Trabajo de Cimentaciones

UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA FACULTAD CIENCIAS DE INGENIERÍA

ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE CIVIL - HUANCAVELICA

MECANICA DE SUELOS APLICADA A CIMENT. Y VIAS DE TRANSP. Página 1

CONTENIDO

RESUMEN…………………………………………………………………………………………………….………………………..3

CAPITULO I (INTRODUCCION)……………………………………………………………………….………………………. 4

1.1 GENERALIDADES…………………………………………………………………………………………………………..4

1.2 UBICACIÓN DEL AREA DE ESTUDIO……………………………………………………………………………….4

1.3 VIAS DE ACCESO AL PROYECTO…………………………………………………………………………………….5

1.4 OBJETIVOS…………………………………………………………………………………………………………………….6

1.5 CONDICIONES CLIMATICAS…….…………………………………………………………………………………….6

CAPITULO II (INFORMACION DE LA ZONA DE ESTUDIO…………………….………….………………………. 7

2.1 SUELOS…………………………………………………………………………………………………………….…………..7

2.2 TOPOGRAFIA………………………………………………………………………………………………….…………….8

2.3 ZONIFICACIÓN SÍSMICA……………….……………………………………………………………………………….8

CAPITULO III (MARCO TEORICO)………………………………………………………………….………………………11

3.1 INTRODUCCION……………………………………………………………………………………………….…………11

3.2 CAPACIDAD DE CARGA ULTIMA……………………………………………………………………….…………11

3.2.1 CAPACIDAD DE CARGA SEGÚN KARL TERZAGHI……………………..…………….…………11

3.2.2 CAPACIDAD DE CARGA SEGÚN MEYERHOF………………………………………………….…13

3.2.3 CAPACIDAD DE CARGA ULTIMA NETA…………………………..………………….………….…15

3.3 CAPACIDAD DE CARGA ULTIMA NETA………………………..…………………….………………….….…15

3.3.1 EQUIPOS Y MATERIALES………………………………………………..…..…………….………….…16

3.3.2 FORMULAS PARA EL CALCULO DEL DPL.………………………..…..…………….………….…16

3.4 CIMENTACIONES………………………………………………………..…………………….………………….….…18

3.4.1 CIMENTACIONES PROFUNDAS.………………………..…..…………….……………………….…18

3.4.2 DISEÑO ESTRUCTURAL DE CIMENTACIONES..…..…..…………….……………………….…20

3.5 PUNZONAMIENTO O CORTANTE BIDIRECCIONAL.……..…………………….………………….….…23

3.6 DISEÑO DEL SISTEMA DE DRENAJE.……..…………………….………………….………………………..…24

CAPITULO IV (ETAPA DE CALCULO)…………………………………………………………….…………………………27

4.1 METRADO DE CARGAS.……..…………………….………………….………………………………………………27

4.2 ANALISIS DE LA CORTANTE BASAL Y DESPLAZAMIENTO………………………………………………47

4.2.1 CALCULO DE LA CORTANTE BASAL EN LAS DOS DIRECCIONES .…………….…………47

4.2.2 CALCULO DE LOS DESPLAZAMIENTOS PERMISIBLES SEGÚN LA NORMA E-030

DISEÑO SISMO RESITENTE……………………………………………………………. .…………….…………47

4.3 ENSAYO DE PENETRACION DPL……………………………………………………………………..……………49

4.4 CAPACIDAD DE CARGA ULTIMA POR TERZAGHI Y MEYERHOF…………………………………….52




4.5DISEÑO DE ZAPATAS………………………………………………………………………………………………….54

4.5.1 ZAPATAS CENTRICAS .…………….……………………………………………………………….……54

4.5.2 ZAPATAS MEDIANERAS .…………….……………………………………………………………….…62

4.5.3 ZAPATAS ESQUINERAS .…………….………………………………………………………………..…69

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES……………………………………………………………………………….77

REFERENCIA BIBLIOGRAFICA………………………………………………….…………………………………………….81

ANEXOS…………………………………………………………………….……….….…………………………………………….82

PANEL FOTOGRAFICO…………..……………………….……….….…………………………………………….83




RESUMEN

El cimiento es aquella parte de la estructura encargada de transmitir las cargas al

terreno. Debido a que la resistencia y rigidez del terreno suelen ser inferiores a las de

la estructura, la cimentación posee un área en planta muy superior a la suma de las

áreas de todos los pilares y muros portantes (estructura vertical).

Los cimientos por tanto serán por lo general piezas de volumen considerable con

respecto al volumen de las piezas de la estructura. Se construyen en hormigón armado

y en general se empleará hormigón de calidad relativamente baja ya que no resulta

económicamente interesante el empleo de hormigones de resistencias mayores.

Para poder realizar una buena cimentación es necesario un conocimiento previo del

terreno en el que se va a construir la estructura. Aquí vamos a realizar una pequeña

introducción sobre el suelo y la roca.

Los términos roca y suelo, tal como se usan en la ingeniería civil, implican una clara

distinción entre dos clases de materiales de cimentación. Se dice que roca es un

agregado natural de granos minerales unidos por grandes y permanentes fuerzas de

cohesión. Por otra parte, se considera que suelo es un agregado natural de granos

minerales, con o sin componentes orgánicos, que pueden separarse por medios

mecánicos comunes, tales como la agitación en el agua.

El ingeniero para preparar un proyecto debe saber cuáles son los materiales que están

presentes y qué propiedades poseen, este conocimiento se adquiere, parcialmente,

consultando libros, pero sobre todo, extrayendo, examinando y tal vez probando

muestras que considere representativas de los materiales. En la ingeniería de las

cimentaciones, la experiencia es un factor inapreciable.

La correcta clasificación de los materiales del subsuelo es un paso importante para

cualquier trabajo de cimentación, porque proporciona los primeros datos sobre las

experiencias que puedan anticiparse durante y después de la construcción.




CAPÍTULO I

INTRODUCCIÓN

1.1. GENERALIDADES.

El diseño estructural de las cimentaciones, por si mismo, representa la frontera y

unión del diseño estructural y la mecánica de suelos. Como tal, comparte las hipótesis,

suposiciones y modelos de ambas disciplinas, que no siempre coinciden.

Se entiende por cimentación a la parte de la estructura que transmite las cargas al

suelo. Cada edificación demanda la necesidad de resolver un problema de

cimentación. En la práctica se usan cimentaciones superficiales o cimentaciones

profundas, las cuales presentan importantes diferencias en cuanto a su geometría, al

comportamiento del suelo, a su funcionalidad estructural y a sus sistemas

constructivos.

Una cimentación superficial es un elemento estructural cuya sección transversal es de

dimensiones grandes con respecto a la altura y cuya función es trasladar las cargas de

una edificación a profundidades relativamente cortas, menores de 4 m

aproximadamente con respecto al nivel de la superficie natural de un terreno o de un

sótano.

1.2. UBICACIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO.

1.2.1 Ubicación.

La zona de estudio se encuentra ubicada en el distrito de Ascensión, provincia de

Huancavelica, Departamento de Huancavelica.

El área propuesta por el grupo para el estudio geotécnico fue el sector de

Quintanilla Pampa, tiene un área de 0.3554 km2 o 35.54037 Hectáreas.

Ubicación Política:

Lugar : Quintanilla Pampa – Ascensión

Distrito : Ascensión




Provincia : Huancavelica

Departamento : Huancavelica

Geográficamente el sector de Quintanilla Pampa, se encuentra ubicada en las

coordenadas UTM de la siguiente manera: 8587000 N y 501000 E, y a una altura

de 3,690 m.s.n.m. Fuente ubicado mediante GPS.

Latitud : 12° 46’ 48” S

Longitud : 74° 59’ 23” O

Altitud : 3690 m.s.n.m.

1.3. Vías De Acceso Al Proyecto

Para abordar a esta zona de proyecto se accede por la avenida Ernesto Morales o

también por la avenida Garcilaso de la Vega. La primera ruta es vía pavimentada y

el segundo acceso es una vía asfaltada, que son calles del distrito de Ascensión de

la provincia de Huancavelica.

1.4. OBJETIVOS.

1.4.1 Objetivo General.

El presente informe técnico tiene por objeto investigar el subsuelo del terreno

asignado para el proyecto en mención, por medio de trabajos de campo a

través de pozos de exploración o calicatas, ensayos insitu especiales a fin de

obtener las principales características físicas y mecánicas del suelo, sus

propiedades de resistencia, deformación y la agresividad de sus componentes.

1.4.2 Objetivo Específico.

En este informe se consignan los trabajos de exploración complementarios

realizados, así como las observaciones de campo pertinentes; se describen los

resultados de la exploración y ensayes de laboratorio, así como se revisa y

complementa la interpretación estratigráfica para obtener los parámetros

mecánicos y de deformación que se emplearon en los análisis geotécnicos




necesarios. Por último, se presenta la solución de cimentación más adecuada

para el edificio principal en proyecto y su procedimiento constructivo.

Finalmente, se incluyen las conclusiones y recomendaciones pertinentes para el

diseño y construcción de la cimentación de la estructura proyectada.

1.5. Condiciones Climáticas

Por su localización geográfica, altitud promedio de 3700 msnm, Quintanilla

Pampa se caracteriza por tener un clima que está definida por la estación o

época en que se encuentra, el invierno entre los meses de Diciembre a Marzo

es característico de la sierra central del país, la temporada de lluvias; mientras

que en los meses de Abril a Noviembre predominan las heladas y el clima típico

es templado, cálido semiárido.

En base a la información proporcionada por la estación meteorológica de la

zona, las temperaturas registradas son: la mínima entre 2 °C a 5 °C; la media es

de 8 °C a 10 °C; y la temperatura máxima oscila entre 14 °C y 20.




CAPÍTULO II

INFORMACION DE LA ZONA DE ESTUDIO

2.1. SUELOS.

La exportación geotécnica del suelo se inició con un reconocimiento de la superficie,

destinada a definir las características globales del terreno y situaciones particulares

que pudieran afectar la estructura.

El objetivo fundamental del estudio de suelos ha sido obtener la información básica

sobre el recurso suelo, sus características físicas y su capacidad portante, de modo

que sirva de apoyo a la formulación de proyectos específicos para el desarrollo urbano

integral de la zona.

Reconocimiento del terreno

Distribución y ejecución de calicatas.

Toma de muestras disturbadas.

Evaluación de los trabajos de campo.

Conclusiones y recomendaciones

Grupo analizando la calicata.




2.2. TOPOGRAFÍA.

La zona de estudio se encuentra a una altitud aproximada entre 3, 690 a 3, 760 metros

sobre el nivel del mar.

La topografía se caracteriza por presentar pendientes llanas e inclinadas con presencia

de nivel freático.

Estratigrafía Del Suelo Explorado

2.3. ZONIFICACIÓN SÍSMICA

De acuerdo al Nuevo Mapa de Zonificación Sísmica del Perú, según la nueva Norma

Sismo Resistente (NTE E-030) y del Mapa de Distribución de Máximas Intensidades

Sísmicas observadas en el Perú, presentado por Alva Hurtado (1984), el cual se basó

en isosistas de sismos peruanos y datos de intensidades puntuales de sismos

históricos y sismos recientes; se concluye que el área en estudio se encuentra dentro

de la Zona de Sismicidad II.

De acuerdo al Reglamento Nacional de Edificaciones y la Norma Técnica de edificación

E-030, Diseño Sismo resistente, se deberá tomar los siguientes valores para el análisis

sísmico:




a) Factor de zona…………………………………………….…. Z = 0.3

b) Condiciones Geotécnicas

El suelo investigado, pertenece al perfil Tipo S3………….. S = 1.2

c) Periodo de Vibración del suelo………………………….…Tp = 0.6seg.

d) Factor de Amplificación Sísmica (C)

Se calculara en base a la expresión siguiente:

Para T = Periodo de Vibración de la Estructura = H/Ct

e) Categoría de la estructura ………………..………………… C = 2.5

f) Factor de Uso …………………………………………………U = 1.0

g) La fuerza horizontal o cortante basal, debido a la acción sísmica se determinara

por la formula siguiente:

Para:

V = Cortante Basal

Z = Factor de Zona

U = Factor de Uso

S = Factor de Ampliación del suelo

C = Factor de Ampliación Sísmica

R = coeficiente de Reducción

P = Peso de la Edificación

El área en estudio, corresponde a la zona 2, el factor de zona se interpreta como una

aceleración máxima del terreno con una probabilidad de 10 % de ser excedida en 50

años.

50.250.2 T

TxC

p




Distribución de Isoaceleraciones para un 10% de Excedencia en 50 años.

Zonas Sísmicas del Perú.




CAPÍTULO III

MARCO TEÓRICO

3.1 INTRODUCCIÓN.

El presente capítulo abarca las propiedades físicas e ingeniería de los suelos,

los conceptos se correlacionan con las propiedades y además se evaluará la

importancia de los mismos en este importante campo.

3.2 CAPACIDAD DE CARGA ÚLTIMA

3.2.1 CAPACIDAD DE CARGA SEGÚN KARL TERZAGHI

Aquel investigador fue el primero en presentar una teoría completa para

evaluar la capacidad de carga última de cimentaciones superficiales. Según el

autor una cimentación se puede considerar superficial si la profundidad de

cimentación es menor o igual que el ancho de la misma Df ≤ B . Sin embargo,

estudios posteriores argumentan que cimentaciones con Df igual a 3 ó 4 veces

el ancho de la misma pueden ser definidas también, como cimentaciones

superficiales. Terzaghi sugirió para una cimentación corrida (relación ancho-

longitud tiende a cero), B ≤ L la superficie de falla en el suelo bajo carga última

puede interpretarse según la Figura. Notar que es el caso de falla general por

corte.




El efecto del suelo sobre el fondo de cimentación, puede ser reemplazado por

una sobre carga equivalente efectiva q = Df γ ; donde γ = peso específico del

suelo. La zona de falla bajo la cimentación puede fraccionarse en tres sub-

zonas: La zona triangular o cuña, inmediatamente bajo la cimentación. La zona

activa. La zona pasiva Notar que, las zonas activa y pasiva se repiten en ambos

extremos de la cuña. Usando el análisis de equilibrio, la capacidad de carga

última se expresa:

Dónde: C = Cohesión del suelo

γ = Peso específico

Df = Profundidad de desplante.

Nc, Nq, Nγ= Factores de capacidad de carga adimensional en función del

ángulo de fricción del suelo.

Para diferentes geometrías de cimentaciones se obtuvo las siguientes

expresiones:

En la ecuación para cimentación cuadrada, B es la dimensión de cada lado y

para la cimentación circular B, es el radio. También varios autores han

determinado fórmulas matemáticas para el cálculo de los factores de

capacidad de carga entre ellos Reissner (1924) presentó expresiones tales

como:

(

)

( )




El factor de capacidad soporte Nγ es muy discutido por varios autores ya que

este factor es influenciado por otros parámetros como el ángulo de fricción y la

rugosidad propia de la cimentación. En la práctica de la ingeniería existe una

marcada preferencia por utilizar Nγ de Caquot y Keresil (1953).

( )

Para cimentaciones que exhiben falla local o punzonamiento por corte en

suelos, Terzaghi sugirió modificaciones en los parámetros (φ ,C ) es decir

sustituirlos por ( 'φ ,'C ) en las ecuaciones (a, b, c).

(

)

Dónde:

Nc, Nq, N = factores de capacidad de carga modificado, tales se calculan

ingresando con el ángulo de fricción y cortando las curvas segmentadas en el

ábaco que se visualiza a continuación.

3.2.2 CAPACIDAD DE CARGA SEGÚN MEYERHOF

Esta solución considera factores de corrección por forma, aplicación de la carga

inclinada y profundidad de cimentación (s, i, d). La influencia de esfuerzos

cortantes por encima del nivel de cimentación es considerada. Entonces los

factores de corrección. La ecuación general de capacidad de carga última está

expresada por la siguiente ecuación (*). Considerando el Caso A la ecuación

puede variar según:




En el caso de carga vertical:

En el caso de carga inclinada:

Factores de capacidad de carga:

(

)

( )

( ) ( )

Factores de forma




Factores de inclinación de la carga

(

)

(

)

3.2.3 CAPACIDAD DE CARGA ÚLTIMA NETA

En ciertos proyectos es necesario estimar la carga que va directamente al suelo

por lo que la capacidad de carga última no siempre es la adecuada. Entonces la

capacidad de carga última neta es la máxima presión aplicada a nivel del fondo

de cimentación, a partir de allí se disipa su energía hasta alcanzar una

profundidad que depende de las condiciones del suelo y la geometría de la

cimentación.

( )

( )

3.3 ENSAYO DE PENETRACIÓN (D.P.L) Este método describe el procedimiento generalmente conocido como ensayo de

penetración ligera, consiste en introducir al suelo una varilla de acero, en una punta se

encuentra un cono metálico de penetración con 60° de punta, mediante la aplicación

de golpes de un martillo de 10kg que se deja caer desde una altura de 0.50m.

Como medida de la resistencia a la penetración se registra el numero N, ha sido

correlacionado con algunas propiedades relativas al suelo, particularmente con sus

parámetros de resistencia al corte, capacidad portante, densidad relativa, etc.

El objetivo específico de este ensayo se efectúa colocando un espécimen del suelo

sometido a una carga normal para aplicarse el esfuerzo cortante para determinar los

valores de cohesión y el ángulo de fricción interna.




Normalmente este ensayo se efectuar varias pruebas diferentes para obtener los

cálculos del suelo en que se va trabajar y realizar nuestro proceso constructivo como

ingenieros civiles

Este ensayo impone sobre un suelo condiciones idealizadas, o sea indica la ocurrencia

de una falla a través de un plano de localización predeterminado en la dirección

horizontal. Sobre este plano actúan dos fuerzas, una normal por una carga vertical

aplicada y un esfuerzo cortante debido a la acción de una carga horizontal. Para

realizar respectivos ensayos siempre debemos tener en cuenta si el suelo es cohesivo y

los respectivos cálculos se realizan a las 24 horas de haber saturado la muestra.

3.3.1 EQUIPOS Y MATERIALES

Equipo de DPL DIN 4094

Cono metálico de penetración (60°)

Yunque o Cabezote

Varillas o tubos de perforación

Martillo o pesa (10kg)

Barra guía

Otros equipos.- Guantes y alicates de manipuleo

3.3.2 FORMULAS PARA EL CÁLCULO DEL DPL

a. CALCULO DE LA PRESION GEOSTATICA

(Suelos no cohesivos)

( )

( )

b. CALCULO DE LAS CORRECCIONES


( (

))

( ( ))

( )




DONDE:

N= NUMERO DE COLPES

T°= PRESION GEOSTATICA

c. CALCULO DEL Nᶺ CORREGIDO FINAL

( ( )) Suelos cohesivos

( ) Suelos no cohesivos

d. CALCULO DE LA DENSIDAD RELATIVA (Dr%)

(Densidad relativa)

VALOR N Dr(%)

0 5 11 31 >

4 10 30 50 50

0 15 33 67 85

15 33 67 85 100

e. DETERMINACION DEL ANGUOLO DE FRICCION INTERNA

( )( )

f. CALCULO DE qad (KG/CM2)

(Suelos cohesivos)

VALOR N qad Kg/cm2

0 5 11 31 >

4 10 30 50 50

0 0.32 0.7 2.5 >

0.27 0.64 2.5 4.5 4.5

(Suelos cohesivos)

g. CALCULO DE qu (KG/CM2)

(Suelos cohesivos)





3.4 CIMENTACIONES

En una cimentación superficial la reacción del suelo equilibra la fuerza transmitida por

la estructura. Esta reacción de fuerzas, que no tiene un patrón determinado de

distribución, se realiza en la interface entre el suelo y la sección transversal de la

cimentación que está en contacto con él. En este caso, el estado de esfuerzos laterales

no reviste mayor importancia. En consecuencia, el comportamiento estructural, de una

cimentación superficial tiene las características de una viga o de una placa.

Las cimentaciones superficiales, cuyos sistemas constructivos generalmente no

presentan mayores dificultades pueden ser de varios tipos, según su función: zapata

aislada, zapata combinada, zapata corrida o losa de cimentación. En una estructura,

una zapata aislada, que puede ser concéntrica, medianera o esquinera se caracteriza

por soportar y trasladar al suelo la carga de un apoyo individual; una zapata

combinada por soportar y trasladar al suelo la carga de varios apoyos y una losa de

cimentación o placa por sostener y transferir al suelo la carga de todos los apoyos. Las

zapatas individuales se plantean como solución en casos sencillos, en suelos de poca

compresibilidad, suelos duros, con cargas de la estructura moderadas: edificios hasta

de 7 pisos. Con el fin de darle rigidez lateral al sistema de cimentación, las zapatas

aisladas siempre deben interconectarse en ambos sentidos por medio de vigas de

amarre. Las zapatas combinadas se plantean en casos intermedios, esto es, suelos de

mediana compresibilidad y cargas no muy altas. Con esta solución se busca una

reducción de esfuerzos, dándole cierta rigidez a la estructura, de modo que se

restrinjan algunos movimientos relativos. La losa de cimentación por lo general ocupa

toda el área de la edificación. Mediante esta solución se disminuyen los esfuerzos en

el suelo y se minimizan los asentamientos diferenciales.

3.4.1 CIMENTACIONES PROFUNDAS

Una cimentación profunda es una estructura cuya sección transversal es pequeña con

respecto a la altura y cuya función es trasladar las cargas de una edificación a

profundidades comprendidas aproximadamente entre 4 m y 40 m. A diferencia de las

cimentaciones superficiales, en una cimentación profunda, no solamente se presentan

reacciones de compresión en el extremo inferior del elemento sino también laterales.

En efecto, la cimentación profunda puede estar sometida a momentos y fuerzas




horizontales, en cuyo caso, no solo se desarrollará una distribución de esfuerzos en el

extremo inferior del elemento, sino también lateralmente, de modo que se equilibren

las fuerzas aplicadas. En consecuencia, el comportamiento estructural de una

cimentación profunda se asimila al de una columna. Las cimentaciones profundas

pueden ser de dos tipos: Pilotes o pilas

Los pilotes, que tienen máximo un diámetro del orden de 0.80 m, son

comparativamente más flexibles que las pilas cuyo diámetro es superior a los 0.80 m.

La respuesta frente a solicitaciones tipo sismo o carga vertical es diferente en cada

una de estas dos estructuras.

Por las limitaciones de carga de un pilote individual, frecuentemente es necesario

utilizar varios elementos para un mismo apoyo de la estructura, este es caso de una

zapata aislada apoyada en varios pilotes.

En otros casos, la situación puede ser aún más compleja: zapatas combinadas o losas

de cimentación apoyadas en varios pilotes. Cuando se utilizan pilas como sistema de

cimentación, generalmente se emplea un elemento por apoyo.

Las pilas están asociadas a cargas muy altas, a condiciones del suelo superficialmente

desfavorables y a condiciones aceptables en los estratos profundos del suelo, a donde

se transmitirán las cargas de la estructura.

En cuanto a los sistemas constructivos, los pilotes pueden ser preexcavados y vaciados

en el sitio o hincados o prefabricados e instalados a golpes o mediante vibración o

presión mecánica.

Cuando un pilote se hinca, a medida que se clava se está compactando el suelo, y por

ende mejorando sus condiciones, en cambio, cuando el pilote se vacía, las

características del suelo pueden relajarse. Generalmente los elementos hincados son

reforzados.

Las pilas siempre son preexcavadas y vaciadas en el sitio. El sistema constructivo

empleado, tendrá incidencia en el diseño. Las pilas pueden o no ser reforzadas. En las

zonas con riesgo sísmico importante conviene reforzarlas, al menos nominalmente.




3.4.2 DISEÑO ESTRUCTURAL DE CIMENTACIONES

VIGAS DE FUNDACIÓN

Las vigas de fundación (Figura 1) son los elementos estructurales que se emplean

para amarrar estructuras de cimentación tales como zapatas, dados de pilotes,

pilas o caissons, etc.

A las vigas de fundación tradicionalmente se les han asignado las siguientes funciones

principales:

La reducción de los asentamientos diferenciales

La atención de momentos generados por excentricidades no consideradas en

el diseño.

El mejoramiento del comportamiento sísmico de la estructura Y las siguientes

Funciones secundaria:

El arrostramiento en laderas

La disminución de la esbeltez en columnas

El aporte a la estabilización de zapatas medianeras

Zapata concéntrica.

Para el diseño de una zapata concéntrica (Figura) se deben llevar a cabo los

siguientes pasos:




Obtener la carga de servicio P. Esto significa que se debe “desmayorar” la

carga última Pu obtenida del análisis estructural, dividiéndola por el factor de

seguridad FG, el cual vale aproximadamente 1.5 para estructuras de concreto y

1.4 para estructuras de acero, o calcularla con cargas de servicio.

La carga última se “desmayora” con el propósito de hacerla conceptualmente

compatible con la capacidad admisible del suelo qa, calculada por el ingeniero

de suelos a partir de qu (presión última que causa la falla por cortante en la

estructura del suelo), en la cual ya se involucra el factor de seguridad, de

acuerdo con expresiones del siguiente tipo (válidas para suelos cohesivos):

Dónde: c(ton/m2) : coeficiente del suelo Nc : factor de capacidad de carga (ton/m3) : peso volumétrico de la masa del suelo Df(m) : profundidad de desplante de la zapata Fs : factor de seguridad

Determinar el ancho B de la zapata. Para ello se emplea la expresión:

√




Suponer espesor h de la zapata. Esta suposición se hace sobre las siguientes bases

conceptuales, estipuladas en la NSR 98: ·

El espesor efectivo de la zapata por encima del refuerzo inferior no puede ser

menor de 150 mm (dmin>150 mm, para zapatas apoyadas sobre suelo)

El recubrimiento mínimo debe ser de 70 mm, para el caso en que la zapata esté

apoyada sobre suelo natural.


apoyada sobre suelo de relleno y el acero de refuerzo que se deba recubrir sea

f>5/8”.


apoyada sobre suelo de relleno y el acero de refuerzo que se deba recubrir sea

fe 5/8”.

De acuerdo con estos conceptos, el espesor mínimo de una zapata será 190 mm, y

corresponde al caso de una zapata reforzada con varillas con diámetro inferior a

5/8”, apoyada sobre un suelo de relleno.

Con respecto a lo anterior se pueden hacer los siguientes comentarios.

El recubrimiento funciona como una capa que rompe la capilaridad, protegiendo

el acero de refuerzo. Cuando la zapata se apoya sobre un suelo de relleno

granular como arenilla o grava, donde el fenómeno de la capilaridad no es tan

importante, podría optarse por un recubrimiento menor.

El solado que normalmente se vacía como actividad preliminar y preparatoria de

la superficie sobre la cual se colocará la zapata, no es suficiente recubrimiento. ·

Cuando se da un cambio de rigidez brusco entre los estratos del suelo se

disminuyen las deformaciones horizontales; propiedad que se constituye en una

forma indirecta de confinar el suelo por fricción.

Esta ventaja se aprovecha en muchos casos prácticos, por ejemplo, cuando al

construir un lleno se intercalan capas de geotextil con arenilla o con otro




material de lleno. El resultado final es un aumento en la capacidad portante del

suelo. (Aunque por costos, en este caso particular, puede resultar más favorable

mezclarle cemento a la arenilla, lo que se conoce como suelo - cemento)

3.5 Punzonamiento O Cortante Bidireccional.

Se refiere al efecto en que la zapata trata de fallar por una superficie piramidal,

como respuesta a la carga vertical que le transfiere la columna o pedestal. En la

práctica, para simplificar el problema, se trabaja con una superficie de falla o

sección crítica perpendicular al plano de la zapata y localizada a d/2 de la cara de

la columna, pedestal o muro si son de concreto o a partir de la distancia media de

la cara de la columna y el borde de la placa de acero si este es el caso, con una

traza en la planta igual al perímetro mínimo bo.

Para el caso supuesto de zapata cuadrada, si se asume que debajo de ella se presenta

una reacción uniforme del suelo dada por q = P/B2 , el esfuerzo cortante bidireccional,

será:

( ( )( ))

( )

Dónde:

Pu : Carga ultima, que se transfiere a la zapata a través de la columna.




B : Ancho de la zapata, expresado en mm. d : Distancia desde la fibra extrema a compresión

hasta el centroide del refuerzo b1 : Lado corto de la columna b2 : Lado largo de la columna

3.6 DISEÑO DEL SISTEMA DE DRENAJE:

Se presenta un análisis pormenorizado del proceso de drenaje en obra civil ubicado en

zona de Estudio denominada “Quintanilla Pampa”. Una urbe cuyos alrededores están

medianamente edificados, concretamente junto al “Colegio Rosa de América” en la

ciudad de Huancavelica. Se hace especial énfasis en los detalles de construcción de una

red de tuberías que servirán como colectores del agua subterránea para así bajar el

nivel freático excesivo del terreno y poder plantear un adecuado diseño de

cimentación para la futura edificación.

SELECCIÓN DEL METODO

La selección del método se hizo analizando los pre-requisitos y datos, con el fin

de aproximarnos teóricamente a la decisión acertada. Los datos básicos

disponibles y suministrados por los ensayos realizados en campo, nos pueden

servir para elaborar el modelo paulatinamente refinado. A partir de estos

primeros datos, por deducción o por eliminación, podremos estimar si aplicamos

un solo método o una combinación de varios sistemas drenaje.

CONDICIONES DEL SUELO Y GEOLÓGICAS:

Los parámetros geo mecánicos propios del suelo pueden igualmente condicionar

o incluso impedir el uso de algunos de los métodos, por ejemplo por su densidad

y resistencia.

En la zona de estudio se Encontró un suelo de baja resistencia y problemas de

Suelo saturado.

PROFUNDIDAD DEL DESCENSO DEL NIVEL PIEZOMÉTRICO REQUERIDO:

Permite determinar hasta donde se bajara el nivel freático a fin de permitirnos

establecer y definir el nivel óptimo de cimentación.




De acuerdo al metrado de cargas de la futura Edificación se prevé una

profundidad de cimentación de 1.5 metros por lo cual el nivel freático deberá

descender asa una profundidad de 1.6 metros.

FIABILIDAD DEL SISTEMA:

Determinando si será suficiente por sí solo, o precisará de combinación de otro

método, por ejemplo de pozos y barreras negativas.

Después del análisis de costo y Rendimiento para ente tipo de suelo se concluyó

que este sistema de drenaje mediante instalación de tubo de drenaje es que

mejor rendimiento muestra.

PENDIENTE:

Variable de 0.2 a 0.5 % cuanto mayor sea, menor será el diámetro del dren, pero

más profundo estará el dren colector.

Por lo tanto daremos un valor conservador de 0.3 % para su posterior análisis de

comportamiento.

ESPACIAMIENTO ENTRE DRENES

( )

S: Espaciamiento entre drenes.

El espaciamiento entre drenes ser mayor:

- Mayor conductividad hidráulica.

- Mayor profundidad de los drenes.

- Mayor profundidad de la capa impermeable.

Para el suelo encontrado en la zona de Estudio:

SUELO ESPACIAMIENTO(m) PROFUNDIDAD(m)

Grava 5-6 1.00-1.15

DIMENSIONAMIENTO DE LOS TUBOS

El dimensionamiento de los tubos se hace con la siguiente formula:

√




Dónde:

d= Diámetro del tubo (m)

Q= Caudal (m3/s)

n= Coeficiente de Manning.

K= Coeficiente de relación h/d

i= Pendiente de drenes (m/m)




CAPÍTULO IV

ETAPA DE CÁLCULO

4.1 METRADO DE CARGAS

DEFINICIÓN

Es el peso que pueda tener la edificación, al sumar cada elemento (columna, placa,

losa, viga, etc.), el peso de cada elemento se halla encontrando su volumen y

multiplicando con su peso específico (determinado según reglamento), en el caso

de losa será el producto de su área por su peso específico.

AMPLIFICACIÓN DE CARGAS.- el RNE indica en la norma dar un factor de

amplificación de cargas cuando se trate de diseño, por tanto dicho factor se

aplicara en los metrados de carga. Se define de la siguiente manera:

CARGA MUERTA.- es el peso de aquel elemento que es constante y no sufre

cambios, es decir el peso de la estructura en sí.

Peso de los elementos (vigas, placas, columnas, losas)




CARGA VIGA.- se trata de aquel peso que no es constante y es móvil, se trata de

personas muebles y todo aquello que se apoye sobre la losa, pasarelas y es variable en

el tiempo.

Pero no se puede determinar cuántas personas pueden caminar en una losa o los

muebles que haya en ella, por lo que el RNE E.020 ha determinado pesos de carga viva

según edificación.

PESO ESPECÍFICO DE LOS ELEMENTOS

Los pesos específicos se tomara de acuerdo a lo que indica el REGLAMENTO NACIONAL

DE EDIFICACIONES “RNE”

Pesos específicos de los materiales según E.020 RNE




PROCEDIMIENTO METRADO DE CARGAS

El procedimiento a seguir para el metrado de cargas es el siguiente:

Se define las áreas tributarias de cada uno de los elementos verticales, es decir,

columnas y placas.

Se calcula, para cada columna y cada placa, el peso de todos los elementos que

estén incluidos en el área tributaria que le corresponda.

De manera análoga se calcula la carga viva del área tributaria y el proceso se

lleva a cabo en los pisos típicos y en la azotea.

De esta manera se obtiene las cargas en los elementos verticales para su diseño y el de

sus cimientos y, utilizando el porcentaje de carga viva que corresponde según la

Norma de Diseño Sismorresistente E.030, se obtiene también el peso (y por ende la

masa) a utilizar en el análisis sísmico.

Vista de la edificación en 3d




Vista de la edificación en planta







a) DISTRIBUCIÓN DE ÁREA TRIBUTARÍA




CALCULO DE CARGAS PARA CADA COLUMNA

CARGA MUERTALARGO ANCHO ALTO PESO ESP. TOTAL

2.56 0.30 0.40 2.40 0.74

1.28 0.30 0.40 2.40 0.37

AREA CAD 6.15 - 0.10 0.62

AREA CAD 6.15 - 0.30 1.85

- - - - 1.00

4.57

AREA 6.15 - 0.10 0.62

CARGA VIVA

para la azotea la s/c sera = 0.15 Tn/m2 AREA 6.15 0.15 0.92para cada piso la s/c sera = 0.20 Tn/m2 AREA 6.15 0.2 1.23

de servicio ultima de servicio ultima

4rto 4.57 4.57 6.39 0.92 0.92 1.57 5.49 7.96

3ro 5.18 9.75 13.65 1.23 2.15 3.66 11.90 17.30

2do 5.18 14.93 20.90 1.23 3.38 5.75 18.31 26.65

1er 5.18 20.11 28.15 1.23 4.61 7.84 24.72 35.99

ultimade servicio

Peso de tabiqueria

COLUMNA 01

NIVEL

(piso)Carga aumentada

carga

parcial de

servicio

carga

parcial de

servicio

Carga aumentada

Peso de la columna (RNE)

Peso del acabado

Peso de la viga principal

Peso de la viga secund.

Peso del aligerado

TOTAL

CARGA VIVA (SOBRECARGA)CARGA MUERTA( PERMANENTE) CARGA TOTAL





4.25 0.30 0.40 2.40 1.22

- - - 0.00

AREA CAD 9.55 - 0.10 0.96

AREA CAD 9.55 - 0.30 2.87

- - - - 1.00

6.04

AREA 9.55 - 0.10 0.96

CARGA VIVA



4rto 6.04 6.04 8.46 1.43 1.43 2.44 7.48 10.90

3ro 7.00 13.04 18.26 1.91 3.34 5.68 16.39 23.94

2do 7.00 20.04 28.06 1.91 5.25 8.93 25.29 36.99

1er 7.00 27.04 37.86 1.91 7.16 12.18 34.20 50.03

NIVEL

(piso)carga

parcial de

servicio

Carga aumentadacarga

parcial de

servicio

Carga aumentadade servicio ultima

CARGA VIVA (SOBRECARGA)CARGA MUERTA( PERMANENTE) CARGA TOTAL

TOTAL

Peso de tabiqueria

COLUMNA 02



Peso del acabado

Peso del aligerado






1.44 0.30 0.40 2.40 0.41

1.28 0.30 0.40 2.40 0.37

AREA CAD 3.68 - 0.10 0.37

AREA CAD 3.68 - 0.30 1.10

- - - - 1.00

3.26

AREA 3.68 - 0.10 0.37

CARGA VIVA



4rto 3.26 3.26 4.56 0.55 0.55 0.94 3.81 5.50

3ro 3.62 6.88 9.63 0.74 1.29 2.19 8.17 11.82

2do 3.62 10.50 14.70 0.74 2.02 3.44 12.53 18.14

1er 3.62 14.13 19.78 0.74 2.76 4.69 16.89 24.47

CARGA TOTALcarga

parcial de

servicio


parcial de

servicio


Peso del aligerado


TOTAL

Peso de tabiqueria

NIVEL

(piso)

CARGA MUERTA( PERMANENTE) CARGA VIVA (SOBRECARGA)

COLUMNA 03



Peso del acabado





2.56 0.30 0.40 2.40 0.74

2.56 0.30 0.40 2.40 0.74

AREA CAD 8.01 0.10 0.80

AREA CAD 8.01 - 0.30 2.40

- - - - 1.00

5.68

AREA 8.01 - 0.10 0.80

CARGA VIVA



4rto 5.68 5.68 7.95 1.20 1.20 2.04 6.88 9.99

3ro 6.48 12.16 17.02 1.60 2.80 4.77 14.96 21.79

2do 6.48 18.64 26.09 1.60 4.41 7.49 23.04 33.58

1er 6.48 25.12 35.16 1.60 6.01 10.21 31.12 45.38

NIVEL

(piso)


COLUMNA 04



Peso del acabado

Peso del aligerado

CARGA TOTALcarga

parcial de

servicio


parcial de

servicio



TOTAL

Peso de tabiqueria





4.25 0.30 0.40 2.40 1.22

- - - - 0.00

AREA CAD 12.83 0.10 1.28

AREA CAD 12.83 - 0.30 3.85

- - - - 1.00

7.36

AREA 12.83 - 0.10 1.28

CARGA VIVA



4rto 7.36 7.36 10.30 1.92 1.92 3.27 9.28 13.57

3ro 8.64 16.00 22.39 2.57 4.49 7.63 20.49 30.03

2do 8.64 24.63 34.49 2.57 7.06 12.00 31.69 46.48

1er 8.64 33.27 46.58 2.57 9.62 16.36 42.90 62.94

CARGA TOTAL

carga

parcial de

servicio


parcial de

servicio



TOTAL

Peso de tabiqueria

NIVEL

(piso)


COLUMNA 05



Peso del acabado

Peso del aligerado





1.44 0.30 0.40 2.40 0.41

2.56 0.30 0.40 2.40 0.74

AREA CAD 4.81 0.10 0.48

AREA CAD 4.81 - 0.30 1.44

- - - - 1.00

4.08

AREA 4.81 - 0.10 0.48

CARGA VIVA



4rto 4.08 4.08 5.71 0.72 0.72 1.23 4.80 6.93

3ro 4.56 8.63 12.09 0.96 1.68 2.86 10.32 14.95

2do 4.56 13.19 18.47 0.96 2.65 4.50 15.84 22.96

1er 4.56 17.75 24.85 0.96 3.61 6.13 21.35 30.98

Peso de tabiqueria

NIVEL

(piso)

CARGA MUERTA( PERMANENTE) CARGA VIVA (SOBRECARGA) CARGA TOTALcarga

parcial de

servicio


parcial de

servicio



TOTAL

COLUMNA 06



Peso del acabado

Peso del aligerado





2.56 0.30 0.40 2.40 0.74

2.38 0.30 0.40 2.40 0.69

AREA CAD 7.52 0.10 0.75

AREA CAD 7.52 - 0.30 2.26

- - - - 1.00

5.43

AREA 7.52 - 0.10 0.75

CARGA VIVA



4rto 5.43 5.43 7.60 1.13 1.13 1.92 6.56 9.52

3ro 6.18 11.61 16.26 1.50 2.63 4.47 14.25 20.73

2do 6.18 17.80 24.91 1.50 4.14 7.03 21.93 31.95

1er 6.18 23.98 33.57 1.50 5.64 9.59 29.62 43.16

CARGA TOTAL

carga

parcial de

servicio


parcial de

servicio



TOTAL

Peso de tabiqueria

NIVEL

(piso)


COLUMNA 07



Peso del acabado

Peso del aligerado





4.25 0.30 0.40 2.40 1.22

- - - - 0.00

AREA CAD 10.87 0.10 1.09

AREA CAD 10.87 - 0.30 3.26

- - - - 1.00

6.57

AREA 10.87 - 0.10 1.09

CARGA VIVA



4rto 6.57 6.57 9.20 1.63 1.63 2.77 8.20 11.97

3ro 7.66 14.23 19.92 2.17 3.80 6.47 18.04 26.39

2do 7.66 21.89 30.65 2.17 5.98 10.16 27.87 40.81

1er 7.66 29.55 41.37 2.17 8.15 13.86 37.70 55.23

59.44

NIVEL

(piso)

COLUMNA 08



Peso del acabado

Peso del aligerado


TOTAL

Peso de tabiqueria


parcial de

servicio


parcial de

servicio






1.44 0.30 0.40 2.40 0.41

1.10 0.30 0.40 2.40 0.32

AREA CAD 2.66 0.10 0.27

AREA CAD 2.66 - 0.30 0.80

- - - - 1.00

2.80

AREA 2.66 - 0.10 0.27

CARGA VIVA



4rto 2.80 2.80 3.91 0.40 0.40 0.68 3.19 4.59

3ro 3.06 5.86 8.20 0.53 0.93 1.58 6.79 9.78

2do 3.06 8.92 12.49 0.53 1.46 2.49 10.38 14.97

1er 3.06 11.98 16.77 0.53 2.00 3.39 13.98 20.16

24.69

COLUMNA 09



Peso del acabado

Peso del aligerado


TOTAL

Peso de tabiqueria

NIVEL

(piso)


parcial de

servicio


parcial de

servicio






2.56 0.30 0.40 2.40 0.74

2.28 0.30 0.40 2.40 0.66

AREA CAD 7.24 0.10 0.72

AREA CAD 7.24 - 0.30 2.17

- - - - 1.00

5.29

AREA 7.24 - 0.10 0.72

CARGA VIVA



4rto 5.29 5.29 7.41 1.09 1.09 1.85 6.38 9.25

3ro 6.01 11.30 15.83 1.45 2.53 4.31 13.84 20.13

2do 6.01 17.32 24.24 1.45 3.98 6.77 21.30 31.01

1er 6.01 23.33 32.66 1.45 5.43 9.23 28.76 41.90

ultima


TOTAL

Peso de tabiqueria

CARGA MUERTA( PERMANENTE) CARGA VIVA (SOBRECARGA) CARGA TOTAL

carga

parcial de

servicio


parcial de

servicio

Carga aumentadade servicio

COLUMNA 10



Peso del acabado

Peso del aligerado

NIVEL

(piso)





4.25 0.30 0.40 2.40 1.22

- - - - 0.00

AREA CAD 10.44 0.10 1.04

AREA CAD 10.44 - 0.30 3.13

- - - - 1.00

6.40

AREA 10.44 - 0.10 1.04

CARGA VIVA



4rto 6.40 6.40 8.96 1.57 1.57 2.66 7.97 11.62

3ro 7.44 13.84 19.38 2.09 3.65 6.21 17.50 25.59

2do 7.44 21.29 29.80 2.09 5.74 9.76 27.03 39.56

1er 7.44 28.73 40.22 2.09 7.83 13.31 36.56 53.54

57.73

NIVEL

(piso)


parcial de

servicio


parcial de

servicio


COLUMNA 11



Peso del acabado

Peso del aligerado


TOTAL

Peso de tabiqueria





1.44 0.30 0.40 2.40 0.41

2.28 0.30 0.40 2.40 0.66

AREA CAD 2.49 0.10 0.25

AREA CAD 2.49 - 0.30 0.75

- - - - 1.00

3.07

AREA 2.49 - 0.10 0.25

CARGA VIVA



4rto 3.07 3.07 4.29 0.37 0.37 0.63 3.44 4.93

3ro 3.32 6.38 8.94 0.50 0.87 1.48 7.26 10.42

2do 3.32 9.70 13.58 0.50 1.37 2.33 11.07 15.91

1er 3.32 13.02 18.22 0.50 1.87 3.17 14.88 21.40

25.92

NIVEL

(piso)


parcial de

servicio


parcial de

servicio


COLUMNA 12



Peso del acabado

Peso del aligerado


TOTAL

Peso de tabiqueria





2.56 0.30 0.40 2.40 0.74

1.03 0.30 0.40 2.40 0.30

AREA CAD 3.72 0.10 0.37

AREA CAD 3.72 - 0.30 1.12

- - - - 1.00

3.52

AREA 3.72 - 0.10 0.37

CARGA VIVA



4rto 3.52 3.52 4.93 0.56 0.56 0.95 4.08 5.88

3ro 3.89 7.42 10.38 0.74 1.30 2.21 8.72 12.60

2do 3.89 11.31 15.83 0.74 2.05 3.48 13.36 19.31

1er 3.89 15.20 21.29 0.74 2.79 4.74 17.99 26.03

CARGA TOTAL

carga

parcial de

servicio


parcial de

servicio



TOTAL

Peso de tabiqueria

NIVEL

(piso)


COLUMNA 13



Peso del acabado

Peso del aligerado





4.25 0.30 0.40 2.40 1.22

- - - - 0.00

AREA CAD 5.96 0.10 0.60

AREA CAD 5.96 - 0.30 1.79

- - - - 1.00

4.61

AREA 5.96 - 0.10 0.60

CARGA VIVA



4rto 4.61 4.61 6.45 0.89 0.89 1.52 5.50 7.97

3ro 5.20 9.81 13.74 1.19 2.09 3.55 11.90 17.28

2do 5.20 15.02 21.02 1.19 3.28 5.57 18.29 26.60

1er 5.20 20.22 28.31 1.19 4.47 7.60 24.69 35.91

Peso de tabiqueria

NIVEL

(piso)


COLUMNA 14



Peso del acabado

Peso del aligerado

CARGA TOTAL

carga

parcial de

servicio


parcial de

servicio



TOTAL





1.44 0.30 0.40 2.40 0.41

1.03 0.30 0.40 2.40 0.30

AREA CAD 2.24 0.10 0.22

AREA CAD 2.24 - 0.30 0.67

- - - - 1.00

2.61

AREA 2.24 - 0.10 0.22

CARGA VIVA



4rto 2.61 2.61 3.65 0.34 0.34 0.57 2.94 4.22

3ro 2.83 5.44 7.61 0.45 0.78 1.33 6.22 8.95

2do 2.83 8.27 11.58 0.45 1.23 2.09 9.50 13.67

1er 2.83 11.10 15.54 0.45 1.68 2.86 12.78 18.40

COLUMNA 15



Peso del acabado

Peso del aligerado


TOTAL

Peso de tabiqueria

NIVEL

(piso)


parcial de

servicio

Carga aumentada carga

parcial de

servicio





4.2 ANALISIS DE LA CORTANTE BASAL Y DESPLAZAMIENTOS:

4.2.1 Calculo de la cortante basal en las dos direcciones

Fuerza Basal En La Dirección XX Por Pisos

∑ ( )

Fuerza Basal En La Dirección YY Por Pisos

∑ ( )

4.2.2 Calculo De Los Desplazamientos Permisibles Según La Norma E 0.30 De

Diseño Sismo Resistente

Fi = Ui: cortante basal de cada piso

R : factor de reducción sísmica en cada dirección( Rx =8, Ry =6)

H: altura de cada piso




Por lo tanto los desplazamientos cumplen con la norma E 0.30




4.3 ENSAYO DE PENETRACIÓN (D.P.L):

EXPLORACION GEOTECNICA MEDIANTE DPL

EXPLORACION GEOTECNICA DE SUELOS MEDIANTE DPL

EN LOS GRAFICOS SE VE EL ENSAYO DPL, LA FORMA DE OPERAR Y EL MUESTREO FINAL

EXPLORACION GEOTECNICA MEDIANTE CALICATA A CIELO ABIERTO




EXPLORACIÓN A CIELO ABIERTO

En las imágenes se observa el comienzo de la calicata a explorar y la foto grupal

Una vez escavada la calicata se observo y se describe que para una profundidad de 2 m se observa un vivel freático alto (0.5m con respecto a la superficie)

DESCRIPCION DE LAS CARACTERISTICAS GEOLOGICAS DE LA EXPLORACION DE LA

CALICATA

La exploración geotécnica de suelo se inició con un reconocimiento de la

superficie, encontrando sus características principales destinados a definir y las

situaciones globales que le afecten.

La calicata consta de 2 m de profundidad

En esta inspección se observó un nivel freático alto aproximadamente de 0.5 m

con respecto a la superficie

En su inspección se sometió a muestreo así como un levantamiento del

registro estratigráfico detallando cada uno de ellos en los planos

correspondientes

Dadas las características de los suelos presentes en la zona de estudio y el

proyecto a fundar sobre el terreno se tomó en consideración la mala calidad

del terreno por simple inspección y algunos ensayos en el laboratorio




De acuerdo con la información obtenida de la exploración, el suelo presenta un

perfil compuesto por los siguientes estratos, cuyas características son las

siguientes

SE PRESENTA UNA LEYENDA TANTO PARA LOS ENSAYOS DPL Y LA EXPLORACION DE LA CALICATA Y ESTATIGRAFIA DE UN SUELO MEJORADO

SE PRESENTA UNA LEYENDA TANTO PARA LOS ENSAYOS DPL Y LA EXPLORACION DE LA

CALICATA Y ESTATIGRAFIA DE UN SUELO MEJORADO

ANTES DESPUES

ESTATIGRAFIA DEL SUELO ENCONTRADO POR LAS EXPLORACIONES

ESTATIGRAFIA DEL SUELO CUANDO SE MEJORA CON UN CAMBIO DE SUELOS

SOLUCION




CARACTERISTICAS: CARACTERISTICAS

NIVEL FREATICO ALTO

MATERIAL ARCILLO QUE ADHIERE AGUA

DRENAJE A TRAVEZ DE TUBERIAS

CAMBIO DE MATERIAL POR UN SUELO GRANULAR

4.4 CAPACIDAD DE CARGA ULTIMA POR TERZAGHI Y MEYERHOF

Qde la columna FS Df B L Q terzaghi Q meyerhof

(tn) (m) (m) (m) (tn/m2) (tn/m2)

C-1 35.99 3 1.5 1 1 37.27 56.66

C-3 24.47 3 1.5 0.8 0.8 29.21 45.82

C-13 26.03 3 1.5 0.75 0.75 27.24 43.08

C-15 18.4 3 1.5 0.55 0.55 19.56 38.02

C-4 45.38 3 1.5 1.25 0.5 47.77 104.09

C-7 43.16 3 1.5 1.2 0.5 45.63 98.15

C-10 41.9 3 1.5 1.12 0.5 42.25 88.92

C-14 35.91 3 1.5 1 0.5 47.27 75.67

C-12 25.92 3 1.5 0.75 0.5 27.24 50.37

C-9 24.69 3 1.5 0.7 0.5 25.29 45.8

C-6 30.98 3 1.5 0.9 0.5 33.2 64.95

C-2 50.03 3 1.5 1.35 0.5 52.11 115.83

C-11 57.73 3 1.5 1.5 1.5 58.75 86.74

C-8 59.44 3 1.5 1.55 1.55 61.01 89.26

C-5 62.94 3 1.5 1.6 1.6 63.25 91.8

MEDIANERA

ESQUINERA

CENTRICA

TIPO COLUMNA




Cargas admisibles máximas y mínimas

B*L

Esquinera Max 0.8*0.8 36.51 tn/m2

Min 0.55*0.55 35.55 tn/m2

Medinera Max 1.35*0.5 38.6 tn/m2

Min 0.7*0.5 36.13 tn/m2

Centrica Max 1.6*1.6 39.55 tn/m2

Min 1.5*1.5 39.17 tn/m2

Qadmisible




4.5 DISEÑO DE ZAPATAS

4.5.1 ZAPATAS CENTRICAS PARA LAS COLUMNAS C - 5, C - 8, C - 11

Z A P A T A AISLADA

D A T O S

GEOMETRIA CARGA

A = 2.00 m a1 = 0.85 m P = 62.94 ton.

B = 2.00 m a2 = 0.85 m Vx = 3.99 ton.

a (C1)= 0.30 m b1 = 0.83 m Mx = 14.00 ton-m

b (C2)= 0.35 m b2 = 0.82 m Vy = 2.99 ton.

h = 0.60 m a3 = 0.00 m My = 12.00 ton-m

Df = 1.50 m b3 = 0.00 m

h´= 0.10 m

recubrimiento r = 5.0 cm. fac. de carga Fc = 1.4

cap.de carga qa = 91.8 ton/m2

acero de ref. fy = 4200 kg/cm2

Relleno gs = 1.50 ton/m3

concreto f 'c = 210 kg/cm2

zona sismica = si

Constantes

f*c = 0.8 f'c f*c = 168 kg/cm2

f ' 'c = 0.85 f*c f ' 'c = 142.8 kg/cm2

b1 = 0.85

r min = 0.002415

r b = 0.01700

r max = 0.01275

fy

cfmin

'7.0r

fyx

fy

cfb

+

6000

16000'' br

140005.185.0

*

1

cfó -b

A

B

b1

b2

b

a1 a b2

1

43

2

X

Y

x

y

a b

d

c

Df

h'

h

P




Peso de la estructura

zapata = A x B x h x 2.40 = = 5.7600 ton.

dado = a x b x ( Df - h + h´) x 2.40 = = 0.252 ton.

relleno = [( A x B ) - ( a x b ) ] x ( Df - h ) x gs = 5.26 ton. Peso cim.= 11.27 ton.

P = = 62.94 ton.

PT = 74.21025 ton.

Momentos en dirección X

zapata = 5.76 x 1.00 = 5.76 ton-m

dado = 0.25 x 1.00 = 0.25 ton-m

relleno = 5.26 x 1.00 = 5.26 ton-m

P = 62.94 x 1.00 = 62.94 ton-m

MRY = 74.21 ton-m

Momentos en dirección Y

zapata = 5.76 x 1.00 = 5.76000 ton-m

dado = 0.25 x 1.01 = 0.253260 ton-m

relleno = 5.26 x 1.00 = 5.257541 ton-m

P = 62.94 x 1.01 = ######### ton-m

MRX = 74.52550 ton-m

Revisión de la estabi l idad

MVX = MY+ VX(Df+h´) MVX = 18.38 ton-m

Momentos de volteo

MVY = MX+ VY(Df+h´) MVY = 18.78 ton-m

Mex = MRY Mex = 74.21 ton-m

Momentos de equilibrio

Mey = MRX Mey = 74.53 ton-m

Factor de seguridad al volteo

FSvx = Mex / Mvx FSvx = 4.04 > 1.5 OK

FSvy = Mey / Mvy FSvy = 3.97 > 1.5 OK

Esfuerzos de contacto sobre el suelo.

Propiedades de la zapata

AR = A x B AR = 4.000 m2

= 1.333 m4

= 1.333 m3

= 1.333 m4

= 1.333 m3

12

3ABI X

12

3BAI Y

6

2ABS X

6

2BAS Y




Esfuerzo Maximo

Momento total alrededor de X

18.469 ton-m

Momento total alrededor de Y

18.384 ton-m

18.617 ton/m2

46.193 ton/m2

-9.087 ton/m2

18.489 ton/m2

q máx .= 46.19 ton/m2

< qadm = 91.80 ton/m2

Los esfuerzos serán los siguientes:

q a = 11.66 ton/m2

7

q b = 39.23 ton/m2

q c = 39.30 ton/m2

q d = 11.59 ton/m2

Si consideramos para diseño un ancho unitario de 1.0 mts.

Peso de relleno w = ( Df - h ) x gs x 1.0 = 1.35 ton/m

Peso de zapata w = h x 2.40 x 1.0 = 1.44 ton/m

=========

peso total wt = 2.79 ton/m

Diseño a lo largo del eje X

Interpolando el esfuerzo al paño de la columna en el plano a-b

)2/('

)('

AIy

yMy

Ix

xM

A

Pq

R

Ta -+

)2/('

)('

AIy

yMy

Ix

xM

A

Pq

R

Tb ++

)('

)2/('

xIy

yMB

Ix

xM

A

Pq

R

Tc ++

)('

)2/('

xIy

yMB

Ix

xM

A

Pq

R

Td +-

+ 3' aPMyM vx

+ 3' bPMxM vy

+-+ )2/('

)2/('

1 BIx

xMA

Iy

yM

A

Pq

R

T

++ )2/('

)2/('

2 BIx

xMA

Iy

yM

A

Pq

R

T

-+-+ )2/('

)2/('

3 BIx

xMA

Iy

yM

A

Pq

R

T

-++ )2/('

)2/('

BIx

xMA

Iy

yM

A

Pq

R

Tc




q1( a-b ) = 15.792 ton/m2

q2 ( a-b ) = 23.376 ton/m2

q3 ( a-b ) = 27.512 ton/m2

q4 ( a-b ) = 35.096 ton/m2

Momentos en los paños (puntos 2 y 3)

Mp2 = 4.6141 ton-m

Mp3 = 11.753 ton-m

Cortantes a un peralte del paños (puntos 1 y 4)

Vp1 = 3.280 t

Vp4 = 10.312 t

Se tomaran los elementos mécanicos mayores

Mp = 11.753 ton-m Mpu = Mp x Fc Mpu = 16.455 ton-m

Vp = 3.280 ton

Vpu = Vp x Fc Vpu = 4.592 ton

Flexión

si tenemos que: b = 100 cm FR = 0.9 para flexión

d = 55 cm

h = 60 cm

r = 0.00147

rmax r rmin entonces r = 0.002415 0.00147

As = rbd As = 13.28 cm2

/m

se propone usar varillas # 5 Av = 1.98 cm2

S = 14.9 cm

usar varillas del # 4 @ 20 cm

Cortante por tensión diagonal

úúû

ù

êêë

é--

cfbdF

Mpu

fy

cf

R ''

211

''2

r

As

AvS

100

Df

h'

h

a

qaq1

q2q3 q4

qb

a1 a2

wt

A

dd




ó

As = 9.9 cm2

/m

r = 0.0018

Vcr = 13459 kg

Vcr = 13.459 ton > Vpu = 4.592 Ok

Diseño a lo largo del eje Y

Interpolando el esfuerzo al paño de la columna en el plano c-d

q1(c-d) = 35.420 ton/m2

q2 (c-d) = 27.801 ton/m2

q3 (c-d) = 22.953 ton/m2

q4 (c-d) = 15.335 ton/m2


Mp2 = 11.26 ton-m

Mp3 = 4.23 ton-m

Cortantes a un peralte del paño (puntos 1 y 4)

Vp1 = 9.679 t

Vp4 = 2.882 t



Vp = 9.679 ton


Flexión


d = 55 cm

h = 60 cm

r = 0.00141


As = rbd As = 13.28 cm2

/m


S = 9.5 cm

usar var i l las del # 5 @ 10 cm

S

AvAs

100

bd

Asr

CR fbdFVcr *).202.0.( r+

úúû

ù

êêë

é--

cfbdF

Mpu

fy

cf

R ''

211

''2

r

As

AvS

100

CR fbdFVcr *.5.0

B

b

qcq1

q2

Df d

b1

q4q3

qd

b2

d

wt

h

h'





ó

As = 12.7 cm2

/m

r = 0.0023

Vcr = 14033 kg

Vcr = 14.033 ton > Vpu = 13.551 Ok

Acero por cambios volumétricos

Este acero se coloca en el lecho opuesto al acero por flexión en ambos sentidos y solo si h es mayor o igual a15 cm

As = 0.003bd As = 16.50 cm2

/m


S = 12.0 cm


Cortante por penetración

C1 = 30 cm

C2 = 35 cm

C1 + d = 85 cm

C2 + d = 90 cm

Elementos mecanicos en el espesor medio de la zapata.

Superestructura = .................................................................... = 62.940 ton.

Relleno ----------- = [ ( C1+ d ) ( C2+d ) - (C1 x C2 ) ] x (Df - h) x gs = 0.891 ton.

zapata ------------ = ( C1 + d ) (C2 + d ) x h x 2.40 .......................... = 1.102 ton.

=======

P = 64.933 ton.

X

Y

d/2

d/2

C2

d/2 C1 d/2

C1+ d

c2+d

columnao dado

proyección de la superficieque resiste la penetración

S

AvAs

100

bd

Asr

CR fbdFVcr *).202.0.( r+ CR fbdFVcr *.5.0

As

AvS

100




En dirección X y Y

Mx = Mx + Vy ( Df - 0.5h ) Mx = 17.588 ton-m

My = My + Vx ( Df - 0.5h ) My = 16.788 ton-m

Esfuerzo por penetración

ax = 0.39

ay = 0.41

Ac = 19250 cm2

Jcx = 2.8E+07 cm4

Jcy = 2.6E+07 cm4

Sustituyendo valores:

v = 5.7 kg/cm2

El esfuerzo último por penetración sera: vu = v x FC vu = 7.94 kg/cm2

Esfuerzo resistente del concreto

vCR = 9.07 kg/cm2

vCR = 9.07 kg/cm2

> v u = 7.94 kg/cm2

Ok

Por lo tanto, el espesor de la zapata propuesto es correcto.

Jcx

dCMx

Jcy

dCMy

Ac

Pv

yx

2

)2(

2

)1( ++

++

aa

dC

dCx

+

++

-

2

167.01

11a

dC

dCy

+

++

-

1

267.01

11a

)221(2 dCCdAc ++

2

)2)(1(

6

)2(

6

)2( 233 dCdCdddCdCdJcx

+++

++

+

2

)1)(2(

6

)1(

6

)1( 233 dCdCdddCdCdJcy

+++

++

+

*cRCR fFv




El armado esquematicamente queda de la siguiente manera

ESCALERA

CARTABONES

38 0

1300140PLACA e = 38

acot.: mm

ANCLA A-171.5 120 0

9 14

22.50°45.0 0 ø = 32

( 16 PZAS. )

MONOPOLO ø = 36 "

Plantilla f'c=100kg/cm2

e=5cmCorte B-B'B

vars no.5 @18

vars no.5 @18

A

vars no.5@20Dado

A'

PlantaB'


e=5cm

vars no.5@20

40

Corte A-A'

140

140

5045 45

50

45

45

140

25

vars no.5@20

140vars no.5@20

100

100




4.5.2. ZAPATAS MEDIANERAS

ZAPATA MEDIANERA PARA COLUMNAS (C4, C7, C10, C14, C12, C9, C6,

C2)

Z A P A T A AISLADA

D A T O S

GEOMETRIA CARGA

A = 2.00 m a1 = 0.85 m P = 43.92 ton.

B = 2.00 m a2 = 0.85 m Vx = 2.90 ton.

a (C1)= 0.30 m b1 = 0.00 m Mx = 0.80 ton-m

b (C2)= 0.35 m b2 = 1.65 m Vy = 2.25 ton.

h = 0.60 m a3 = 0.00 m My = 0.60 ton-m

Df = 1.50 m b3 = 0.83 m

h´= 0.00 m






zona sismica = si

Constantes

f*c = 0.8 f'c f*c = 168 kg/cm2

f ' 'c = 0.85 f*c f ' 'c = 142.8 kg/cm2

b1 = 0.85

r min = 0.002415

r b = 0.01700

r max = 0.01275

fy

cfmin

'7.0r

fyx

fy

cfb

+

6000

16000'' br

140005.185.0

*

1

cfó -b

A

B

b1

b2

b

a1 a b2

1

43

2

X

Y

x

y

a b

d

c

Df

h'

h

P








P = = 43.92 ton.

PT = 55.16505 ton.


zapata = 5.76 x 1.00 = 5.76 ton-m

dado = 0.23 x 1.00 = 0.23 ton-m

relleno = 5.26 x 1.00 = 5.26 ton-m

P = 43.92 x 1.00 = 43.92 ton-m

MRY = 55.17 ton-m


zapata = 5.76 x 1.00 = 5.76000 ton-m

dado = 0.23 x 0.18 = 0.039690 ton-m

relleno = 5.26 x 1.02 = 5.375194 ton-m

P = 43.92 x 0.18 = 7.686000 ton-m

MRX = 18.86088 ton-m



Momentos de volteo










AR = A x B AR = 4.000 m2

= 1.333 m4

= 1.333 m3

= 1.333 m4

= 1.333 m3

12

3ABI X

12

3BAI Y

6

2ABS X

6

2BAS Y




Esfuerzo Maximo


40.409 ton-m


4.950 ton-m

40.386 ton/m2

47.811 ton/m2

-20.228 ton/m2

-12.803 ton/m2

q máx .= 47.81 ton/m2

< qadm = 52.11 ton/m2


q a = 37.73 ton/m2

7

q b = 45.16 ton/m2

q c = 45.95 ton/m2

q d = -14.66 ton/m2




=========




)2/('

)('

AIy

yMy

Ix

xM

A

Pq

R

Ta -+

)2/('

)('

AIy

yMy

Ix

xM

A

Pq

R

Tb ++

)('

)2/('

xIy

yMB

Ix

xM

A

Pq

R

Tc ++

)('

)2/('

xIy

yMB

Ix

xM

A

Pq

R

Td +-

+ 3' aPMyM vx

+ 3' bPMxM vy

+-+ )2/('

)2/('

1 BIx

xMA

Iy

yM

A

Pq

R

T

++ )2/('

)2/('

2 BIx

xMA

Iy

yM

A

Pq

R

T

-+-+ )2/('

)2/('

3 BIx

xMA

Iy

yM

A

Pq

R

T

-++ )2/('

)2/('

BIx

xMA

Iy

yM

A

Pq

R

Tc

Df

h'

h

a

qaq1

q2q3 q4

qb

a1 a2

wt

A

dd




q1( a-b ) = 38.847 ton/m2

q2 ( a-b ) = 40.889 ton/m2

q3 ( a-b ) = 42.003 ton/m2

q4 ( a-b ) = 44.045 ton/m2


Mp2 = ####### ton-m

Mp3 = 14.926 ton-m


Vp1 = 10.650 t

Vp4 = 12.544 t



Vp = 10.650 ton


Flexión


d = 55 cm

h = 60 cm

r = 0.00188


As = rbd As = 13.28 cm2

/m


S = 14.9 cm



úúû

ù

êêë

é--

cfbdF

Mpu

fy

cf

R ''

211

''2

r

As

AvS

100

Df

h'

h

a

qaq1

q2q3 q4

qb

a1 a2

wt

A

dd




ó

As = 19.8 cm2

/m

r = 0.0036

Vcr = 15511 kg

Vcr = 15.511 ton > Vpu = 14.910 Ok



q1(c-d) = 45.954 ton/m2

q2 (c-d) = 45.954 ton/m2

q3 (c-d) = 35.347 ton/m2

q4 (c-d) = 18.678 ton/m2


Mp2 = 0.00 ton-m

Mp3 = -1.06 ton-m


Vp1 = 0.000 t

Vp4 = -0.859 t


Mp = -1.062 ton-m Mpu = Mp x Fc Mpu = 1.487 ton-m

Vp = 0.859 ton


Flexión


d = 55 cm

h = 60 cm

r = 0.00013


As = rbd As = 13.28 cm2

/m


S = 9.5 cm


S

AvAs

100

bd

Asr


úúû

ù

êêë

é--

cfbdF

Mpu

fy

cf

R ''

211

''2

r

As

AvS

100

CR fbdFVcr *.5.0

B

b

qcq1

q2

Df d

b1

q4q3

qd

b2

d

wt

h

h'




Cortante por tensión diagonal El acero de refuerzo es para el lecho superior dado que el momento es negativo

ó

As = 12.7 cm2

/m

r = 0.0023

Vcr = 14033 kg

Vcr = 14.033 ton > Vpu = 1.202 Ok



As = 0.003bd As = 16.50 cm2

/m


S = 12.0 cm



C1 = 30 cm

C2 = 35 cm

C1 + d = 85 cm

C2 + d = 62.5 cm





=======

P = 45.260 ton.

X

Y

d/2

d/2

C2

d/2 C1 d/2

C1+ d

c2+d

columnao dado


S

AvAs

100

bd

Asr


As

AvS

100




En dirección X y Y




ax = 0.44

ay = 0.36

Ac = 19250 cm2

Jcx = 1.3E+07 cm4

Jcy = 2.0E+07 cm4


v = 2.9 kg/cm2



vCR = 9.07 kg/cm2

vCR = 9.07 kg/cm2

> v u = 4.10 kg/cm2

Ok



Jcx

dCMx

Jcy

dCMy

Ac

Pv

yx

2

)2(

2

)1( ++

++

aa

dC

dCx

+

++

-

2

167.01

11a

dC

dCy

+

++

-

1

267.01

11a

)221(2 dCCdAc ++

2

)2)(1(

6

)2(

6


+++

++

+

2

)1)(2(

6

)1(

6


+++

++

+

*cRCR fFv




4.5.3. ZAPATAS ESQUINERAS PARA LAS COLUMNAS C -1, C - 3, C - 13, C - 15

ZAPATA AISLADA PALAPA

Z A P A T A AISLADA

D A T O S

GEOMETRIA CARGA

A = 1.50 m a1 = 0.00 m P = 45.38 ton.

B = 1.50 m a2 = 1.20 m Vx = 1.20 ton.

a (C1)= 0.30 m b1 = 0.58 m Mx = 1.15 ton-m

b (C2)= 0.35 m b2 = 0.58 m Vy = 1.00 ton.

h = 0.60 m a3 = -0.60 m My = 15.23 ton-m

Df = 1.50 m b3 = 0.00 m

h´= 0.00 m






zona sismica = si

Constantes

f*c = 0.8 f'c f*c = 168 kg/cm2

f ' 'c = 0.85 f*c f ' 'c = 142.8 kg/cm2

b1 = 0.85

r min = 0.002415

r b = 0.01700

r max = 0.01275

fy

cfmin

'7.0r

fyx

fy

cfb

+

6000

16000'' br

140005.185.0

*

1

cfó -b

A

B

b1

b2

b

a1 a b2

1

43

2

X

Y

x

y

a b

d

c

Df

h'

h

P








P = = 45.38 ton.

PT = 52.93946 ton.


zapata = 3.24 x 0.75 = 2.43 ton-m

dado = 0.23 x 1.35 = 0.31 ton-m

relleno = 4.09 x 0.72 = 2.95 ton-m

P = 45.38 x 1.35 = 61.26 ton-m

MRY = 66.95 ton-m


zapata = 3.24 x 0.75 = 2.43000 ton-m

dado = 0.23 x 0.75 = 0.170100 ton-m

relleno = 4.09 x 0.75 = 3.069495 ton-m

P = 45.38 x 0.75 = ######### ton-m

MRX = 39.70460 ton-m



Momentos de volteo










AR = A x B AR = 2.250 m2

= 0.422 m4

= 0.563 m3

= 0.422 m4

= 0.563 m3

12

3ABI X

12

3BAI Y

6

2ABS X

6

2BAS Y




Esfuerzo Maximo


2.650 ton-m


-10.198 ton-m

46.370 ton/m2

10.110 ton/m2

36.947 ton/m2

0.688 ton/m2

q máx .= 46.37 ton/m2

< qadm = 52.17 ton/m2

q min.= 0.688 ton/m2

No hay tensiones


q a = 44.01 ton/m2

7

q b = 7.75 ton/m2

q c = 44.56 ton/m2

q d = 35.13 ton/m2




=========




)2/('

)('

AIy

yMy

Ix

xM

A

Pq

R

Ta -+

)2/('

)('

AIy

yMy

Ix

xM

A

Pq

R

Tb ++

)('

)2/('

xIy

yMB

Ix

xM

A

Pq

R

Tc ++

)('

)2/('

xIy

yMB

Ix

xM

A

Pq

R

Td +-

+ 3' aPMyM vx

+ 3' bPMxM vy

+-+ )2/('

)2/('

1 BIx

xMA

Iy

yM

A

Pq

R

T

++ )2/('

)2/('

2 BIx

xMA

Iy

yM

A

Pq

R

T

-+-+ )2/('

)2/('

3 BIx

xMA

Iy

yM

A

Pq

R

T

-++ )2/('

)2/('

BIx

xMA

Iy

yM

A

Pq

R

Tc




q1( a-b ) = 44.014 ton/m2

q2 ( a-b ) = 44.014 ton/m2

q3 ( a-b ) = 36.762 ton/m2

q4 ( a-b ) = 23.950 ton/m2


Mp2 = 0.0000 ton-m

Mp3 = 10.134 ton-m


Vp1 = 0.000 t

Vp4 = 8.378 t



Vp = 0.000 ton


Flexión


d = 53 cm

h = 60 cm

r = 0.00136


As = rbd As = 12.80 cm2

/m


S = 15.5 cm



úúû

ù

êêë

é--

cfbdF

Mpu

fy

cf

R ''

211

''2

r

As

AvS

100

Df

h'

h

a

qaq1

q2q3 q4

qb

a1 a2

wt

A

dd




ó

As = 9.9 cm2

/m

r = 0.00187

Vcr = 13044 kg

Vcr = 13.044 ton > Vpu = 0.000 Ok



q1(c-d) = 44.274 ton/m2

q2 (c-d) = 40.945 ton/m2

q3 (c-d) = 38.746 ton/m2

q4 (c-d) = 35.417 ton/m2


Mp2 = 6.61 ton-m

Mp3 = 5.45 ton-m


Vp1 = 1.848 t

Vp4 = 1.437 t



Vp = 1.848 ton


Flexión


d = 53 cm

h = 60 cm

r = 0.00088


As = rbd As = 12.80 cm2

/m


S = 61.9 cm


S

AvAs

100

bd

Asr


úúû

ù

êêë

é--

cfbdF

Mpu

fy

cf

R ''

211

''2

r

As

AvS

100

CR fbdFVcr *.5.0

B

b

qcq1

q2

Df d

b1

q4q3

qd

b2

d

wt

h

h'





ó

As = 79.2 cm2

/m

r = 0.01494

Vcr = 27411 kg

Vcr = 27.411 ton > Vpu = 2.587 Ok



As = 0.003bd As = 15.90 cm2

/m


S = 12.4 cm



C1 = 30 cm

C2 = 35 cm

C1 + d = 56.5 cm

C2 + d = 88 cm





=======

P = 46.844 ton.

X

Y

d/2

d/2

C2

d/2 C1 d/2

C1+ d

c2+d

columnao dado


S

AvAs

100

bd

Asr


As

AvS

100




En dirección X y Y




ax = 0.35

ay = 0.46

Ac = 18126 cm2

Jcx = 2.0E+07 cm4

Jcy = 1.0E+07 cm4


v = 5.3 kg/cm2



vCR = 9.07 kg/cm2

vCR = 9.07 kg/cm2

> v u = 7.39 kg/cm2

Ok


Jcx

dCMx

Jcy

dCMy

Ac

Pv

yx

2

)2(

2

)1( ++

++

aa

dC

dCx

+

++

-

2

167.01

11a

dC

dCy

+

++

-

1

267.01

11a

)221(2 dCCdAc ++

2

)2)(1(

6

)2(

6


+++

++

+

2

)1)(2(

6

)1(

6


+++

++

+

*cRCR fFv





ESCALERA

CARTABONES

38 0

1300140PLACA e = 38

acot.: mm

ANCLA A-171.5 120 0

9 14

22.50°45.0 0 ø = 32

( 16 PZAS. )

MONOPOLO ø = 36 "


e=5cmCorte B-B'B

vars no.5 @18

vars no.5 @18

A

vars no.5@20Dado

A'

PlantaB'


e=5cm

vars no.5@20

40

Corte A-A'

140

140

5045 45

50

45

45

140

25

vars no.5@20

140vars no.5@20

100

100




CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

El presente estudio fue elaborado con la finalidad de evaluar el comportamiento

mecánico de los Suelos de Cimentación para el proyecto en mención, el cual es

exclusivamente para este fin.

En base a los resultados de las exploraciones realizadas, efectuando posteriormente

los cálculos y análisis respectivos se establece las siguientes conclusiones y

recomendaciones:

El terreno materia de estudio está ubicado en el distrito de Ascensión, Provincia Y

Departamento de Huancavelica.

Las propiedades índice de suelo nos indican que su resistencia es baja y que

presenta un volumen de vacíos a tenerse en cuenta, como consecuencia de ello,

las deformaciones por sobre cargas podrían presentarse.

De acuerdo a las Normas Técnicas en Edificaciones E-30 de diseño sismo resistente

y el predominio del suelo de cimentación, se recomienda adoptar en los análisis de

la edificación los siguientes parámetros.

Zona sísmica : 2

Factor de zona : Z = 0.3

Factor de suelo : S = 1.2

Periodo de Ampliación Sísmica : C = 2.5

Periodo de vibración del suelo : Tp = 0.6 seg.

Factor de uso : U = 1.0

Nivel de cimentación:

1. zapatas aisladas:

Zapatas Céntricas Para Las Columnas C - 5, C - 8, C - 11

Para las zapatas de las columnas C - 5, C - 8, C – 11 se realizó el cálculo del

diseño que son:




Zapatas Medianeras Para Las Columnas C - 4, C - 7, C - 10, C - 14, C - 12, C - 9,

C - 6, C – 2.

Para las zapatas de las columnas C - 4, C - 7, C - 10, C - 14, C - 12, C - 9, C - 6, C –

2, se realizó el cálculo del diseño que son:

Z A P A T A AISLADA

D A T O S

GEOMETRIA CARGA

A = 2.00 m a1 = 0.85 m P = 62.94 ton.

B = 2.00 m a2 = 0.85 m Vx = 3.99 ton.

a (C1)= 0.30 m b1 = 0.83 m Mx = 14.00 ton-m

b (C2)= 0.35 m b2 = 0.82 m Vy = 2.99 ton.

h = 0.60 m a3 = 0.00 m My = 12.00 ton-m

Df = 1.50 m b3 = 0.00 m

h´= 0.10 m






zona sismica = si

Constantes

f*c = 0.8 f'c f*c = 168 kg/cm2

f ' 'c = 0.85 f*c f ' 'c = 142.8 kg/cm2

b1 = 0.85

r min = 0.002415

r b = 0.01700

r max = 0.01275

fy

cfmin

'7.0r

fyx

fy

cfb

+

6000

16000'' br

140005.185.0

*

1

cfó -b

A

B

b1

b2

b

a1 a b2

1

43

2

X

Y

x

y

a b

d

c

Df

h'

h

P

Z A P A T A AISLADA

D A T O S

GEOMETRIA CARGA

A = 2.00 m a1 = 0.85 m P = 43.92 ton.

B = 2.00 m a2 = 0.85 m Vx = 2.90 ton.

a (C1)= 0.30 m b1 = 0.00 m Mx = 0.80 ton-m

b (C2)= 0.35 m b2 = 1.65 m Vy = 2.25 ton.

h = 0.60 m a3 = 0.00 m My = 0.60 ton-m

Df = 1.50 m b3 = 0.83 m

h´= 0.00 m






zona sismica = si

Constantes

f*c = 0.8 f'c f*c = 168 kg/cm2

f ' 'c = 0.85 f*c f ' 'c = 142.8 kg/cm2

b1 = 0.85

r min = 0.002415

r b = 0.01700

r max = 0.01275

fy

cfmin

'7.0r

fyx

fy

cfb

+

6000

16000'' br

140005.185.0

*

1

cfó -b

A

B

b1

b2

b

a1 a b2

1

43

2

X

Y

x

y

a b

d

c

Df

h'

h

P




Zapatas Esquineras Para Las Columnas C - 1, C - 3, C - 13, C - 15.

Para las zapatas de las columnas, C - 1, C - 3, C - 13, C - 15. se realizó el cálculo

del diseño que son:

Tipo de cimentación:

Se recomienda considerar el uso de cimentaciones zapatas aisladas convencionales tal

como cimientos corridos, dejando en consideración de la aplicación al ingeniero

estructural.

La localidad se encuentra ubicada en la zona 2 de media sismicidad.

Para la aplicación de las Normas de Diseño Sismo resistente del RNE, debe

considerarse que el depósito de suelo donde estará ubicado el proyecto

corresponde a un perfil tipo S3 suelos intermedio con periodo predominante Tp =

0.60s.

Se concluye por lo tanto que el estrato de suelo que forma parte del contorno

donde irá desplantada la cimentación contiene concentraciones nocivas de

sulfatos, por lo cual se sugiere que se trabaje con el “Cemento Portland tipo I y II”

Z A P A T A AISLADA

D A T O S

GEOMETRIA CARGA

A = 2.00 m a1 = 0.85 m P = 43.92 ton.

B = 2.00 m a2 = 0.85 m Vx = 2.90 ton.

a (C1)= 0.30 m b1 = 0.00 m Mx = 0.80 ton-m

b (C2)= 0.35 m b2 = 1.65 m Vy = 2.25 ton.

h = 0.60 m a3 = 0.00 m My = 0.60 ton-m

Df = 1.50 m b3 = 0.83 m

h´= 0.00 m






zona sismica = si

Constantes

f*c = 0.8 f'c f*c = 168 kg/cm2

f ' 'c = 0.85 f*c f ' 'c = 142.8 kg/cm2

b1 = 0.85

r min = 0.002415

r b = 0.01700

r max = 0.01275

fy

cfmin

'7.0r

fyx

fy

cfb

+

6000

16000'' br

140005.185.0

*

1

cfó -b

A

B

b1

b2

b

a1 a b2

1

43

2

X

Y

x

y

a b

d

c

Df

h'

h

P




o la reducción de la relación agua cemento de 0.50 para los elementos en contacto

con el suelo. (Según el R.N.E.)

En caso que resulten grandes desplazamientos laterales como resultado del

análisis estático - dinámico, se recomienda el uso de zapatas rígidas

interconectadas con vigas de arriostre, con la finalidad de impedir los

desplazamientos horizontales ocasionados por fuerzas sísmicas y empujes

laterales en la estructuras.

NOTA:

Las conclusiones y recomendaciones establecidas en el presente informe técnico son

solo aplicables para el área estudiada. De ninguna manera se puede aplicar a otros

sectores u otros fines.




REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA

1. Whitlow, Roy. Fundamentos de mecánica de suelos. (2ª Edición; México:

Editorial CECSA, 2000) pp. 231 – 273, 477 – 553.

2. Eulalio Juárez Badillo y Alfonso Rico Rodríguez. Mecánica de suelos, tomo II. (2ª

Edición; México: Editorial LIMUSA, 2003) pp. 343 – 431.

3. Terzaghi, Karl. Mecánica teórica de suelos. (2ª Edición; Buenos Aires, Argentina:

ACME agency, 1949) pp. 132 – 161.

4. Normas AASHTO. sección 10, Fundaciones (SI). (año 2002) pp. 1 – 21, 36 – 107.

5. Peck, Ralph B. y otros. Ingeniería de cimentaciones. (2ª Edición, México:

Editorial LIMUSA, 1996) pp.140 – 150, 221 – 226, 239 – 251, 285 – 289.

6. Normas estructurales de diseño recomendadas para la república de Guatemala.

(AGIES NR – 2: 2000) p. 12.

7. Crespo Villalaz, Carlos. Mecánica de suelos y cimentaciones. (5ª Edición;

México: Editorial LIMUSA, 2005) pp.161 – 185, 289 - 301.

8. T. William Lambe y Robert V. Whitman. Mecánica de suelos. (1ª Edición;

México: Editorial LIMUSA – WILEY) pp. 119 – 140, 219 – 228.

9. Das, Braja. Principios de ingeniería de cimentaciones. (4ª Edición; México:

Internacional Thomson Editores, 2001) pp. 55 – 66, 98 – 122, 152 – 202, 296 –

303, 564 -604, 676 – 702.

10. Norma E-050, Suelos y Cimentaciones.

11. Norma E-030, Diseño Sismoresistente

12. Cimentaciones de Concreto Armado en Edificaciones - ACI American Concrete

Institute. Segunda Edición 1998.




ANEXOS




PANEL FOTOGRAFICO

EL GRUPO REALIZANDO EL ENSAYO DPL EN EL LUGAR DE QUINTANILLA PAMPA




EN LA VISTA SE OBSERVA EL TIPO DE ESTRATO QUE SE ENCONTRO EN EL INTERIOR DE KLA ZONA DE ESTUDIO

PREPARANDO LAS CAPAS DEL SUELO PARA ENSAYO DE DRENAJE ESCOGIDO PARA LA ZONA DE ESTUDIO




MIDIENDO LAS CAPAS DE ESTRATO PARA ENSAYO

CUBO LISTO PARA EL ENSAYO DE DRENAJE

Documents

Trabajo de Cimentaciones