Trabajo Final de Mecanica de Suelo II

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Carrera de ingeniería civil

Carrera de ingeniería civil

Mecánica de Suelos II

Mecánica de Suelos II

Cimentaciones para torres de telefonía celular y de tensión

Cimentaciones para torres de telefonía celular y de tensión

Eléctrica

Eléctrica

Elaborado por:

Elaborado por:

 Jhony Ramón Flores Méndez 2010-34330Jhony Ramón Flores Méndez 2010-34330 

 Alvaro José Álvarez Canales 2010-34432Alvaro José Álvarez Canales 2010-34432 

 Richard Josué Lanuza Manzanares 2010-34168Richard Josué Lanuza Manzanares 2010-34168

Modalidad Regular, Grupo 4M1 Modalidad Regular, Grupo 4M1

Docente: Ing. Ajax Moncada Docente: Ing. Ajax Moncada

20 de abril 2013 20 de abril 2013

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Índice Índice INTRODUCCIÓN  INTRODUCCIÓN ……….……….……….……….………4………4 OBJETIVOS  OBJETIVOS ……….……….………..………..………..…..55 Objetivo general  Objetivo general ………66 objetivos especifico objetivos especifico ……….……….………66 DESCRIPCIÓN GENERAL DESCRIPCIÓN GENERAL………..……….………..……….8 a 108 a 10

DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA

DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA……….……….………1111 Método Método……….…..…….…..12 a 2412 a 24 Uso frecuente Uso frecuente………...………...………..2525 Viabilidad económica Viabilidad económica………..………..………2626 Ventajas y desventajas Ventajas y desventajas………..………..………27 a 2827 a 28 MARCO TEÓRICO MARCO TEÓRICO……….……….………30 a 4130 a 41 Procedimiento

Procedimiento de de diseño………diseño……….……….42 a 4642 a 46 Procedimiento

Procedimiento constructivo………constructivo………...………..………...………..47 a 4847 a 48

Método mecánico

Método mecánicopara la corrección e instalación………para la corrección e instalación………..…………..…… 49 a 5049 a 50

Diseño

Diseñometodológico………metodológico………..51 a ………..51 a 5353

MEDIDAS DE SEGURIDAD Y CONSERVACIÓN DE LA ESTRUCTURA

MEDIDAS DE SEGURIDAD Y CONSERVACIÓN DE LA ESTRUCTURA………….………….55 a 5855 a 58

CÁLCULOS… CÁLCULOS…………..…………..…6060 EJEMPLOS  EJEMPLOS ………..………..……62 a 6462 a 64 Conclusiones Conclusiones……….…. 6666 Recomendaciones… Recomendaciones…………………………..………..6868 Bibliografía Bibliografía……… 7070  Anexos…  Anexos…………………………………..………...71.71 Glosario……… Glosario………..…….72 …..…….72 a a 7474 Planos de cimentaciones Planos de cimentaciones………..……75 ………..……75  Imágenes de cimentaciones Imágenes de cimentaciones ……….……….7676 Imágenes de torres Imágenes de torres……….77 .77 

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Ciment

Ciment

acione

acione

s para Torres de T

s para Torres de T

elefon

elefon

ía

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y de

y de

ten-

ten-sión eléctrica”

sión eléctrica”

INTRODUCCIÓN

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INTRODUCCIÓN

INTRODUCCIÓN

Cimentación es un conjunto de elementos estructurales cuya misión es trasmitir  Cimentación es un conjunto de elementos estructurales cuya misión es trasmitir  las cargas de la edificación o elementos apoyados al suelo, distribuyéndola de las cargas de la edificación o elementos apoyados al suelo, distribuyéndola de forma que no supere su presión admisible ni produzcan cargas zonales, ya que es forma que no supere su presión admisible ni produzcan cargas zonales, ya que es de mucha importancia porque es un grupo de elementos que soportan a las de mucha importancia porque es un grupo de elementos que soportan a las su-perestructuras.

perestructuras.

Para el análisis y diseño de cimentación de torres, se pretende poner en práctica Para el análisis y diseño de cimentación de torres, se pretende poner en práctica los concepto adquiridos durante nuestra preparación como futuros ingenieros, así los concepto adquiridos durante nuestra preparación como futuros ingenieros, así de esta manera conocer de una forma detallada los factores que determinan el de esta manera conocer de una forma detallada los factores que determinan el diseños de sus cimentaciones, así como el procedimientos de analizar estructuras diseños de sus cimentaciones, así como el procedimientos de analizar estructuras de este tipo de

de este tipo de torres ya torres ya sea como de telefonísea como de telefonía celular o de tensiones eléctricas.a celular o de tensiones eléctricas. Para la construcción de estas torres depende de las características del terreno o Para la construcción de estas torres depende de las características del terreno o zona donde se va a llevar a cabo, donde se necesita de estudio y criterios zona donde se va a llevar a cabo, donde se necesita de estudio y criterios espe-ciales para que la cimentación tenga una muy buena firmeza y no produzca fallas. ciales para que la cimentación tenga una muy buena firmeza y no produzca fallas. Las telecomunicaciones y las empresas electrónicas (Unión Fenosa) se han Las telecomunicaciones y las empresas electrónicas (Unión Fenosa) se han con-vertido en un factor de modernidad y desarrollo para cualquier actividad vertido en un factor de modernidad y desarrollo para cualquier actividad económi-ca y social. En Nieconómi-caragua el servicio de telefonía celular es el medio de comunieconómi-ca- ca y social. En Nicaragua el servicio de telefonía celular es el medio de comunica- comunica-ción más utilizado, por lo cual las empresas que brindan este servicio tienen como ción más utilizado, por lo cual las empresas que brindan este servicio tienen como misión de brindar la cobertura adecuada a todos sus clientes. El servicio eléctrico misión de brindar la cobertura adecuada a todos sus clientes. El servicio eléctrico este tiene a un más desarrollo, no solo en Nicaragua sino en todo el mundo ya que este tiene a un más desarrollo, no solo en Nicaragua sino en todo el mundo ya que nos brindar un

nos brindar un alumbrado eléctrico, alumbrado eléctrico, y sirve y sirve para para necesidades caseras.necesidades caseras.

Estas construcciones de torres de telefonía celular y eléctrica, se dan a respuesta Estas construcciones de torres de telefonía celular y eléctrica, se dan a respuesta a la mucha demanda, de millones de personas, que quieren este servicio con el fin a la mucha demanda, de millones de personas, que quieren este servicio con el fin de facilitar

de facilitar el trabajo y el trabajo y la comunicación, que la comunicación, que se ha venido se ha venido expandiendo con elexpandiendo con el trascurso del tiempo.

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Ciment

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s para Torres de T

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sión eléctrica”

OBJETIVOS

OBJETIVOS

Objetivo g 

Objetivo g 

eneral

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OBJETIVOS

OBJETIVOS

Objetivo general

Objetivo general

 Plantear diferentes tipos de fundaciones requeridas para torres de telefonía celular Plantear diferentes tipos de fundaciones requeridas para torres de telefonía celular  y de tensión eléctrica en distintas zonas del territorio.

y de tensión eléctrica en distintas zonas del territorio.

Objetivo especifico

Objetivo especifico

 Identificar la capacidad de soporte que puede tener el terreno bajo la ejecución delIdentificar la capacidad de soporte que puede tener el terreno bajo la ejecución del planteamiento de la cimentación.

planteamiento de la cimentación.

 Analizar los tipos de cimentaciones donde podamos observar los distintos diseñosAnalizar los tipos de cimentaciones donde podamos observar los distintos diseños que se nos plantea para cada lugar del país.

que se nos plantea para cada lugar del país.

 Determinar diferentes tipos de altura, que puede tener una torre de telefonía o deDeterminar diferentes tipos de altura, que puede tener una torre de telefonía o de tensión eléctrica para un fin de hacer

tensión eléctrica para un fin de hacer más resistente la cimentación y de que sumás resistente la cimentación y de que su ángulo de oscilación sea meno

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Ciment

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acione

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y de

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ten-sión eléctrica” sión eléctrica”

DESCRIPCIÓN GENERAL

DESCRIPCIÓN GENERAL

 

 Antecedentes

 Antecedentes

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 ANTECEDENTES

 ANTECEDENTES

TORRES DE TELEFONÍA CELULAR TORRES DE TELEFONÍA CELULAR

Históricamente las naciones han reconocido la importancia estratégica de las Históricamente las naciones han reconocido la importancia estratégica de las tele-comunicaciones, no solamente como servicio públicos básicos para el desarrollo comunicaciones, no solamente como servicio públicos básicos para el desarrollo económico y social sino también como elementos de soberanía y seguridad.

económico y social sino también como elementos de soberanía y seguridad.

En 1981, los países nórticos introdujeron un sistema celular similar a AMPSA En 1981, los países nórticos introdujeron un sistema celular similar a AMPSA dvanced Mobile Phone System). Por otro lado, en los Estados Unidos, gracias a dvanced Mobile Phone System). Por otro lado, en los Estados Unidos, gracias a que la entidad reguladora de ese país adopto reglas para la creación para un que la entidad reguladora de ese país adopto reglas para la creación para un ser-vicio comercial de telefonía celular, en 1983 se puso en operación en primer vicio comercial de telefonía celular, en 1983 se puso en operación en primer sis-tema comercial en la ciudad de chicago.

tema comercial en la ciudad de chicago.

La tecnología tuvo gran aceptación, por lo que los pocos años de implantarse se La tecnología tuvo gran aceptación, por lo que los pocos años de implantarse se empezó a saturar el servicio. En este sentido, hubo la necesidad de desarrollar e empezó a saturar el servicio. En este sentido, hubo la necesidad de desarrollar e implantar otras formas de acceso múltiple al canal y trasformar el sistema implantar otras formas de acceso múltiple al canal y trasformar el sistema analógi-co a digitales, analógi-con el objetivo de darles más cavidad a más usuarios.

co a digitales, con el objetivo de darles más cavidad a más usuarios.

Martin Cooper fue el pionero en esta tecnología, a él se le considera como

Martin Cooper fue el pionero en esta tecnología, a él se le considera como “el“el pa- pa-dre de la telefónica celular” al introducir el primer radio teléfono, en 1973 en los dre de la telefónica celular” al introducir el primer radio teléfono, en 1973 en los

Estados Unidos, mientras trabajaba para Motorola; paro no fue hasta en 1979 Estados Unidos, mientras trabajaba para Motorola; paro no fue hasta en 1979 cuando aparecieron los primeros sistemas comerciales en Tokio y Japón.

cuando aparecieron los primeros sistemas comerciales en Tokio y Japón.

En Nicaragua ha experimentado grandes transformaciones y un rápido crecimiento En Nicaragua ha experimentado grandes transformaciones y un rápido crecimiento en la última década.

en la última década. En 1993, arranca la telefonía celular en el país, y desde en-En 1993, arranca la telefonía celular en el país, y desde

en-tonces se han construido más de 4 mil sitios de celda celular para torres de

tonces se han construido más de 4 mil sitios de celda celular para torres de

trans-misión de los cuales la mayoría fueron construidos en los últimos diez años.

misión de los cuales la mayoría fueron construidos en los últimos diez años. A fi-A fi-nales del año

nales del año 2001 ante la creciente demanda no atendida de ENITEL el número2001 ante la creciente demanda no atendida de ENITEL el número

de suscriptores celulares se incrementaron de manera considerable, llegando a

de suscriptores celulares se incrementaron de manera considerable, llegando a

alcanzar a la de la telefonía básica.

alcanzar a la de la telefonía básica.

 Actualmente las empresas de telefonía celular compiten para

 Actualmente las empresas de telefonía celular compiten para dar un mejor serviciodar un mejor servicio

a sus clientes y responder a las exigencias tecnológicas y de cobertura de los

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ser-vicios. La construcción de sitio de celda para torres de trasmisión celular responde

vicios. La construcción de sitio de celda para torres de trasmisión celular responde

a parte de las exigencias que trae consigo el mundo moderno

a parte de las exigencias que trae consigo el mundo moderno

TORRES DE TENSIÓN ELÉCTRICA

TORRES DE TENSIÓN ELÉCTRICA

 A

 A finales finales del del siglo siglo XIX, XIX, surge surge la la industrialización industrialización de de la la energía energía eléctrica, eléctrica, que que gra- gra-dualmente va adquiriendo un nivel de desarrollo en cada país, y particularmente dualmente va adquiriendo un nivel de desarrollo en cada país, y particularmente en Nicaragua, comenzó a utilizarse para el servicio público en Managua, el 24 de en Nicaragua, comenzó a utilizarse para el servicio público en Managua, el 24 de diciembre de 1902,

diciembre de 1902, durante la administración durante la administración del Gral. José del Gral. José S. Zelaya. En S. Zelaya. En eseese

mismo año se creó la primera planta eléctrica con el nombre de “Nicaragua Ele mismo año se creó la primera planta eléctrica con el nombre de “Nicaragua Elec- c-tric Plant”; y desde ese mismo periodo se

tric Plant”; y desde ese mismo periodo se puede observar que surge la influenciapuede observar que surge la influencia

yanqui en el país, la cual se incrementaría ya que para 1927 (segunda yanqui en el país, la cual se incrementaría ya que para 1927 (segunda interven-ción yanqui en Nicaragua) esta fue adquirida por la compañía norteamericana ción yanqui en Nicaragua) esta fue adquirida por la compañía norteamericana

“Central America Power Corporation “Central America Power Corporation

Luego, el 19

Luego, el 19 de Julio de de Julio de 1979 1979 se produce la se produce la Revolución Sandinista encabezadaRevolución Sandinista encabezada por el Frente Sandinista de Liberación Nacional (FSLN) y es derrocada la por el Frente Sandinista de Liberación Nacional (FSLN) y es derrocada la dictadu-ra somocista junto a todo

ra somocista junto a todo su aparato institucional; su aparato institucional; por ello el 23 de por ello el 23 de Julio del mismoJulio del mismo año a través de un Decreto Legislativo se constituyó el Instituto Nicaragüense de año a través de un Decreto Legislativo se constituyó el Instituto Nicaragüense de Energía (INE),

Energía (INE), adscrito al Gobierno Central, adscrito al Gobierno Central, el cual asumió lel cual asumió las mismas activida-as mismas activida-des de ENALUF

des de ENALUF

Como resultado de las elecciones de 1990 asumió el Gobierno la señora Violeta Como resultado de las elecciones de 1990 asumió el Gobierno la señora Violeta Barrios de Chamorro, el llamado

Barrios de Chamorro, el llamado “Gobierno de los tecnócratas”, que inició un pr “Gobierno de los tecnócratas”, que inició un pr o-

o-ceso de privatización de las principales entidades públicas. Después, en 1994 con ceso de privatización de las principales entidades públicas. Después, en 1994 con el Decreto Administrativo No.

46-el Decreto Administrativo No. 46-94 se creó la “Empresa Nicaragüense de Electr 94 se creó la “Empresa Nicaragüense de Electr  i-i-cidad” (ENEL), como una institución del Estado

cidad” (ENEL), como una institución del Estado con personería jurídica y patrimo-con personería jurídica y

patrimo-nio propio, pasando a asumir la generación, transmisión y distribución de la nio propio, pasando a asumir la generación, transmisión y distribución de la elec-tricidad; para ese

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Hoy en día la mayoría de los pueblos de cada de cada ciudad tiene un tendido

Hoy en día la mayoría de los pueblos de cada de cada ciudad tiene un tendido

eléctrico, y que con el trascurso del tiempo se han venido desarrollando muchas

eléctrico, y que con el trascurso del tiempo se han venido desarrollando muchas

empresas que han contribuido al desarrollo del país.

empresas que han contribuido al desarrollo del país.

Unas de las empresas de energía eléctrica es (ENATREL), que se encarga de

Unas de las empresas de energía eléctrica es (ENATREL), que se encarga de

trasportar energía desde la planta generadora hasta las redes de distribución, a

trasportar energía desde la planta generadora hasta las redes de distribución, a

través de 2189,18 km de línea de alta tensión y 79 subestaciones eléctrica entre

través de 2189,18 km de línea de alta tensión y 79 subestaciones eléctrica entre

privados y

privados y estatales, cuenta estatales, cuenta con un con un equipo de ingenieros equipo de ingenieros y técnicos y técnicos multidiscipli-

multidiscipli-narios con amplia experiencia en el campo de las especialidades de

narios con amplia experiencia en el campo de las especialidades de

mantenimien-to y montaje de Líneas de Transmisión en los niveles de voltajes de 13.8 kV hasta

to y montaje de Líneas de Transmisión en los niveles de voltajes de 13.8 kV hasta

230 kB que cuenta con equipos de pruebas de última generación, para garantizar 

230 kB que cuenta con equipos de pruebas de última generación, para garantizar 

los diagnósticos y mantenimientos solicitados en Subestaciones Eléctricas.

los diagnósticos y mantenimientos solicitados en Subestaciones Eléctricas.

El Gobierno de Reconciliación y Unidad Nacional continúa demostrando capacidad

El Gobierno de Reconciliación y Unidad Nacional continúa demostrando capacidad

técnica, que ha venido implementado diferentes proyectos, y uno de ellos es la

técnica, que ha venido implementado diferentes proyectos, y uno de ellos es la

instalación de panel solar a deferentes comunidades ya que permite contribuir al

instalación de panel solar a deferentes comunidades ya que permite contribuir al

desarrollo económico social del país.

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Ciment

Ciment

acione

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s para Torres de T

s para Torres de T

elefon

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y de

y de

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ten-sión eléctrica”

sión eléctrica”

DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA 

DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA 

Método

Método

Uso frecuente

Uso frecuente

 Viabilidad económica

 Viabilidad económica

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MÉTODO

MÉTODO

METODO DE SULZBERGER METODO DE SULZBERGER

El método se basa sobre un principio verificado experimentalmente, que para las El método se basa sobre un principio verificado experimentalmente, que para las inclinaciones

inclinaciones limitadas limitadas tales tales que que el el terreno terreno se se comporta comporta dede manera elástica. En consecuencia se obtiene reacción de las paredes verticales manera elástica. En consecuencia se obtiene reacción de las paredes verticales de la excavación y normales a la fuerza actuante sobre el poste, hecho que no de la excavación y normales a la fuerza actuante sobre el poste, hecho que no figuración de las paredes está limitada solamente a la fricción que aparecería figuración de las paredes está limitada solamente a la fricción que aparecería du-rante un saqueo vertical del bloque de la fundación.

rante un saqueo vertical del bloque de la fundación.

En el método de Sulzberger se acepta que la profundidad de entrada. Del bloque En el método de Sulzberger se acepta que la profundidad de entrada. Del bloque dentro del terreno depende de la resistencia específica del terreno contra la dentro del terreno depende de la resistencia específica del terreno contra la pre-sión externa en el lugar considerado. La mencionada resistencia específica se sión externa en el lugar considerado. La mencionada resistencia específica se lla-ma presión admisible del suelo y se mide en Kg/cm

ma presión admisible del suelo y se mide en Kg/cm22. Esta presión es igual a la. Esta presión es igual a la profundidad de entrada multiplicada por el "índice de compresibilidad C".

profundidad de entrada multiplicada por el "índice de compresibilidad C".

En el caso de cimentaciones poco profundas y dimensiones trasversales En el caso de cimentaciones poco profundas y dimensiones trasversales relativa-mente grandes, existe la relación (Ms/Mb) <1 en resumen este método se emplea mente grandes, existe la relación (Ms/Mb) <1 en resumen este método se emplea para el cálculo de diferentes tipos de fundaciones

para el cálculo de diferentes tipos de fundaciones

Fundación tipo A: suelo de tierra negra aparecen capas de aguas en profundidad Fundación tipo A: suelo de tierra negra aparecen capas de aguas en profundidad mayor que 2.5m.

mayor que 2.5m.

Fundación tipo B: suelo de tierra negra, se encuentra agua entre 2y3 m de Fundación tipo B: suelo de tierra negra, se encuentra agua entre 2y3 m de profun-didad

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Fundación tipo C: tierra arenosa, a una profundidad de 1.5 m aproximadamente, Fundación tipo C: tierra arenosa, a una profundidad de 1.5 m aproximadamente, se encuentra agua, la capa superior es muy buena para fundaciones son del tipo se encuentra agua, la capa superior es muy buena para fundaciones son del tipo superficiales.

superficiales.

Fundación tipo D: zona baja con bañados. A una profundidad de 1,00 m Fundación tipo D: zona baja con bañados. A una profundidad de 1,00 m aproxi-madamente, se encuentra agua. La capa superior es de tierra negra y es la que madamente, se encuentra agua. La capa superior es de tierra negra y es la que ofrece las mejores características para fundar.

ofrece las mejores características para fundar.

Fundación tipo E: zona similar a la que se emplean en fundaciones tipo D, pero de Fundación tipo E: zona similar a la que se emplean en fundaciones tipo D, pero de peores condiciones en cuanto al agua. Se emplean fundaciones superficiales

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METODO DE MAYERHOF METODO DE MAYERHOF

Denominado también como método de “área efectiva”, dice que la excentricidades Denominado también como método de “área efectiva”, dice que la excentricidades

de cargas están dadas por: de cargas están dadas por:

Donde

Donde



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= = Excentricidad de carga, Excentricidad de carga, en dirección del en dirección del eje largo y eje largo y corto de la fun-corto de la fun-dación respectivamente

dación respectivamente

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

= Componente de momento en el lado largo y corto= Componente de momento en el lado largo y corto de la fundación. ver figura 2.10

de la fundación. ver figura 2.10

El método de mayerhof considera solamente el caso de excentricidad en una El método de mayerhof considera solamente el caso de excentricidad en una di-rección se muestra en la figura (2.11)

rección se muestra en la figura (2.11)

Por lo tanto, la capacidad portante en este método puede ser calculada por la Por lo tanto, la capacidad portante en este método puede ser calculada por la ecuación (2.23)

ecuación (2.23)

Para su cálculo se debe seguir los siguientes pasos: Para su cálculo se debe seguir los siguientes pasos: 1- ) Determinar las dimensiones efectiva de la fundación 1- ) Determinar las dimensiones efectiva de la fundación

 

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Sin embargo si

Sin embargo si





=0, El área efectiva es:=0, El área efectiva es:

Dónde: A` = área efectiva, B´= ancho efectivo, L`= largo efectivo Dónde: A` = área efectiva, B´= ancho efectivo, L`= largo efectivo

El área efectiva se define como el área mínima de contacto de la fundación de tal El área efectiva se define como el área mínima de contacto de la fundación de tal manera que la carga resultante aplicada en el centroide o centro de gravedad del manera que la carga resultante aplicada en el centroide o centro de gravedad del área efectiva A´

área efectiva A´

Para determinar los valores de forma

Para determinar los valores de forma



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



se debe utilizar las ecuaciones de lase debe utilizar las ecuaciones de la tabla (2.10). En

tabla (2.10). En esta ecuación las esta ecuación las dimensiones dimensiones de B y de B y L deben ser reemplazadasL deben ser reemplazadas por el ancho efectivo B´ o el largo efectivo respectivamente.

por el ancho efectivo B´ o el largo efectivo respectivamente.

De igual manera para determinación de los factores de profundidad

De igual manera para determinación de los factores de profundidad



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sese debe utilizar las ecuaciones de la tabla (2.10), en este caso el valor de B no deben debe utilizar las ecuaciones de la tabla (2.10), en este caso el valor de B no deben ser reemplazados por el acho efectivo B`.

ser reemplazados por el acho efectivo B`.

METODO DE PRAKASH Y SARAN METODO DE PRAKASH Y SARAN

Prakash y saran basándose en el resultado de sus modelos ensayados, sugieren Prakash y saran basándose en el resultado de sus modelos ensayados, sugieren para la determinación de la capacidad última de carga utilizar la Ec (2.42). Esta para la determinación de la capacidad última de carga utilizar la Ec (2.42). Esta ecuación es utilizada solamente para el caso de excentricidad en una dirección, ecuación es utilizada solamente para el caso de excentricidad en una dirección, figura (2.11) y tiene la siguiente forma.

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Debe notarse que la Ec (2.42) no contiene factores de profundidad. Las relaciones Debe notarse que la Ec (2.42) no contiene factores de profundidad. Las relaciones a utilizarse para los factores de forma, son los siguientes

a utilizarse para los factores de forma, son los siguientes

METODO DE HIGHTER Y ANDERS METODO DE HIGHTER Y ANDERS

Este método se aplica en caso donde exista excentricidad en las dos direcciones, Este método se aplica en caso donde exista excentricidad en las dos direcciones, es decir 

es decir 



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  

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 

highter y anders desarrollaron cuatro posibles casos para lahighter y anders desarrollaron cuatro posibles casos para la determinación de la capacidad última de carga, los casos se representan a determinación de la capacidad última de carga, los casos se representan a conti-nuación

nuación Caso I:

Caso I:

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  

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

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El área efectiva para esta condición se muestra en la figura 2.12 para este se debe El área efectiva para esta condición se muestra en la figura 2.12 para este se debe calcular.

calcular.

El largo efectivo L´ es

El largo efectivo L´ es el mayor de las dos dimensiel mayor de las dos dimensiones, es decir ones, es decir BB11yLyL11 entoncesentonces

el ancho efectivo es

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Caso II:

Caso II:



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     

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El área efectiva para este caso s

El área efectiva para este caso se muestra en la siguiente figura una e muestra en la siguiente figura una vez que sevez que se conoce los valores de

conoce los valores de



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

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los valores de Llos valores de L11 Y LY L22pueden ser obtenidos apueden ser obtenidos a

partir de una figura. partir de una figura.

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Caso III:

Caso III:



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      

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



El área efectiva para este caso se muestra en la figura (2.16 a), de la misma El área efectiva para este caso se muestra en la figura (2.16 a), de la misma ma-nera que en el caso anterior conocidas las magnitudes

nera que en el caso anterior conocidas las magnitudes



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

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



los valores delos valores de B

B11 Y BY B22 pueden ser obtenidos a partir de la figura (2.16b) o de las figuras (2.17) ypueden ser obtenidos a partir de la figura (2.16b) o de las figuras (2.17) y

(2.18) (2.18)

(19)

Caso VI:

Caso VI:

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     

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

El área efectiv

El área efectiva para este caso, a para este caso, conocido los valores conocido los valores dede



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

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





los valores delos valores de B

B22 Y LY L22 pueden ser obtenidos a partir de la figura (2.19 b) o de las figuras (2.20) ypueden ser obtenidos a partir de la figura (2.19 b) o de las figuras (2.20) y

(2.21) respectivamente. (2.21) respectivamente.

(20)

Finalmente el valor de B´ que se obtiene a partir de la solución de cualquiera de Finalmente el valor de B´ que se obtiene a partir de la solución de cualquiera de los cuatros casos anteriores, es remplazado por la Ec (2.23). Los factores de los cuatros casos anteriores, es remplazado por la Ec (2.23). Los factores de for-ma y profundidad son determinados a partir de la ecuación de la tabla (2.10). ma y profundidad son determinados a partir de la ecuación de la tabla (2.10). To-mando en

mando en cuenta que cuenta que B B y L y L deben ser rempldeben ser remplazado por B´ azado por B´ Y L´ Y L´ respectivamente.respectivamente. Mientras que el valor de los factores de capacidad de carga es hallado a partir de Mientras que el valor de los factores de capacidad de carga es hallado a partir de la tabla (2.11).

la tabla (2.11).

METODO TERZAGHI METODO TERZAGHI

Terzaghi (1943) fue el primero en presentar una teoría completa para evaluar la Terzaghi (1943) fue el primero en presentar una teoría completa para evaluar la capacidad de carga última en fundaciones superficiales rugosas.

capacidad de carga última en fundaciones superficiales rugosas.

La ecuación de terzaghi fue desarrollada para una fundación corrida (es decir  La ecuación de terzaghi fue desarrollada para una fundación corrida (es decir  cuando la relación ancho entre longitud de la fundación tiende a cero (B/L=0)

cuando la relación ancho entre longitud de la fundación tiende a cero (B/L=0) Las principales suposiciones realizadas por terzaghi.

Las principales suposiciones realizadas por terzaghi.

 La profundidad de Df es menor a igLa profundidad de Df es menor a igual que el ancho dual que el ancho de la fundación B ese la fundación B es

decir, menor que la dimensión menor

decir, menor que la dimensión menor de la fundación Df < Bde la fundación Df < B

 OOcurre una falla al corte general, es decir que cuando el valor de “qu” es acurre una falla al corte general, es decir que cuando el valor de “qu” es a

l-l-canzado la falla por capacidad ultima ocurre y el suelo de uno o de ambos canzado la falla por capacidad ultima ocurre y el suelo de uno o de ambos lados de la fundación se extenderá hasta la superficie del terreno

lados de la fundación se extenderá hasta la superficie del terreno

 El ánguloEl ángulo



de la cuna ACD es igual al de la cuna ACD es igual al ángulo de fricciónángulo de fricción del suelo θdel suelo θ

 El peso del suelo que se encuentra sobre la fundación puede suponerse re-El peso del suelo que se encuentra sobre la fundación puede suponerse

re-emplazado por una sobrecarga equivalente

emplazado por una sobrecarga equivalente

 

 

= peso específico= peso específico del suelo). ver figura (2.6). terzaghi considero que la zona de fallas bajo la del suelo). ver figura (2.6). terzaghi considero que la zona de fallas bajo la función puede separarse en tres parte ver figura ( 2.6).

función puede separarse en tres parte ver figura ( 2.6).

 Inmediatamente debajo de la función una zona de cuña que permanece in-Inmediatamente debajo de la función una zona de cuña que permanece

in-tacta y que se mueve descendentemente con la fundación, zona ACD. tacta y que se mueve descendentemente con la fundación, zona ACD.

 Una zona de corte radiales ADF y CDE, se extiende a ambos lados de laUna zona de corte radiales ADF y CDE, se extiende a ambos lados de la

cuña, donde los planos de corte toman la forma de espirales logarítmicas, cuña, donde los planos de corte toman la forma de espirales logarítmicas, arco DF.

arco DF.

 Finalmente la otra zona es de corte lineal en la cual el cortante del suelo seFinalmente la otra zona es de corte lineal en la cual el cortante del suelo se

produce a lo largo de superficie plana produce a lo largo de superficie plana

(21)

Terzaghi termino las zonas

Terzaghi termino las zonas de corte en un de corte en un nivel uniforme de nivel uniforme de la fundación, la fundación, es de-es de-cir, en plano HA Y GC de la figura. Esto significa que el considero que el suelo cir, en plano HA Y GC de la figura. Esto significa que el considero que el suelo comprendido entre la superficie y la profundidad de la fundación solo como una comprendido entre la superficie y la profundidad de la fundación solo como una sobrecarga equivalente. q, que no ofrece resistencia al corte ( es decir que la sobrecarga equivalente. q, que no ofrece resistencia al corte ( es decir que la re-sistencia al cortante del suelo a lo largo de superficie de falla HJ y GI fue sistencia al cortante del suelo a lo largo de superficie de falla HJ y GI fue despre-ciada). Esta es la suposición más conservadora de este método y es la principal ciada). Esta es la suposición más conservadora de este método y es la principal razón para que el mismo este relativamente limitado a fundaciones superficiales. razón para que el mismo este relativamente limitado a fundaciones superficiales.

(22)

Terzaghi usando el análisis de equilibrio. Expreso la capacidad ultima de carga de Terzaghi usando el análisis de equilibrio. Expreso la capacidad ultima de carga de la fundación mediante las ecuaciones de la tabla (2.1).

la fundación mediante las ecuaciones de la tabla (2.1).

Terzaghi explico de una manera clara como obtuvo los valores

Terzaghi explico de una manera clara como obtuvo los valores





y es por taly es por tal razon que kumbhojkar presento una serie de valores de

(23)

mejor aproximacion a valores obtenidos por terzaghi. mejor aproximacion a valores obtenidos por terzaghi.  A continuación

 A continuación en la en la tabla (2.2) tabla (2.2) se presse presenta los enta los valores de valores de los factores los factores de capacde capac i-i-dad de carga de Terzaghi: para una serie de ángulo de fricción

(24)

Donde

Donde





son factores de capacidad de carga modificados. Estos seson factores de capacidad de carga modificados. Estos se pueden calcular a partir de las ecuaciones para el factor de capacidad de carga pueden calcular a partir de las ecuaciones para el factor de capacidad de carga ((





respectivamente). Remplazado por respectivamente). Remplazado por 



por por 



==



















la va-la

va-riación de

(25)

USO FRECUENTE

USO FRECUENTE

 viviendas ( cimientviviendas ( cimientos de os de piedras )piedras ) 

 para grandes construcciones ( cimientos de mampostería)para grandes construcciones ( cimientos de mampostería) 

 edificios (cimentaciones )edificios (cimentaciones ) 

 torres de tensión eléctrica (cimentaciones superficiales)torres de tensión eléctrica (cimentaciones superficiales) 

 torres de telefonía celular (cimentaciones superficiales)torres de telefonía celular (cimentaciones superficiales) 

 bodegas de almacenamiento (cimentaciones superficiales)bodegas de almacenamiento (cimentaciones superficiales)

Las cimentaciones se utilizan para trasmitir las cargas de los muros y columnas al Las cimentaciones se utilizan para trasmitir las cargas de los muros y columnas al terreno y las rocas subyacentes dentro de los límites aceptables en cuanto a terreno y las rocas subyacentes dentro de los límites aceptables en cuanto a pre-sión, estas cargas llegan al suelo de inmediato a través de zapatas (aislada o sión, estas cargas llegan al suelo de inmediato a través de zapatas (aislada o co-rrida) o bien hacia capas más profundas del suelo por medio de pilotes, rrida) o bien hacia capas más profundas del suelo por medio de pilotes, construi-dos de concreto. El área de zapatas corridas, el número de pilotes, se escogen de dos de concreto. El área de zapatas corridas, el número de pilotes, se escogen de modo que sostengan las cargas reales no factorizadas de una edificación sin modo que sostengan las cargas reales no factorizadas de una edificación sin re-basar los límites de asentamiento, una presión admisible en el suelo. Estos basar los límites de asentamiento, una presión admisible en el suelo. Estos ele-mentos se construyen de concreto armado, pues la cimentación podría ser axial, mentos se construyen de concreto armado, pues la cimentación podría ser axial, es decir si las fuerzas son paralelas al eje axial y se desvían de este se conoce es decir si las fuerzas son paralelas al eje axial y se desvían de este se conoce como excéntricas. El peralte mínimo que debería tener una cimentación de como excéntricas. El peralte mínimo que debería tener una cimentación de con-creto no sería inferior a 20 centímetros cuando se trata de concon-creto simple creto no sería inferior a 20 centímetros cuando se trata de concreto simple apoya-do directamente en el suelo, de 15 centímetros por encima del refuerzo interior en do directamente en el suelo, de 15 centímetros por encima del refuerzo interior en zapatas de concreto armado apoyadas en el suelo y de 30 cm por encima del zapatas de concreto armado apoyadas en el suelo y de 30 cm por encima del re-fuerzo inferior en zapatas de concreto armado apoyadas en pilotes, el fuerzo inferior en zapatas de concreto armado apoyadas en pilotes, el recubrimien-to mínimo de concrerecubrimien-to para refuerzo en contacrecubrimien-to con el suelo y expuesrecubrimien-to to mínimo de concreto para refuerzo en contacto con el suelo y expuesto perma-nentemente este será de 7.5 centímetros

(26)

VIABILIDAD ECONÓMICA

VIABILIDAD ECONÓMICA

La elección del tipo de cimentación depende especialmente de las características La elección del tipo de cimentación depende especialmente de las características mecánicas del terreno, como su cohesión, su

mecánicas del terreno, como su cohesión, su ángulo de rozamiento interno,ángulo de rozamiento interno, posi- posi-ción del

ción del nivel freáticonivel freático y también de la magnitud de las cargas existentes. A partir y también de la magnitud de las cargas existentes. A partir  de todos esos datos se calcula la

de todos esos datos se calcula la capacidad portante,capacidad portante, que junto con la homoge-que junto con la homoge-neidad del terreno aconsejan usar un tipo u otro diferente de cimentación. neidad del terreno aconsejan usar un tipo u otro diferente de cimentación. Siem-pre que es posible se emplean cimentaciones superficiales, ya que son el tipo de pre que es posible se emplean cimentaciones superficiales, ya que son el tipo de cimentación menos costoso y más simple de ejecutar. Cuando por problemas con cimentación menos costoso y más simple de ejecutar. Cuando por problemas con la capacidad portante o la homogeneidad del mismo no es posible usar la capacidad portante o la homogeneidad del mismo no es posible usar cimenta-ción superficial se valoran otros tipos de cimentaciones.

ción superficial se valoran otros tipos de cimentaciones.

El método de sulzberger es muy factible y económico prácticamente se usa para El método de sulzberger es muy factible y económico prácticamente se usa para fundaciones profundas en forma de bloques de hormigón para terrenos normales. fundaciones profundas en forma de bloques de hormigón para terrenos normales. Debe considerarse el costo de la fundación en relación de la importancia, el Debe considerarse el costo de la fundación en relación de la importancia, el riesgo y el valor de la superestructura. Por medio de las investigaciones del riesgo y el valor de la superestructura. Por medio de las investigaciones del suelo se reducen las incertidumbres en los diseños. Pueden ajustarse los suelo se reducen las incertidumbres en los diseños. Pueden ajustarse los factores de seguridad y en consecuencia es posible optimizar las dimensiones factores de seguridad y en consecuencia es posible optimizar las dimensiones de la fundación sacando el mejor provecho del suelo. Comúnmente una losa de de la fundación sacando el mejor provecho del suelo. Comúnmente una losa de cimentación resulta más económica que las zapatas

(27)

VENTAJAS

VENTAJAS

Y DESVENTAJAS

Y DESVENTAJAS

Cimentaciones corridas:

Cimentaciones corridas: Son conjunto de elementos estructurales cuya misiónSon conjunto de elementos estructurales cuya misión es trasmitir las cargas de la edificación o elementos apoyados a este al suelo es trasmitir las cargas de la edificación o elementos apoyados a este al suelo dis-tribuyéndolas de forma que no supere su presión admisible ni produzca cargas tribuyéndolas de forma que no supere su presión admisible ni produzca cargas zonales.

zonales.

Ventajas: Ventajas:

 los esfuerzos de la compresión y el corte son reducidos para este tipo delos esfuerzos de la compresión y el corte son reducidos para este tipo de

estructura. estructura.

 tiene bastante resistencia al agua.tiene bastante resistencia al agua. 

 posee una larga vida útil.posee una larga vida útil. 

 no necesita de mantenimiento.no necesita de mantenimiento.

Desventaja: Desventaja:

 el costo de su construcción es elevado.el costo de su construcción es elevado. 

 para lograr una resistencia de manera homogénea se necesita un equipopara lograr una resistencia de manera homogénea se necesita un equipo

especial (como por ejemplo: una mescladora o vibradores de cemento). especial (como por ejemplo: una mescladora o vibradores de cemento).

 se necesita un control de calidad durante el proceso de construcción, es-se necesita un control de calidad durante el proceso de construcción,

es-pecial en las etapas de mezclado vaciado y curado. pecial en las etapas de mezclado vaciado y curado. Cimentaciones profundas (pilas):

Cimentaciones profundas (pilas): Son elementos de cimentaciones profundasSon elementos de cimentaciones profundas con secciones mayores que la

con secciones mayores que la de los pilotes, de los pilotes, las cuales las cuales también trasmiten al también trasmiten al sub- sub-suelo las cargar provenientes de una estructura de la misma cimentación con el suelo las cargar provenientes de una estructura de la misma cimentación con el propósito de lograr la estabilidad del conjunto.

propósito de lograr la estabilidad del conjunto. Ventajas: Ventajas:

 la fabricación de las pilas siempre es monolítica y no requiere de juntas es-la fabricación de las pilas siempre es monolítica y no requiere de juntas

es-peciales. peciales.

(28)

 las pilas pueden slas pilas pueden ser instaladas en er instaladas en subsuelos con presencia subsuelos con presencia de grava de grava y bo-y

bo-leos aplicando el procedimiento adecuado que permita la estabilización de la leos aplicando el procedimiento adecuado que permita la estabilización de la pa-red de las perforaciones.

red de las perforaciones.

 la capacidad de carga de las pilas es mayor que la de los pilotes.la capacidad de carga de las pilas es mayor que la de los pilotes. 

 la longitud de las pilas puede ser variable dependiendo de la profundidad dela longitud de las pilas puede ser variable dependiendo de la profundidad de

los estratos resistentes, pudiéndose hacer los ajustes correspondientes los estratos resistentes, pudiéndose hacer los ajustes correspondientes práctica-mente de forma inmediata.

mente de forma inmediata.

 no están expuestas a sufrir daños estructurales ya que no se requiere deno están expuestas a sufrir daños estructurales ya que no se requiere de

que sean maniobradas y golpeadas para su instalación como sucede con los que sean maniobradas y golpeadas para su instalación como sucede con los pilo-tes prefabricados

tes prefabricados

Desventajas: Desventajas:

 la pila requiere siempre de perforación previala pila requiere siempre de perforación previa 

 cuando existen estrato de subsuelo sin consistencia no es posible realizar lacuando existen estrato de subsuelo sin consistencia no es posible realizar la

construcción de pila con calidad, ya que su sección puede llegar a deformarse; construcción de pila con calidad, ya que su sección puede llegar a deformarse; puede resolver este problema con tubería metálica perdida lo cual origina un puede resolver este problema con tubería metálica perdida lo cual origina un in-cremento en el costo

cremento en el costo

 es necesario siempre garantizar en el desplante de las excavaciones noes necesario siempre garantizar en el desplante de las excavaciones no

exista material suelto. exista material suelto.

 los cambios de presión del agua subterránea pueden cercenar el fuste delos cambios de presión del agua subterránea pueden cercenar el fuste de

las pilas durante su fabricación. las pilas durante su fabricación.

 el procedimiento constructivo de pilas sobre agua se complica al tener queel procedimiento constructivo de pilas sobre agua se complica al tener que

el vaivén de la plataforma flotante donde se apoya el equipo de construcción asi el vaivén de la plataforma flotante donde se apoya el equipo de construcción asi como tener que aislar el cuerpo de la pila en la zona donde no existe suelo que lo como tener que aislar el cuerpo de la pila en la zona donde no existe suelo que lo confirme.

(29)

Ciment

Ciment

acione

acione

s para Torres de T

s para Torres de T

elefon

elefon

ía

ía

y de

y de

ten-

ten-sión eléctrica”

sión eléctrica”

MARCO TEÓRICO

MARCO TEÓRICO

 Tipos de cimientos

 Tipos de cimientos

Procedimiento de diseño

Procedimiento de diseño

Procedimiento constructivo

Procedimiento constructivo

Método mecánico para la corrección o ins-

Método mecánico para la corrección o

ins-talación

talación

(30)

MARCO TEÓRICO

MARCO TEÓRICO

El objeto de una cimentación, es proporcionar el medio para que las cargas de la El objeto de una cimentación, es proporcionar el medio para que las cargas de la estructura, se transmitan al terreno produciendo en éste un sistema de esfuerzos estructura, se transmitan al terreno produciendo en éste un sistema de esfuerzos que puedan se resistidos con seguridad sin producir asentamientos, ó con que puedan se resistidos con seguridad sin producir asentamientos, ó con asentamientos tolerables, ya sean estos uniformes o diferenciales.

asentamientos tolerables, ya sean estos uniformes o diferenciales.

Los cimientos se clasifican de acuerdo a la profundidad a la que este se Los cimientos se clasifican de acuerdo a la profundidad a la que este se encuentre desplantado, ya sea en

encuentre desplantado, ya sea en cimientos superficiales y cimientos profundoscimientos superficiales y cimientos profundos..

Cimientos

Cimientos superficialesuperficiales: s: En las cimentaciones superficiales las cargas de laEn las cimentaciones superficiales las cargas de la

estructura

estructura pasan directamente al pasan directamente al terreno donde son desplantadas las terreno donde son desplantadas las obras,obras, estas se caracterizan por tener una profundidad menor de dos veces el ancho de estas se caracterizan por tener una profundidad menor de dos veces el ancho de

la misma ND ≤

la misma ND ≤ 2B, donde B es el ancho de la cimentación.2B, donde B es el ancho de la cimentación.

Entre los tipos de cimentaciones superficiales se pueden encontrar, zapatas Entre los tipos de cimentaciones superficiales se pueden encontrar, zapatas aisladas

aisladas redondas para torres tipo redondas para torres tipo monopolo, zapatas aisladas cuadradas ómonopolo, zapatas aisladas cuadradas ó rectangulares para torres autosoportadas, zapatas corridas cuyo uso es más rectangulares para torres autosoportadas, zapatas corridas cuyo uso es más común en edificaciones y losas de fundación para torres autosoportadas

común en edificaciones y losas de fundación para torres autosoportadas

Zapatas aisladas: 

Zapatas aisladas: Es el agrandamiento de una columna en su base para re-Es el agrandamiento de una columna en su base para

re-ducir las presiones que se ejercen sobre el terreno, al aumentar el área en la ducir las presiones que se ejercen sobre el terreno, al aumentar el área en la que se distribuyen. El

que se distribuyen. El cimiento puede tener cualquier forma, pero la zapatcimiento puede tener cualquier forma, pero la zapataa

Tipos de Cimientos Tipos de Cimientos

Superficiales

Superficiales ProfundosProfundos

Zapatas aisladas

Zapatas aisladas PilotesPilotes Zapatas corridas

Zapatas corridas PilasPilas Losas de cimentación

(31)

aislada, es la más económica desde el punto de vista de la construcción. aislada, es la más económica desde el punto de vista de la construcción.

Se opta por cimentación con zapata aislada de concreto cuando se tenga una o Se opta por cimentación con zapata aislada de concreto cuando se tenga una o más de las siguientes condiciones:

más de las siguientes condiciones:

Existencia de suelos ácidos (ph < 5.0 ó Resistividad <

Existencia de suelos ácidos (ph < 5.0 ó Resistividad < 50 Ω50 Ω -mt).-mt).

Sitios en donde el nivel freático es alto y variable Capacidad portante del suelo Sitios en donde el nivel freático es alto y variable Capacidad portante del suelo de fundación mayor que 1kg/cm² y menor que 1.5 kg/cm².

de fundación mayor que 1kg/cm² y menor que 1.5 kg/cm².

Se usa en suelos de baja compresibilidad (Cc menor a 0.2) y donde los Se usa en suelos de baja compresibilidad (Cc menor a 0.2) y donde los asen-tamientos diferenciales entre columnas puedan ser controlados.

tamientos diferenciales entre columnas puedan ser controlados.

Para el diseño de una zapata aislada suponemos que la fundación es totalmente Para el diseño de una zapata aislada suponemos que la fundación es totalmente rígida y que por lo tanto ella no se deforma al transmitir las cargas al suelo

rígida y que por lo tanto ella no se deforma al transmitir las cargas al suelo

Za

Zapatas cpatas c orridas: orridas: Es un cimiento continuo que soporta un muro, o tres o másEs un cimiento continuo que soporta un muro, o tres o más

columnas en línea recta. Se emplean en suelos de bajas resistencias o cuando columnas en línea recta. Se emplean en suelos de bajas resistencias o cuando se transmiten grandes cargas al suelo.

se transmiten grandes cargas al suelo.

También se usan en suelos de compresibilidad media (Cc entre 0.2 y 0.4), para También se usan en suelos de compresibilidad media (Cc entre 0.2 y 0.4), para mantener los asentamientos dentro de ciertos límites, conviene emplear zapatas mantener los asentamientos dentro de ciertos límites, conviene emplear zapatas continuas rigidizadas con vigas de cimentación.

continuas rigidizadas con vigas de cimentación.

Losas de

Losas de cimentaciócimentación: n: Son Son tipos de tipos de cimientos combinados cimientos combinados que soportan que soportan másmás

de tres columnas que no están en línea recta y que proporcionan la máxima área de tres columnas que no están en línea recta y que proporcionan la máxima área de cimentación para un espacio determinado con la mínima presión en la de cimentación para un espacio determinado con la mínima presión en la cimentación y por tanto mayor seguridad contra la falla del suelo.

cimentación y por tanto mayor seguridad contra la falla del suelo.

Son apropiadas para controlar asentamientos diferenciales en muy variadas Son apropiadas para controlar asentamientos diferenciales en muy variadas situaciones de carga, disposición estructural y condiciones del suelo portante. situaciones de carga, disposición estructural y condiciones del suelo portante.

C i

C im i e n t o s m i e n t o s P r o f u n d o s :  P r o f u n d o s :  Estos se utilizan, si la capa de suelo que pueda soportar Estos se utilizan, si la capa de suelo que pueda soportar 

el

el peso peso de de la la estructura estructura se se encuentra encuentra muy muy profunda. profunda. Estas se caracterizanEstas se caracterizan por tener una profundidad mayor de dos veces el ancho de la misma ND >2B, por tener una profundidad mayor de dos veces el ancho de la misma ND >2B,

(32)

Se

Se opta por la opta por la fundación profunda cuando sfundación profunda cuando se tenga e tenga la siguiente cla siguiente condición:ondición:

 Cuando no sea posible desde el punto de vista técnico-económico laCuando no sea posible desde el punto de vista técnico-económico la construcción de la fundación del tipo losa.

construcción de la fundación del tipo losa. 

 La capacidad portante del suelo de fundación sea menor a 0.5La capacidad portante del suelo de fundación sea menor a 0.5

Suelos expansivos: 

Suelos expansivos:  Los suelos que presentan un potencial de cambioLos suelos que presentan un potencial de cambio

de

de volumen, pueden volumen, pueden transferir transferir esfuerzos inaesfuerzos inadmisibles para dmisibles para los cimientos, los cimientos, sisi la cimentación no está diseñada para controlar las presiones que se generan. la cimentación no está diseñada para controlar las presiones que se generan. La

La expansión de expansión de los suelos los suelos depende endepende entre otros tre otros factores, de factores, de la composi-la composi-ción mineralógica, variacomposi-ción del nivel freático y clima.

ción mineralógica, variación del nivel freático y clima.

El potencial de expansión se puede calificar dependiendo de los límites de El potencial de expansión se puede calificar dependiendo de los límites de consistencia del suelo, como se indica e

consistencia del suelo, como se indica en la siguiente Tabla.n la siguiente Tabla.

Relación entre el potencial de cambio volumétrico límites de consistencia: Relación entre el potencial de cambio volumétrico límites de consistencia:

Potencial cambio Potencial cambio volumétrico volumétrico Índice de Índice de  plasticidad   plasticidad  Límite Límite líquido líquido Bajo Bajo < 18< 18 20 - 3520 - 35 Medio Medio 15 - 2815 - 28 35 - 5035 - 50  Alto  Alto 25 - 4125 - 41 50 - 7050 - 70 Muy alto Muy alto > 35> 35 > 70> 70 Susceptibilidad de

Susceptibilidad de licuefalicuefacción: cción: La licuefacción se produce cuando determina-La licuefacción se produce cuando

determina-dos tipos de suelos afectadetermina-dos por terremotos desarrollan elevadas presiones dos tipos de suelos afectados por terremotos desarrollan elevadas presiones intersticiales de forma rápida (sin drenaje), dando lugar a una pérdida de la intersticiales de forma rápida (sin drenaje), dando lugar a una pérdida de la resis-tencia al

tencia al cortante cortante y a la rotura del suelo que y a la rotura del suelo que se comporta como si se comporta como si fuera un fuera un lí- lí-quido. Este

quido. Este fenómeno provoca el fallo de cimentaciones, roturas de fenómeno provoca el fallo de cimentaciones, roturas de taludes taludes yy deslizamiento.

(33)

Suelos colapsables: 

Suelos colapsables: Estos suelos tienen un comportamiento que varía segúnEstos suelos tienen un comportamiento que varía según

su contenido de humedad. Al aumentar esta puede producirse una su contenido de humedad. Al aumentar esta puede producirse una considera-ble

ble disminución de disminución de volumen y pvolumen y por consiguiente or consiguiente se produce se produce asentamiento enasentamiento en la aplicación de cargas sobre estos suelos. Los suelos colapsables pueden ser  la aplicación de cargas sobre estos suelos. Los suelos colapsables pueden ser  identificados con pruebas de consolidación y prueba de placa de cargas, identificados con pruebas de consolidación y prueba de placa de cargas, también otro indicador es el

también otro indicador es el peso específico seco de estos suelos peso específico seco de estos suelos como secomo se muestra en la siguiente tabla.

muestra en la siguiente tabla.

Acidez de los Suelos: 

Acidez de los Suelos: EsEs de pleno conocimiento la acción destructiva de losde pleno conocimiento la acción destructiva de los

suelos ácidos sobre elementos metálicos embebidos en ellos; por este motivo es suelos ácidos sobre elementos metálicos embebidos en ellos; por este motivo es de particular importancia el análisis de las fundaciones en este tipo de suelos.

de particular importancia el análisis de las fundaciones en este tipo de suelos.  A continuación

 A continuación se se muestra muestra como como determinar determinar la la acidez acidez de de los los suelos suelos apoyados apoyados enen la resistividad del suelo.

la resistividad del suelo.

Grado de corrosión

Grado de corrosión Resistividad Resistividad Ω* Ω* mt mt 

Muy corrosivo Muy corrosivo < 7< 7 Corrosivo Corrosivo 7 - 207 - 20 Moderadamente Moderadamente corrosivo corrosivo 20 - 5020 - 50 No corrosivo No corrosivo > 50> 50 Fa

Factor de seguctor de segu ridad: ridad: Este factor se usa para determinar la carga admisible delEste factor se usa para determinar la carga admisible del

suelo de cimentación, para que esta sea siempre menor que la carga de falla y suelo de cimentación, para que esta sea siempre menor que la carga de falla y

Grado de Grado de colapso colapso Peso específico Peso específico seco (kg/m seco (kg/m33)) Bajo Bajo > 1427> 1427 Bajo a medio Bajo a medio 1223 - 14271223 - 1427 Medio a alto Medio a alto 1019 - 12231019 - 1223  Alto a muy

(34)

suelo, a la teoría específica de carga que se use y otros aspectos que suelo, a la teoría específica de carga que se use y otros aspectos que intervengan de acuerdo al criterio del ingeniero estructural.

intervengan de acuerdo al criterio del ingeniero estructural.

Capa

Capacidad de cidad de carga: carga: La capacidad de carga es la predisposición del suelo deLa capacidad de carga es la predisposición del suelo de

soportar una carga sin que se produzcan fallas en su masa. soportar una carga sin que se produzcan fallas en su masa.

La capacidad de carga de un suelo se puede obtener por medio de los La capacidad de carga de un suelo se puede obtener por medio de los resultados que

resultados que proporciona el SPT (Standard proporciona el SPT (Standard Penetration Test) relacionándoloPenetration Test) relacionándolo con la compacidad relativa en suelos granulares y con la compresión simple en con la compacidad relativa en suelos granulares y con la compresión simple en suelos finos.

suelos finos.

Se ha visto que la falla por capacidad de carga ocurre como producto de una Se ha visto que la falla por capacidad de carga ocurre como producto de una rotura por 

rotura por cortecorte del suelo de desplante de la cimentación.del suelo de desplante de la cimentación.

Los tres tipos de falla bajo

Los tres tipos de falla bajo la cimentación son:la cimentación son: 1. falla por corte general

1. falla por corte general 2. falla por punzonamiento 2. falla por punzonamiento 3. falla por corte local

3. falla por corte local

Falla

Falla popo r cor co rte general rte general 

Se caracteriza por la presencia de una superficie de deslizamiento continua Se caracteriza por la presencia de una superficie de deslizamiento continua dentro del

dentro del terreno que se inicia en el borde de la cimentación y que avanzaterreno que se inicia en el borde de la cimentación y que avanza hasta la superficie del

hasta la superficie del terreno. Es usualmente súbita y terreno. Es usualmente súbita y catastrófica y a catastrófica y a menosmenos que la estructura misma no permita la

que la estructura misma no permita la rotación de la zapata ocurre con ciertarotación de la zapata ocurre con cierta visibilidad de inclinación un hinchamiento del suelo a los lados.

(35)

La falla por corte general es la más común. Esta ocurre en suelos relativamente La falla por corte general es la más común. Esta ocurre en suelos relativamente incompresibles y razonablemente densos o compactos o en arcillas saturadas incompresibles y razonablemente densos o compactos o en arcillas saturadas normalmente consolidadas que son rápidamente cargadas prevaleciendo la normalmente consolidadas que son rápidamente cargadas prevaleciendo la resistencia no drenada.

resistencia no drenada.

Fa

Falla por plla por p unzonamiento unzonamiento 

Se caracteriza por el asentamiento vertical de la cimentación mediante la Se caracteriza por el asentamiento vertical de la cimentación mediante la compresión del suelo inmediatamente debajo de ella. La rotura del suelo se compresión del suelo inmediatamente debajo de ella. La rotura del suelo se presenta por corte alrededor de la cimentación y casi no se observa movimiento presenta por corte alrededor de la cimentación y casi no se observa movimiento de este junto a la cimentación manteniéndose el equilibrio tanto vertical como de este junto a la cimentación manteniéndose el equilibrio tanto vertical como horizontal.

horizontal.

La falla por punzonamiento es el extremo opuesto de la falla por corte general, La falla por punzonamiento es el extremo opuesto de la falla por corte general, esta ocurre en arenas muy sueltas, en delgadas capas de suelo compacto que esta ocurre en arenas muy sueltas, en delgadas capas de suelo compacto que sobreyace a suelos muy blandos o en arcillas blandas cargadas lentamente y en sobreyace a suelos muy blandos o en arcillas blandas cargadas lentamente y en condiciones drenadas. La alta compresibilidad de tales perfiles de suelo causa condiciones drenadas. La alta compresibilidad de tales perfiles de suelo causa grandes asentamientos y superficies de cort

grandes asentamientos y superficies de corte e verticales pobremente definidas.verticales pobremente definidas. No ocurren abultamientos significativos en la superficie del terreno y la falla se No ocurren abultamientos significativos en la superficie del terreno y la falla se Desarrolla gradualmente.

Desarrolla gradualmente.

Falla

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tanto del tipo de falla por corte general como de punzonamiento. En este tipo de tanto del tipo de falla por corte general como de punzonamiento. En este tipo de falla existe una marcada tendencia al abultamiento del suelo a los lados de la falla existe una marcada tendencia al abultamiento del suelo a los lados de la cimentación y además la compresión vertical debajo de ella es fuerte y la cimentación y además la compresión vertical debajo de ella es fuerte y la superficie de deslizamiento termina en algún punto dentro de la masa misma del superficie de deslizamiento termina en algún punto dentro de la masa misma del suelo.

suelo.

Factores determinante

Factores determinantes para s para el tipo de el tipo de cimentaciócimentaciónn

I.

I. Cargas Cargas y y caraccarac teríterísticstic as as de de la la estrestr ucuc turtur a a 

Se refiere a las condiciones de la superestructura y en general al carácter, la Se refiere a las condiciones de la superestructura y en general al carácter, la función y destino de la obra. Para fines de proyecciones es usual que el factor  función y destino de la obra. Para fines de proyecciones es usual que el factor  más importante lo constituyen la magnitud, las combinaciones críticas y la más importante lo constituyen la magnitud, las combinaciones críticas y la variabilidad de las diferentes cargas implicadas.

variabilidad de las diferentes cargas implicadas.

II

II. . RespuRespu esta esta del del sistemsistem a a funfun dación dación - - suelo suelo 

Se trata de como la fundación responda a la carga, la cual determina el método Se trata de como la fundación responda a la carga, la cual determina el método de análisis. Lo primero que se debe de considerar es la superficie potencial de de análisis. Lo primero que se debe de considerar es la superficie potencial de falla que va a exhibir el sistema fundación suelo y como esta puede variar con la falla que va a exhibir el sistema fundación suelo y como esta puede variar con la profundidad.

profundidad.

La distribución real de la carga también determina la respuesta como La distribución real de la carga también determina la respuesta como deformación que será una función de las propiedades del suelo y del material deformación que será una función de las propiedades del suelo y del material

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