Diapositiva 1
UNIVERSIDAD SAN PEDRO
PROFESORA :
CURSO :
INTEGRANTES :
ING. GIOVANA ZARATE ALEGRE
MCANICA DE SUELOS II
INGENIERIA CIVIL
TEMA :
CIMENTACIONES PROFUNDAS Y SUPERFICIALES
2014
CAPRISTANO DELA CRUZ NANO
RAMIREZ AGURTO NURIA
PEREZ NIEVES JUAN CARLOS
SANTIAGO DAGA MABEL
IBAES UCHALIN ALEXHIS
PRIETO MARRERO PRISCILLA
CIMENTACIONES
Se denomina cimentacin al conjunto de elementos estructurales
cuya misin es transmitir las cargas de la estructura al suelo
distribuyndolas de forma que no superen su esfuerzo admisible ni
produzcan concentraciones de cargas diferenciales.
CIMENTACIONES
Cuando una estructura transmite sus cargas al terreno a travs de
la cimentacin, se producen inevitablemente deformaciones
(fundamentalmente asientos).
El arte de cimentar consiste en obtener, a partir de las
caractersticas tanto del terreno como de la estructura, las
condiciones ms favorables de apoyo, de manera que los asientos no
resulten perjudiciales.
CIMENTACIONES
La ingeniera de cimentaciones puede definirse como el arte de
transmitir de manera eficiente, eficaz y econmica cargas
estructurales al terreno, de forma que no se produzcan
asentamientos excesivos.
TIPOS DE CIMENTACIONES
Superficiales.
Profundas.
Mixtas.
Por la forma de fabricacin pueden ser.
Concreto simple.
Concreto armado.
Mampostera.
In situ.
Prefabricados,
CIMENTACIONES SUPERFICIALES
CIMENTACIONES SUPERFICIALES
CIMENTACIONES SUPERFICIALES
CIMENTACIONES SUPERFICIALES
CIMENTACIONES SUPERFICIALES
CIMENTACIONES SUPERFICIALES
Son aquellas en las que, el plano de contacto entre la
estructura y el terreno est situado bajo el terreno que la rodea, a
una profundidad que resulta pequea cuando se compara con el ancho
de la cimentacin.
Para comportarse de modo aceptable las cimentaciones
superficiales deben tener dos caractersticas elementales.
CIMENTACIONES SUPERFICIALES
La cimentacin debe ser segura frente a una falla por corte
general del suelo que la soporta
La cimentacin no deber experimentar un asentamiento excesivo (el
adjetivo excesivo depende de varias consideraciones, como las
estructurales propias de la edificacin).
CIMENTACIONES SUPERFICIALESCIMENTACION CICLPEA
El cimiento de concreto ciclpeo es sencillo y econmico, consiste
en piedras de diferentes tamaosunidas por una mezcla de concreto en
proporcin 1:3:5
CIMENTACIONES SUPERFICIALESZAPATAS
Cimentacin apta para profundidad de 0,80-1,50 m (sin nivel
fretico), preferiblemente con armadura y unidas entre si por vigas
de amarre.
CIMENTACIONES SUPERFICIALESZAPATAS AISLADAS
Terreno firme, asientos diferenciales reducidos
Preferiblemente cuadrada
Posibilidad de unir con vigas de amarre
CIMENTACIONES SUPERFICIALESZAPATAS COMBINADAS Y CORRIDAS
Se utilizan zapatas combinadas o corridas cuando las zapatas
aisladas se encuentran muy prximas o incluso se solapan.
Tambin se emplean para apoyar muros con capacidad portante
Zapatas Combinadas Y Cimentacin con Losas
Zapata Rectangular Combinada
1
3
2
4
Lindero de
propiedad
Lindero de
propiedad
Zapata rectangular combinada
Zapata Trapezoidal combinada
Zapata en Voladizo
Losa de Cimentacin
(a)
Seccin
Planta
Lindero de
propiedad
(d)
Zapata Trapezoidal Combinada
Es a veces usada como una cimentacin aislada para una columna
que soporta
una gran carga y donde el espacio es escaso.
Si se conoce la presin admisible neta del suelo, determine el
rea de la cimentacin
De la propiedad de un trapezoide tenemos
Zapata en Voladizo
Este tipo de construccin de zapata combinada usa una contratrabe
para conectar una
cimentacin de columna cargada excntricamente a la cimentacin de
una
columna inferior
Cimentacin con Losa
Este tipo de cimentacin es una zapata combinada que cubre toda
el rea bajo una
estructura que soporta varias columnas y muros
Tipos Comunes de Cimentaciones con Losas
Losa plana. La losa es de espesor uniforme.
Losa plana con mayor espesor bajo columnas
Seccin
en A - A
Seccin
en A - A
A
A
Planta
(a)
A
A
Planta
(b)
Tipos de Losas de cimentacin: (a) losa plana; (b) losa reforzada
bajo columnas;
(c) vigas losa; (d) losa con muros de stano
Seccin
en A - A
Seccin
en A - A
A
A
Planta
(c)
3. Vigas y losa. Las vigas corren en ambas direcciones, y las
columnas
se localizan en las interseccin de las vigas
4. Losa con muros de stano como parte de losa. Los muros actan
como
rigidizadores de la losa.
A
A
Planta
(d)
FALLAS EN CIMENTACIONES SUPERFICIALES
(a)
B
Superficie
de falla
En suelo
qu
Carga/rea unitaria, q
Asentamiento
(b)
B
Superficie
de falla
qu (1)
Carga/rea unitaria, q
Asentamiento
qu
(c)
B
Superficie
de falla
qu (1)
Carga/rea unitaria, q
Asentamiento
qu
qu
Zapata
superficial
Naturaleza de las fallas por capacidad de carga en suelos: (a)
falla de cortante general;
(b) Falla de cortante local; (c) falla de cortante por
punzonamiento.
Donde B = ancho de la cimentacin
L = longitud de la cimentacin
(Nota: L es siempre mayor que B.)
Para cimentaciones cuadradas, B = L; para cimentaciones
circulares; B = L = dimetro
Entonces B* = B
TEORA DE LA CAPACIDAD DE CARGA LTIMA
D
F
E
G
G
A
B
B
45 -/2
45 -/2
45 -/2
45 -/2
J
I
qu
q =Df
B
Falla por capacidad de carga en un suelo bajo una cimentacin
rgida continua rugosa
(Cimentacin en franja)
Donde
c = Cohesin del suelo
= Peso especifico del suelo
q = Df
Nc, Nq, N = Factores de capacidad de carga adimensionales que
son unicamente
funciones del ngulo de friccin del suelo, .
Se expresan como:
Capacidad de carga ultima neta
qneta(u) = qu q
Donde qneta(u) = capacidad de carga ultima neta
B
Nivel del agua
fretica
B
Caso I
Df
d
Nivel del agua
fretica
Modificacin de las ecuaciones de capacidad de carga por nivel de
agua.
sat = peso especifico
saturado
Caso II
El factor de Seguridad
D1
Sin embargo, algunos ingenieros en la prctica prefieren usar un
factor de seguridad de
Incremento del esfuerzo neto sobre el suelo =
Capacidad de carga ultima neta
FS
La capacidad de carga ltima neta se define como
Sustituyendo esta ecuacin en la ecuacin Anterior se obtiene
Incremento del esfuerzo neto sobre el suelo
= carga por la superestructura por rea unitaria de la
cimentacin
El factor de seguridad definido por la ecuacin debe ser por lo
menos 3 en todos
los casos.
Cimentaciones Cargadas Excntricamente
Donde Q = carga vertical total
M = momento sobre la cimentacin
Q
M
B
B X L
B
e
Para e B/6
qmax
qmax
Para e B/6
(a)
L
2e
B
(b)
1. La distancia e es la excntrica.
y
2. Determine las dimensiones efectivas de la cimentacin como
B = ancho efectivo = B 2e
L = longitud efectiva = L
3. Use la ecuacin para la capacidad de carga ltima como
4. La carga ltima total que la cimentacin soporta es
A
5. El factor de seguridad contra falla por capacidad de carga
es
donde A = rea efectiva
ASENTAMIENTOS EN CIMENTACIONES
SUPERFICIALES
TIPOS DE ASENTAMIENTOS DE CIMENTACIONES
Asentamiento Inmediato
Perfil del
asentamiento
(a)
Perfil del
asentamiento
(b)
Perfil de un asentamiento inmediato y presin de contacto en
arcilla
Cimentacin
B X L
Asentamiento
de cimentacin
rgida
Asentamiento
de cimentacin
flexible
Suelo
s = relacin de Poisson
Es = modulo de elasticidad
Roca
D1
Asentamiento elstico de cimentaciones flexible y rgida.
(esquina de la cimentacin flexible)
(centro de la cimentacin flexible)
Donde
m = L/B
B = ancho de la cimentacin
L = longitud de la cimentacin
El asentamiento inmediato promedio para una cimentacin flexible
tambin se expresa como
(promedio para una cimentacin flexible)
Asentamientos inmediato de cimentaciones sobre arcillas
saturadas
Df
H
Modulo de elasticidad = Es
qo
Arcilla
saturada
Cimentacin sobre arcilla saturada
B X L
Para la notacin usada en la figura, la ecuacin es.
Donde A1 es funcin de H / B y L / B. A2 es funcin
de Df / B.
Presin admisible de carga en arena basada en consideraciones
de asentamiento
La presin admisible neta se define como
De acuerdo con la teora de Meyerhof, para 25mm de
asentamiento
mximo estimado
Donde Ncor = nmero de penetracin estndar corregida
CAPACIDAD DE CARGA ADMISIBLE
En los cdigos de edificacin se especifican la capacidad de
carga
Admisible de cimentaciones sobre varios tipos de suelos.
Para
Construcciones menores, se dan valores bastante aceptables, esos
valores
de capacidad de carga se basan principalmente en clasificacin
visual de
suelos cercanas a la superficie.
Para grandes proyectos, necesariamente se deben ejecutar
estudios in situ y
pruebas de laboratorio.
Asentamientos Tolerable en Edificios
i = Desplazamiento vertical total en el punto
ij = Asentamiento diferencial entre los puntos i y j
= Deflexin relativa
= Distorsin angular
= Razn de reflexin
L
A
B
C
D
E
lAB
max
AB
Perfil del
Asentamiento
(a) Asentamiento sin inclinacin
ab
L
A
B
C
D
E
lAB
AB
Perfil del
Asentamiento
(b) Asentamiento sin inclinacin
AB
Parmetros para la definicin de asentamiento tolerable
Capacidad de Carga de Cimentaciones con Losas
La capacidad de Carga ultima total de una losa de cimentacin se
determina con
la misma ecuacin usada para cimentaciones superficiales.
La Capacidad de carga ultima neta es
Para arcillas saturadas con = 0 y condicin de carga vertical, la
ecuacin da
Donde Cu = cohesin no drenada. (Nota: Nc = 5.14, Nq = 1 y N =
0.) para = 0
y
La sustitucin de la forma precedente y factores de profundidad
en la ecuacin da
Por consiguiente, la capacidad de carga ultima neta es
Para FS = 3, la capacidad de carga admisible neta del suelo es
entonces
Para cimentaciones superficiales, tenemos
Donde Ncor = resistencia a la penetracin estndar corregida
B = ancho (m)
Fd = 1+0.33 (Df/B ) 1.33
Se = asentamiento (mm)
Cuando el ancho B es grande, la ecuacin anterior es
aproximada
(suponiendo 3.28B +1=3.28B) como
Usando esta lgica y suponiendo en forma conservadora que Fd es
igual a 1,
Aproximamos la ecuacin como
La presin neta aplicada sobre una cimentacin se expresa como
Donde Q = peso muerto de la estructura y carga viva
A = rea de la losa
Por consiguiente, en todos los casos q debe ser menor que o
igual a qadm(neta)
CIMENTACIONES PROFUNDAS
NO solo se pueden definir como el tipo de cimentacin en las que
el plano de apoyo estrato de
cimentacin se encuentra a una gran profundidad, ya que en
ocasiones NO existe ese estrato de
cimentacin. Se considera que una cimentacin es profunda cuando
su extremo inferior en elterreno se encuentra a una profundidad
igual o mayor a ocho (8) veces su dimetro o ancho.
CIMENTACIONES PROFUNDASPILOTES
Son adecuados para:
Reducir o limitar asientaminetos
Soportar cargas altas y concentradas
Evitar asentamientos e incremento de tensiones sobreedificios
vecinos.
Formar cimentacin a ms de 4-5 m de profundidad.
En sus diversas modalidades, es un tipo de cimentacin que se
puede distinguir por reducir
asientos y mejorar la seguridad frente al hundimiento de las
losas.
CIMENTACIONES PROFUNDASCLASIFICACION POR CONFIGURACION
PilotesAislados:estnlosuficientemente alejados para que noexista
interaccin geotcnica entre ellos
Grupos de pilotes / zonas pilotadas: son de escasa
capacidad portante individual se encuentran unidos porelementos
rgidos trabajando conjuntamente.
CIMENTACIONES PROFUNDASCLASIFICACION POR CONFIGURACION
Soporte de Nuevas Cargas en reas Congestionadas
Adecuacin Ssmica
Arresto de Sedimento Estructural
Resistencia de Cargas de Elevacin/Dinmicas
Apuntalamiento
Soporte de Excavacin en reas Confinadas
Muro de Pilote Reticulado
Micropilotes: son pilotes de dimetro pequeo que pueden ser
instalados en casi cualquier tipo de suelo .Ofrecer una alternativa
viable en situaciones de acceso restringido o de espacio superior
bajo.
CIMENTACIONES PROFUNDASCLASIFICACION POR CONFIGURACION
PILOTES SOILEX
El pilote soilex utiliza una bolsa expandible, en el fondo del
pilote, que funciona como una ampliacin de la base. La
bolsa de un paquete de lmina metlica, que puede expandir despus
de instalar el pilote, inyectando concreto.
CIMENTACIONES PROFUNDASCLASIFICACION MATERIAL
Concreto (in situ, prefabricado)Acero
Madera
Mixtos (acero tubular y concreto)Pilotes de fibra de vidrio
CIMENTACIONES PROFUNDASCLASIFICACION SISTEMA CONSTRUCTIVO
Hincado: introduccin en el terreno de pilotes prefabricados
mediante vibracin o percusin con martinetes provistos de
mazas
Colocados: pilotes metlicos que se introducen en pozos
excavadospreviamente y que, posteriormente, se rellenan con
concreto,
Perforados in situ: construidos por medio de excavacin en
pozocon o sin entibado hasta la cota de asiento donde se introducen
elconcreto y las armaduras.
El modo de trabajo depende de las caractersticas del terreno y
de la profundidad a la que seencuentre un estrato resistente.
CIMENTACIONES PROFUNDASPILOTES HINCADOS RESISTENCIA EN PUNTA
Este tipo de pilote transmites la carga directamente al estrato
firme o de cimentacin. Tambinrecibe la sujecin por parte del
subsuelo. Son elementos prefabricados de concreto y enoportunidades
tubos de acero.
CIMENTACIONES PROFUNDASPILOTES PERFORADOS IN SITU
Los pilotes perforados o pre-excavados son elementos fundidos in
situ, ya que a diferencia de lospilotes de resistencia por punta,
estos pueden no alcanzar el estrato adecuado para apoyarse, porende
deben funcionar por rozamiento contra el terreno.
CIMENTACIONES PROFUNDASPILOTES PERFORADOS IN SITU
)
(
2
1
neta
adm
q
Q
Q
A
+
=
L
B
B
A
2
2
1
+
=
3
2
2
1
2
1
2
L
B
B
B
B
L
X
+
+
=
+
L
B
BL
B
+
=
*
2
g
g
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qN
cN
q
q
C
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2
1
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+
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j
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f
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2
2
45
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N
N
i
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qd
qs
q
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c
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F
F
F
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F
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q
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g
g
g
g
2
1
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+
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q
q
u
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=
q
q
q
u
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neta
-
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(
FS
q
q
q
u
adm
neta
-
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(
L
B
M
BL
Q
q
2
max
6
+
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L
B
M
BL
Q
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2
min
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-
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Q
M
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=
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B
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BL
Q
q
6
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max
-
=
B
e
BL
Q
q
6
1
min
(
)
e
B
L
Q
q
2
3
4
max
-
=
i
d
s
qi
qd
qs
q
ci
cd
cs
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u
F
F
F
N
B
F
F
F
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F
F
F
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g
g
g
g
g
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2
1
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'
)(
'
(
'
L
B
q
Q
u
lt
=
Q
Q
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2
1
2
a
m
S
s
o
e
E
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S
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=
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2
1
S
s
o
e
E
Bq
S
-
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-
+
+
+
+
-
+
+
+
=
1
1
1
1
1
1
1
1
1
2
2
2
2
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n
m
m
m
m
m
n
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(
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s
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2
1
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D
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N
m
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q
98
.
11
/
2
)
(
=
=
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)
2
2
)
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28
.
3
1
28
.
3
799
/
+
=
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B
B
N
m
kN
q
cor
neta
adm
w
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-
=
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ij
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L
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F
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g
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g
2
1
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+
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q
q
u
u
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-
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(
q
F
F
N
C
q
cd
cs
c
u
u
+
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L
B
L
B
N
N
L
B
F
c
q
cs
195
.
0
1
14
.
5
1
1
1
+
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+
=
+
=
+
=
B
D
F
f
cd
4
.
0
1
q
B
D
L
B
c
q
f
u
u
+
+
+
=
4
.
0
1
195
.
0
1
14
.
5
+
+
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-
=
B
D
L
B
c
q
q
q
f
u
u
u
neta
4
.
0
1
195
.
0
1
14
.
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)
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+
+
=
=
B
D
L
B
c
FS
q
q
f
u
u
neta
neta
adm
4
.
0
1
195
.
0
1
713
.
1
)
(
)
(
(
)
+
=
25
28
.
3
1
28
.
3
98
.
11
/
2
2
)
(
e
d
cor
neta
adm
S
F
B
B
N
m
kN
q
(
)
=
25
98
.
11
/
2
)
(
e
d
cor
neta
adm
S
F
N
m
kN
q
(
)
+
=
mm
S
B
D
N
e
f
cor
33
.
0
1
98
.
11
(
)
25
93
.
15
mm
S
N
e
cor
(
)
cor
N
m
kN
q
neta
adm
96
.
23
/
2
)
(
=
=
f
D
A
Q
q
g
-
=
