediante una regla de tres
' &!*$ c) ``````````` 2#,#3ton
m2
;t````````````````````` 23,30ton
m2
St=
23,30ton
m2
x 24(,08 cm)
2#,#3ton
m2
=$,$$ cmeuear
ue sea )enor a 'c)
Sdif=3
8x St
Sdif=3
8x $,$$ cm=1,## cmo )ni)ode la losa )ultiplicado por #**! 2!, ) 2,*
2'
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=Sdif
Long=
1,##
#$0=
1
38#
6o ue signi9ica ue se encuentra contenido en el l)ite en ue se deben esperarpri)eras grietas en paredes! siendo por su puesto grietas no estructurales! ue puedan
a9ectar la seguridad < correcto dese)pe=o de la estructura%
Calculo de Fundacin #rofunda
5ara el c.lculo de 9undaci:n pro9unda! en este caso del pilote se utilizo paradeter)inar la capacidad de carga el Mtodo 1st.tico para pilotes en arena! el cual
establece ue la capacidad de carga 9inal ser. iguala a la su)atoria de la capacidad de
carga por punta del pilotes < la capacidad de carga por 9ricci:n lateral! en este caso
para suelos granulares debido a ue el per9il del suelo proporcionado est. con9or)ado
por arenas%
1l pilote escogido es un pilote e@cavado o vaciado in situ! el cual consta de una
pro9undidad de $) debido a ue de acuerdo con los n)eros de golpes -spt
representados en el per9il del suelo a sta pro9undidad representaban un suelo
)ediana)ente denso! < en cuanto al di.)etro del pilote se escogi: *!$)! la carga a la
ue estar. so)etido ser. de '** ton% 5ara iniciar el c.lculo pri)ero se debe establecer
la zona de in9luencia por punta < la zona de in9luencia por 9ricci:n lateral! para ello se
utilizo el criterio ue establece ue el .rea de in9luencia de la punta debera estar ,B
>acia arriba de la punta! siendo B el di.)etro del pilote! < #B >acia deba8o de la
punta! el resto ser. el are por 9ricci:n lateral% 1n la parte de arriba del pilote se debeconsiderar #B >acia aba8o%
2(
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;e procede al c.lculo de la capacidad de carga por punta del pilote! para ello en
pri)er lugar se realizara un pro)edio del nu)ero de golpes de la zona de in9luenciapor punta! corregirlos por sobrecarga < con los n)eros de golpes pro)edios
corregidos obtener el .ngulo de 9ricci:n por punta del pilote utilizando la gra9ica del
resu)en de correlaciones ;53%
's#t=#+33+39+3
$ =28
;e calcula el es9uerzo a la )itad de la zona de in9luencia por punta
1, ml esf)e"zo a lamitad de la zonade infl)encia #o" #)nta)nta del #ilote-so5"eca"ga 6 conlo
1,3 m x 1,03ton
m3
$
#,8 m=(3, m x 2,01tonm3 )+(0, m x 1,9#ton
m3 )+(1, m x 1,0$tom
's#tco""e=C' x 's#t pro)
C'=0,%% !o"200
#,8=0,9%
's#tco""e=0,9%x 28=2%
2,
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#o" #)nta=30 .
Una vez obtenido el .ngulo de 9ricci:n se procede a calcular la De o pro9undidad
real de penetraci:n del pilote < la Dc o distancia critica
De O (,8 '
Dc=$ B +g($ .+
2)
Dc=$ (0,8 ) +g($ .+ 302)=,$ m 6uego se procede con el c.lculo del 9actor de capacidad de carga para pilote! el
cual puede ser -Y o -! en este caso por ser De X Dc se utiliza el 9actor -! para
ello se utiliza la siguiente 9:r)ula
' = {N - } rsub {1} + {.e} over {.c} x ( {N - } rsub {2} / {N - } rsub {1} )
;iendo ' 7 q1 < ' 7 q2 los 9actores de capacidad de carga para pilotes de los
estratos ue contienen el .rea de in9luencia por punta! para >allarlos se utiliza una
gra9ica ue contiene -T! .ngulo de 9ricci:n correspondiente al estrato donde se
encuentra el 9actor < el tipo de pilote escogido en este caso e@cavado < vaciado insitu
' 7 q1=3$
' 7 q2=0
' =3$+ {2,} over {,$} x (0 / 3$)= $1
A>ora se procede al c.lculo de D6! en este caso co)o el .ngulo de 9ricci:n porpunta (*_ X (&_! D6O #*B
DL=10 ( 0,8 m)=8 m
;e calcula el es9uerzo geostatico o a los $)
2&
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1, ml esf)e"zo a lamitad de la zonade infl)encia #o" #)nta)nta del #ilote-so5"eca"ga 6 conlo
2, m x 1,03ton
m3
$
8 m=(3, m x 2,01ton
m3 )+(0, m x 1,9#
ton
m3 )+(1, m x 1,0$
ton
m3
;e realiza el c.lculo de 5o Resistencia unitaria a la 9alla del suelo al nivel de la
punta )ediante la 9:r)ula
Po=ox ' 4 q
Po=12,1ton
m2
x $1=00,82ton
m2
A>ora la capacidad de carga por punta
5p O 5o @ Ap
5p O
0,8
00,82ton
m2
x0
$
;e procede al c.lculo de la capacidad de carga por 9ricci:n lateral del pilote! para
ello se debe calcular las resistencias unitarias por 9ricci:n lateral entre el suelo < el
pilote ;! )ediante la 9:r)ula
S=ix K x tg2
3 ix Hi
5ri)ero se debe obtener el es9uerzo pro)edio de cada intervalo donde est.n las ;
#ara S1
0,8 m=(0,8 m x 2,01 tonm3 )=1,#08ton
m2
22
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3, m=(3, m x 2,01 tonm3 )=%,03ton
m2
S 1=
1,#08ton
m
2+%,03
ton
m
2
2 =$,321ton
m2
S1=ix K x tg2
3ix Hi
S1=$,321ton
m2
x 0,x tg2
328. x 2,%=2,9%
ton
ml
#ara S2
3, m=(3, m x 2,01 ton
m3 )=
%,03 tonm
2
3, m x 2,01ton
m3
0, m x 1,9#ton
m3
$ m=
S 2=
%,03ton
m2+8,01
ton
m2
2 =%,2ton
m2
S2=ix K x tg2
3ix Hi
S2=%,2ton
m2
x 0,x tg2
32% . x 0,=0,#1
ton
ml
#ara S3
3, m x 2,01
ton
m3
0, m x 1,9#ton
m3
$ m=2/
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3, m x 2,01ton
m3
0,8 m x 1,0$ton
m
3
$,8 m=
$,8 m=8,8$%ton
m2
S 3=
8,01ton
m2+8,8$%
ton
m2
2 =8,$31
ton
m2
S3=ix K x tg2
3ix Hi
S3=8,$31ton
m2
x 0,x tg2
32% . x 0,8=1,09 ton
ml
S=$,#%ton
ml
;e procede al c.lculo del .rea lateral del pilote para posterior)ente deter)inar la
capacidad de carga por 9uste o 9ricci:n lateral 5s
AL=0 8 9 , 8 m=2,1m
Ps= S x AL
Ps=$,#%ton
ml x2,1 m=11,%3 ton
A>ora se calculo la capacidad de carga 9inal su)ando la 5p < la 5s
Pf=P#+Ps
Pf=21,%3 ton+11,%3 ton=2#3,$# ton
A>ora se debe calcular la capacidad de carga segura por suelo para ello se deben
aplicar las siguientes 9or)ulas! < el valor ue de )enor es el ue se to)a co)o
capacidad de carga por suelo
2$
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Pseg)"a=P#
3 +Ps
Pseg)"a=21,%3 ton
3 +11,%3ton=9,#$ ton
Pseg)"a=Pf
2=131,%3 ton
;e to)a co)o capacidad de carga 9inal por suelo 9,#$ ton
A>ora se procede a calcular la capacidad de carga por estructura! )ediante la
siguiente 9:r)ula
D
x0
$
Pnominal= max
1l max en este caso de acuerdo al per9il del suelo obtenido por tener nivel
9re.tico alto < ser un pilote e@cavado < vaciado en sitio se utilizara el )todo tre)ie
con lodo bentonitico! por ello se utilizara un es9uerzo unitario de ,* Kgcm
2=$00 tonm
2
0,82
x0
$
Pnominal=$00ton
m2
Aguanta por estructura 201,0# ton pero se dise=ara en base a los 9,#$ ton
debido a ue la capacidad de suelo por ser )enor ue la estructura de)uestra ue es
el ue gobierna por geotecnia%
2+
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De acuerdo al resultado obtenido se deben utilizar
"arga -_ de "olu)nas-_ de pilotes
necesarios3otal de 5ilotes
#** ton , # ,#&* ton 2 ' #''** ton ' ' ,
'*
C$NC!/I$NE/ EC$&ENDACI$NE/
/*
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6uego de obtener los resultados de cada una de las propuestas de soluci:n para la
9undaci:n de la edi9icaci:n se obtienen las siguientes conclusiones
1n pri)er lugar se realiz: el calculo de una zapata cuadrada de #!&) @ #!&)! seutiliz: el )todo de 1cuaci:n 4eneral de "apacidad de "arga! obtenindose una
presi:n ad)isible qadm=31,38 ton/m2 )enor ue la presi:n de contacto
(qc=88,88 ton/m2) ! evidenci.ndose ue no se cu)ple el criterio cXad) lo ue
se traduce en ue la zapata no ser. capaz de soportar las cargas i)puestas! tendiendo
a 9allar por capacidad de carga%
De este resultado se puede establecer ue se debe redi)ensionar la zapata a un.rea )a
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unaSmax 2} =2#,#3 to {*} ^ {2}
qadm < una presi:n de contacto
qc=23 , 28 ton/m2 ! cu)pliendo con qc3qadm ! resultando un asenta)iento
total St=$,$$ cm
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en este caso los pilotes! resulta una opci:n ).s econ:)ica < pr.ctica!
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!I/A DE EFEENCIA/
Bra8a M! Das '**#% Fundamentos de Ingeniera Geotcnica% ,t>% 1d% M@ico!
International 3>o)son 1ditores%
Bra8a M! Das '**#%Principios de ingeniera de cimentaciones% ,t>% 1d% Me@ico!
International 3>o)son 1ditores%
"ordero 1 #++'%Fundaciones Superficiales% Facultad de Ingeniera U6A%Mrida?
Venezuela%
Fratelli! M #++(% Suelos, Fundaciones y Muros% Bonalde 1ditores% "aracas%
Venezuela%
6:pez J < 6:pez 6 #+++% lementos de !onstrucci"n% Universidad de "astilla?6a
Manc>a% Docu)ento en 6nea
>ttpPPCCC%ucl)%esPareaPing`ruralP3rans`constP3e)a',%pd9%
5ec! R < otros% s%a%Ingeniera de !imentaciones. 6i)usa -oriega 1ditores%
V.suez 6 '***%#ise$o y !onstrucci"n de !imentaciones% Universidad -acional
de "olo)bia% Medelln?"olo)bia%
Ralp> B% 5ec! alter 1% Qanson! 3>o)as Q% 3>ornburn #+/,% Ingenieria de
cimentaciones. 'da 1dici:n% 6i)usa -oriega editores
3>orp! BaldCin < Sellog #+($! #+,+%;uelos% 7n?6ine% Disponible en
>ttpPPplatea%pntic%)ec%esPc)arti(P"3MAP;U167Pclasi9#%>t)
http://www.uclm.es/area/ing_rural/Trans_const/Tema24.pdfhttp://www.uclm.es/area/ing_rural/Trans_const/Tema24.pdfRecommended