Selección de Artículos.

Andrés Felipe García RojasCarlos Andrés Mora Cifuentes

Daniel Eduardo Gómez RomeroJohan Sebastián Calderón Gómez

Cristhian Leonardo Piraján Castillo

Cimentaciones superficiales de tipo losa.

Artículos seleccionados

CIMENTACIONES POR LOSA

ANÁLISIS DE LA CAPACIDAD DE CARGA SÍSMICA DE CIMENTACIONESAPLICACIÓN DE LA TEORÍA DE SEGURIDAD AL DISEÑO GEOTÉCNICO DE LOSAS SOBRE PILOTES

LOSAS DE CONCRETO AISLADO

DESARROLLO DE MODELOS CONSTRUCTIVOS PARA SUELOS

GLOSARIOAnchored – ancladoAssembled – ensambladoBraces – tirantesBuilding – edificioConcrete – hormigónConstruction – construcciónCross – cruzarCures – curasEdge – bordeEdge member – elemento de bordeElongated – alargada Exposure – exposiciónFasteners – sujetadores Footing – zapata Foundation – fundación Horizontal - horizontalInformation – información Insulated – aislado Intervals – intervalos Inventor – inventor Journalists – periodistas Level – nivel

Lower – inferior Material – material Method – método Moisture – humedad News reporter – reportero de noticiasPatent – patente Perimeter – perímetro Pests – plagas Physical abuse – abuso físicoPlanks of lumber – tablones de maderaPoured – vertido Protect – proteger Protection – protección Site – sitio Slab – losa Support – soporte Surface – superficie System – sistema Temperature extremes – temperaturas extremas Ultra violet light – luz ultravioleta Uninsulated – sin aislamientoUpright – vertical Vegetation – vegetación Walls – paredes

Cimentaciones por Losa

Las Cimentaciones por Losa, también conocidas como Cimentaciones por Placa o Plateas de Fundación, son aquellas Cimentaciones Superficiales que se disponen en plataforma, la cual tiene por objeto transmitir las cargas del edificio al terreno distribuyendo los esfuerzos uniformemente.

Losa de cimentación (© CYPE Ingenieros, S.A.)

Estas cimentaciones se construyen en hormigón armado preparado para reducir los posibles asientos.

Esta estructura responde en forma óptima en suelos con estratos sensiblemente homogéneos y cuando el edificio reparte los esfuerzos sobre la losa con una retícula que guarda simetría geométrica.

Malla electro soldada (figuradosymallas.com)

Losa Liviana aliven (Agregados livianos c.a.)

La cimentación por losa es una buena solución cuando:

• La construcción posee una superficie pequeña en relación al volumen (rascacielos, depósitos, silos).

• La base de cimientos calculada resulta tal que la transmisión de carga a 45º representa una profundidad excesiva.

• El terreno tiene estratificación desigual y son previsibles asientos irregulares

• El terreno de asiento es flojo y de gran espesor y los pilotes a colocar serían exageradamente largos.

ANÁLISIS DE LA CAPACIDAD DE CARGA SÍSMICA DE CIMENTACIONES

En el contexto de la Práctica ingenieril, el problema de la capacidad de soporte sísmica de fundaciones superficiales generalmente ha sido Resuelto de modo indirecto

ESFUERZOS DE LOS MUROS DURANTE UN SISMO - VISTA DE COSTADO (CORTE) (Aceros Arequipa)

Sin embargo, durante las últimas décadas se han desarrollado una serie de métodos analíticos que abordan directamente el problema desde el punto de vista sísmico

DIFERENTES MÉTODOS PARA ESTIMAR LA CAPACIDAD DE SOPORTE SÍSMICA DE FUNDACIONES SUPERFICIALES

• Se consideraron métodos analíticos, desarrollados en el contexto de las teorías de equilibrio límite y análisis límite.

• Procedimientos de diseño simplificados típicamente utilizados en la práctica.

Resultados: • Algunas estructuras muestran un importante deterioro de la capacidad de

soporte de la fundación en la medida que la aceleración máxima del sismo aumento lo cual pone de manifiesto la necesidad de establecer una medida de la confiabilidad asociada a los métodos de cálculo y factores de seguridad comúnmente usados para diseño sísmico.

• En este artículo se da una panorámica de los métodos de cálculo de la capacidad de carga de cimentaciones de tipo losa sobre pilotes (piled raft) seleccionando, de acuerdo al estudio bibliográfico realizado, el que arroja resultados más cercanos a estudios de experimentales y numéricos.

Aplicación de la teoría de seguridad al diseño geotécnico de losas sobre pilotes

Métodos de cálculo simplificados

• El cálculo de cualquier cimentación pasa siempre por dos etapas fundamentales. En la primera se analiza la capacidad portante (estado último) y en la segunda, los asentamientos esperados (estado de servicio).

• Los métodos para evaluar la capacidad de carga de LP se basan en correlaciones empíricas o en estudios numéricos contrastados con ensayos de campo.

• La mayor ventaja de estos métodos es su simplicidad. Sin embargo, tienen la limitación de que sólo pueden ser aplicados cuando las condiciones de la obra son semejantes a las de los ensayos o pruebas in-situ a partir de las cuales han sido desarrollados.

Métodos de diseño

La manera de introducir la seguridad y la forma de aplicación del Método de Estados Límites (MEL) en las LP está muy influenciada por la filosofía de diseño que se adopte en el análisis de este tipo de cimentación.

Una de las variantes en las que el sistema de LP trabaja con mayor eficiencia la que se considera los pilotes trabajando a carga última (Reul & Randolph 2004). Esto obliga a analizar la seguridad de las LP a nivel de sistema de cimentación y no por elementos independientes, puesto que los pilotes pueden estar trabajando a su capacidad de carga última y no cumplirían con ninguno de los criterios de seguridad establecidos en las normas de proyecto.

Conclusiones

El costo de la racionalización de los métodos de diseño de cimentaciones es el aumento en su complejidad. Sin embargo, este costo se compensa con los beneficios en la reducción del conservadurismo, en el mayor entendimiento y en el aumento de la confianza en los diseños

El análisis de las LP como sistema de cimentación permite el uso eficaz de sus elementos componentes, considerando el aporte del contacto losa-suelo. Este constituye una generalización de los métodos de cálculo para determinar la capacidad de carga de losas de cimentación y grupos de pilotes separadamente.

LOSAS DE CONCRETO AISLADO

El perímetro de un borde de la losa de concreto normalmente presenta una costura sin aislamiento entre la cimentación y los muros de un edificio general.

Método convencional:

Se utilizan tablones de madera para definir el perímetro de una losa de hormigón. Una vez que una losa de hormigón se vierte y se cura, se eliminan dichas formas de borde.

LOSAS DE CONCRETO AISLADO

• Lo que se necesita es un sistema para formar el perímetro de una losa que también permanece en el lugar para proteger y aislar el perímetro de la losa.

• Preferiblemente, este sistema debe ser capaz de soportar la exposición severa a la humedad en sus diferentes estados, la luz ultravioleta, las temperaturas extremas, las plagas, la vegetación y el abuso físico.

El borde de la losa formada y el sistema de aislamiento incluye elementos de borde y apoyos de la ayuda.

Cada elemento de borde incluye un armazón alargado. La sección transversal de un armazón alargado incluye una porción vertical, una porción superior

generalmente horizontal y una parte inferior generalmente horizontal. Cada una de las porciones superior e inferior tiene un borde formado frente a la parte vertical. El material de aislamiento cubre la superficie interior de la parte en posición vertical. Los puntales de soporte se fijan a la base y espaciados para soportar los miembros de borde. Las llaves de soporte incluyen bordes superior e inferior formados para acoplar los bordes formados

de la armazón alargada. Los apoyos de la ayuda tienen una sección transversal abierta para la recepción de hormigón

vertido. Los puntales de soporte están unidos a los elementos de borde y sujetados a la base de tal manera

que estos esten dispuestos en una configuración fija para definir el perímetro deseado de la losa. Los elementos de borde se forman y aíslan los bordes del hormigón vertido de la losa mientras que

el seccionado transversal abierto puntal de soporte reciben el hormigón vertido de la losa y, por tanto se ancla los elementos de borde hasta el borde de la losa.

LOSAS DE CONCRETO AISLADO

LOSAS DE CONCRETO AISLADO

• Pasos para usar el sistema de borde de la losa.

1. Elementos de borde y tirantes de soporte se proporcionan en un sitio de construcción.

2. El sitio de construcción incluye un pie de cimentación que generalmente define el perímetro de la losa deseado.

3. Los elementos de borde están conectados entre sí a definir una forma perimetral para una losa de hormigón.

4. Los puntales de soporte están unidos a los elementos de borde a intervalos deseados.

5. El sistema ensamblado se ancla preferiblemente a la zapatas mediante sujetadores comunes a los tirantes de apoyo y la zapata.

6. La mezcla de hormigón se vierte dentro del área delimitada por los elementos de borde a un nivel que es generalmente incluso con superficies superiores de los elementos de borde como las curas de hormigón.

7. El sistema de borde se fija permanentemente al perímetro de la losa proporcionando así protección y aislamiento para el borde de la losa.

LOSAS DE CONCRETO AISLADO

Los efectos del tipo de arcillaAunque hay muchas observaciones de propiedades dependientes de velocidad de arcillas en elemento de pruebas de laboratorio no hay formulaciones modelo creíbles que describen consistentemente efectos del tipo de tensión en la esquila o fluencia y relajación en la compresión.

La investigación hace un amplio uso de los datos experimentales únicas en el comportamiento no drenado dependiente de la velocidad de cizalla y los efectos de la historia de la tensión previa.

DESARROLLO DE MODELOS CONSTRUCTIVOS PARA SUELOS

Multiescala modelado de arcilla

Los recientes avances en los métodos de modelización molecular y medidas a escala nanométrica de las propiedades del material ofrece un nuevo paradigma para comprender el comportamiento multi-escala de materiales naturales complejos, tales como arcillas.Estudios recientes del MIT han utilizado modelos moleculares para simular la hidratación de la montmorillonita y predecir las propiedades elásticas en diferentes estados de hidratación.

El acoplamiento de las propiedades termo-hidro-mecánico de las arcillas es de gran importancia en los problemas relacionados con la contención de los residuos radiactivos y los intercambiadores de calor geotérmicas (sistemas de calefacción / refrigeración geotérmica superficial). La investigación sobre este último se inició a través de una colaboración a tres bandas con colegas de Tsinghua y Cambridge.

Comportamiento termo-hidro-mecanico

Muchas partes de los EE.UU. continental están sustentadas por arcillas expansivas que se someten a cambios significativos en volumen (hinchazón o contracción), debido a los cambios estacionales en el contenido de humedad. Los métodos existentes para la estimación de estos efectos se basan en procedimientos empíricos simplificados que son groseramente excesivamente conservadores.

Movimiento de tierra

GRACIAS