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FUNDACIONES - USACH Página 1 Capacidad de carga y asentamientos

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Capacidad de carga y asentamientos

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Contenidos

Asentamientos admisibles

Asentamiento por consolidación

Incremento del esfuerzo vertical

Asentamiento elástico.

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Asentamientos admisibles

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Asentamientos admisibles

La carga admisible de un sistema de fundaciones esta dada por

dos condiciones:

Resistencia al corte de suelo

Asentamiento admisible

Así se tiene:

admisibletoasentamien

u

adm

qFS

q

q

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Asentamientos admisibles

El asentamiento se produce por la aplicación de una carga.

Puede tener dos naturalezas:

Elástico, inmediato.

Por consolidación a largo plazo.

Por su parte el asentamiento por consolidación tiene dos fases:

Primaria (salida del agua, mayor en inorgánico)

Secundaria (reacomodo de partículas, mayor en orgánico).

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Asentamientos admisibles

Proceso de cálculo:

Determinar el incremento de esfuerzo vertical por aplicación de la carga.

Calcular el grado de asentamiento producido, por deformación elástica y consolidación.

Comparar con asentamientos admisibles para determinar carga máxima permisible.

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Asentamiento por consolidación

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Asentamiento por consolidación

El asentamiento por consolidación se determina como:

En que:

e0 es la relación de vacíos antes de la aplicación de la carga.

Hc es la altura del estrato.

Δe es el cambio en la relación de vacíos causado por la aplicación de la carga adicional.

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Asentamiento por consolidación

Δe se determina como:

En que p0 es la presión de sobrecarga efectiva promedio inicial, y

Δp es el incremento promedio de presión provocado por la carga.

Cc es el Indice de Compresibilidad, obtenido del ensayo de

consolidación:

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Asentamiento por consolidación

Ensayo de Consolidación.

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Incremento del esfuerzo vertical

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Incremento del esfuerzo vertical

CARGA CONCENTRADA

Esfuerzo normal en un punto cualquiera de una masa de material

homogéneo, elástico e isotrópico, debido a una carga puntual en

la superficie (Boussinesq, 1885)

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CARGA CIRCULAR

La ecuación de Boussinesq, se puede

extender a un área circular cargada:

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CARGA RECTANGULAR

El procedimiento también se usa para determinar el aumento de

carga bajo la esquina de un área rectangular con carga uniforme.

Considerando un fuerza fundamental dada por dP = q0 dx dy.

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CARGA RECTANGULAR

Esta carga dP puede tratarse como carga puntual como se vió.

Con I como el factor de influencia, dado por:

En que m =B/z, y n=L/z.

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CARGA RECTANGULAR

En el caso de un punto cualquiera bajo la superficie,

simplemente se divide ésta en 4, y se aplica 4 veces:

Y en el caso particular del centro, se puede aplicar:

donde Ic es:

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CARGA RECTANGULAR

A veces, se utiliza un procedimiento rápido y aproximado; se

trata de suponer que el esfuerzo se difunde con una pendiente

H/V=1/2.

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INCREMENTO PROMEDIO

Para calcular el incremento promedio en una altura H

(z = 0 hasta H) se tiene:

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INCREMENTO PROMEDIO

Con Ia propuesta por Griffiths (1984):

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INCREMENTO PROMEDIO

Dentro de un estrato se tiene:

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Asentamiento elástico

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Asentamiento elástico

El asentamiento elástico, se puede estimar utilizando la ley de

Hooke, según:

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Asentamiento elástico

El asentamiento depende de la rigidez de la fundación:

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Asentamiento elástico flexible Para H infinito y una fundación flexible, se tiene:

El asentamiento elástico promedio en una zapata flexible está

dado por:

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Asentamiento elástico rígida

Si es una zapata rígida, el asentamiento elástico promedio se

expresa como:

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Asentamiento elástico

Los valores de α, se pueden determinar de:

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Asentamiento elástico

En el caso que exista una capa rígida incompresible a una altura

H, se puede usar para zapata flexible:

En el caso de una zapata rígida, se tiene:

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Asentamiento elástico Para el cálculo de F1 (Steinbrenner, 1934):

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Asentamiento elástico Para el cálculo de F2 (Steinbrenner, 1934):

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